综放工作面运顺端头液压支架

摘要

一种综放工作面运顺端头液压支架，由前架支架和后架支架组成前后两架一组型式。前架和后架支架均为左右非对称结构且基本相同，即前后架支架工作面侧为短底座、单立柱，另一侧为长底座、多立柱加四连杆机构；后架工作面侧的顶梁、底座分别通过钢丝绳或圆环链、拉顶梁或拉移千斤顶与前架或转载机连接。后架单立柱前、后部空间分别与前部输送机机头后缘至采煤机滚筒前端面之间宽度、后部输送机机头宽度加两次前移步距相适应。顶梁及其前后梁有锚杆锚索避让保护机构。该支架提高支护强度和稳定性；能保护顶板锚杆锚索；加大移架步距，减少移架次数，减少对工作面生产影响和反复支撑次数；能克服工作面输送机上下窜动影响。适合采深大矿压大的综放面用。

权利要求

1.一种综放工作面运顺端头液压支架，至少包括两架，最后的两架组成 两架一组型式；两架一组中的每一架支架均包括顶梁、立柱、底座、顶梁前 后两端的铰接梁，以及液压控制回路；支架两侧的底座及立柱分别位于顺槽 转载机的两侧，支架底座的前端经拉移千斤顶与顺槽转载机两侧的连接座联 接，靠人行道一侧的底座上有侧调千斤顶，其特征在于：①所说的两架一组型式是前、后两架一组型式，即：包括前架支架和后 架支架；前架、后架支架人行道侧的底座之间通过拉移千斤顶(30)联接；前 架、后架支架顶梁的工作面侧之间，通过钢丝绳或圆环链、拉顶梁千斤顶连 接；后架支架工作面侧的底座通过钢丝绳或圆环链、拉移千斤顶与前架支架 的工作面侧的底座、或者顺槽转载机一侧连接；

②前架、后架支架均为左右非对称结构；即：后架支架的工作面侧的底 座为短底座(7)、立柱为单立柱(8)，其另一侧的底座为长底座(29)，长底座 (29)上铰接有1～3根立柱和四连杆机构；后架支架两侧立柱的上端及四连 杆机构的上端与同一只横跨顺槽转载机的宽顶梁(5)相铰接；前架支架的工 作面侧的底座为短底座(9)、立柱为单立柱(10)，其余也与后架支架相同；

③在工作面一侧，后架支架的单立柱(8)与前架支架的单立柱(10)之间 的间距，与工作面前部刮板输送机机头(18)后缘至采煤机滚筒(19)前端面之 间的宽度加两次前移步距相适应；后架支架的单立柱(8)与尾梁(6)末端之间 的间距，与工作面后部刮板输送机机头(17)的宽度加两次前移步距相适应；

④前架、后架支架的顶梁有锚杆锚索避让保护机构；包括顶梁顶面上的 活动顶板(15)、铰接于顶梁(2、5)和活动顶板(15)之间的顶调千斤顶(48)； 活动顶板(15)为顶面上有条带状凹槽的平板；

后架支架顶梁铰接的前梁(4)、前架支架顶梁铰接的前梁(1)和后梁(3) 顶面上，有固定位置可调的活顶板(35)；其顶面结构与活动顶板(15)相同。

2.根据权利要求1所述的综放工作面运顺端头液压支架，其特征在于： 所说的前架支架、后架支架均为整架换向结构，即支架前后具有换向性，亦 即，前架支架顶梁(2)的前梁(1)与后梁(3)结构相同，其底座(9、31)的前后 端具有相同的铰接结构；后架支架的前梁(4)、尾梁(6)与顶梁(5)前后端的 铰接结构和尺寸一致，其底座(7、29)的前后端具有相同的联接结构。

3.根据权利要求1所述的综放工作面运顺端头液压支架，其特征在于： 所说的支架底座前端的拉移千斤顶与顺槽转载机两侧连接座的联接，为无定 位机械联接；即，前架支架短底座(9)前端的拉移千斤顶(38)通过连接头I (37)与转载机(43)一侧的连接座I(36)联接；前架支架底座(31)前端的拉 移千斤顶(32)通过连接头I(33)与转载机(43)另一侧的连接座II(34)联 接；两连接头I(37、33)的后端与两拉移千斤顶(38、32)是水平销轴铰接， 两连接头I(37、33)的前端与连接座I(36)、连接座II(34)是垂直销轴铰接。

4.根据权利要求1所述的综放工作面运顺端头液压支架，其特征在于： 所说的前架支架和后架支架的长底座(31、29)上的立柱各为两根；前架、后 架支架的顶梁(2、5)的工作面侧之间通过拉顶梁千斤顶(49)、圆环链(16) 相连接；后架支架的短底座(10)通过钢丝绳(20)、拉移千斤顶(39)与顺槽转 载机一侧的连接座I(36)相连接。

5.根据权利要求1所述的综放工作面运顺端头液压支架，其特征在于： 所说的四连杆机构，包括底座(31、29)、铰接于底座上的前连杆(28)和后连 杆(27)、与前连杆(28)和后连杆(27)上端铰接的上连杆(26)，上连杆(26) 的上端与顶梁(2、5)相铰接；上连杆(26)为“Y”形连杆。

6.根据权利要求1所述的综放工作面运顺端头液压支架，其特征在于： 所说的顶梁前、后的铰接梁是，前架支架顶梁(2)前端铰接的左右两只前梁 (1)、顶梁(2)后端铰接的左右两只后梁(3)，后架支架顶梁(5)前端铰接的左 右两只前梁(4)、顶梁(5)后端铰接的左右两只尾梁(6)；顶梁(2、5)的人行 道侧有顶梁侧调千斤顶(45)。

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿综放工作面端头支护设备，特别是一种在采深大、矿压 大、配备大功率机电设备工作面用的综放工作面运顺端头液压支架。

背景技术

综采放顶煤开采是目前我国乃至世界的先进高产高效采煤法。但是综放 工作面端头支护目前仍大多采用传统的“十字顶梁”或“一字梁”配合单体 支柱支护，速度慢、效率低、用人多、劳动强度大、安全性差，与现代化综 放装备不相匹配，成为综采放顶煤开采技术的薄弱环节，亟待解决。尤其是 综放工作面运顺端头液压支架，由于空间狭小、布置设备多、环境复杂，支 架结构与功能难协调，解决难度大。虽然研制出几种型式，如：宁煤集团的 中置式三架一组放顶煤端头支架，同煤集团的前后两架一组放顶煤端头支 架，龙煤集团、平煤集团的简易两架一组放顶煤端头支架，但存在明显不足。
兖州煤业股份有限公司申请了名称是：“综放工作面端头液压支架”的 专利，专利号：ZL 200420098308.6、授权公告号：CN 2787833Y。要解决 的问题是：实现综放工作面端头支护作业机械化，提高推进速度，减少笨重 体力劳动，降低事故率。它的构成：为两架一组式，由左架、右架、架间防 倒千斤顶以及液压回路构成；左架、右架均由三顶梁：前、中、后顶梁，三 底座：前、中、后底座，三立柱：前、中、后立柱构成。三顶梁顺序铰接， 前顶梁铰接护顶前梁，后顶梁铰接掩护梁；三底座之间通过联接底座铰接， 前底座通过拉移千斤顶与转载机联接。前、中立柱间距及中、后立柱间距， 分别与工作面前、后部输送机宽度加前移步距相适应。左架底座上有侧推千 斤顶。它使用比较正常，但仍有一些不足尚需改进：支架稳定性稍差，拉移 速度慢，无对顶板锚杆保护措施，支护强度偏小，工作面输送机上下窜动时 受到明显影响，每次拉移输送机机头都要拉移端头支架对生产有影响等。

发明内容

为了克服现有综放工作面端头液压支架稳定性差、对顶板锚杆支护无保 护、支护强度低、工作面输送机上下窜动影响大、端头支架拉移次数多生产 受影响的不足，本发明提供一种综放工作面运顺端头液压支架，该支架稳定 性好、支护强度高，能对锚杆锚索支护进行保护；拉移步距大、推移次数少、 对正常生产影响小，能克服工作面输送机上下窜动的影响。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
综放工作面运顺端头液压支架由至少两架组成，最后的两架组成两架一 组型式。两架一组中的每架支架均由顶梁、立柱、底座、顶梁前后两端的铰 接梁以及液压控制回路等组成。支架两侧的底座及立柱分别位于顺槽转载机 两侧，支架底座前端经拉移千斤顶与顺槽转载机两侧的连接座联接。靠人行 道一侧的底座上有侧调千斤顶。其结构还包括以下内容：
①两架一组型式为前、后两架一组型式；即：包括前架支架和后架支架。 前架、后架支架人行道侧的底座之间通过拉移千斤顶联接；前架、后架支架 顶梁的工作面侧之间，通过钢丝绳或圆环链、拉顶梁千斤顶连接。后架支架 工作面侧的底座通过钢丝绳或圆环链、拉移千斤顶与前架支架的工作面侧的 底座、或者顺槽转载机一侧连接。
②前架、后架支架均为左右非对称结构；即：后架支架的工作面侧的底 座为短底座、立柱为单立柱，其另一侧的底座为长底座，长底座上铰接1～3 根立柱和四连杆机构。后架支架两侧立柱的上端及四连杆机构的上端与同一 只横跨顺槽转载机的宽顶梁铰接。前架支架的工作面侧的底座为短底座、立 柱为单立柱，其余也与后架支架相同。
③在工作面一侧，后架支架的单立柱与前架支架的单立柱之间的间距， 与工作面前部刮板输送机机头的后缘至采煤机滚筒的前端面之间的宽度加 两次前移步距相适应；后架支架的单立柱与尾梁末端之间的间距，与工作面 后部刮板输送机机头的宽度加两次前移步距相适应。
④前架、后架支架的顶梁有锚杆锚索避让保护机构。由位于顶梁顶面上 的活动顶板、铰接于顶梁和活动顶板之间的顶调千斤顶组成。活动顶板是顶 面上有条带状凹槽的平板。后架顶梁的前梁、前架顶梁铰接的前梁和后梁的 顶面上，有固定位置可调的活顶板。活顶板的顶面结构与活动顶板相同。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案还可以是：
综放工作面运顺端头液压支架的前架、后架支架均为整架换向结构；即 支架前后具有换向性。前架支架底座前端的拉移千斤顶与转载机两侧的连接 座之间采用无定位机械联接；即两拉移千斤顶前端分别通过水平销轴与两只 连接头I的后端铰接，两只连接头I前端分别通过垂直销轴与转载机两侧的 连接座II、连接座I铰接。四连杆机构由底座、前连杆、后连杆、上连杆构 成；上端与顶梁铰接的上连杆为Y形。顶梁的前梁、后梁、尾梁为左右两只。
本发明的有益效果是：
①该端头支架稳定性好，支护强度高，对顺槽顶板的锚杆或锚索支护具 有保护功能。能满足在采深大、矿压大、要求有较大支护面积和较高支护强 度的、配备大功率综放设备的高产高效综放工作面运顺端头支护的需要。
②能实现工作面连续推进两刀、运顺端头支架只前移一次，加大了移架 步距、减少移架次数，从而，减少了端头支架反复支撑的次数，减少了因移 端头支架对工作面正常生产的影响次数。
③能有效地克服工作面前、后部刮板输送机上下窜动的影响。
④左、右工作面通用，不会造成设备闲置。
⑤能解决排头支架架间间隙大，漏煤、矸严重的问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图图3中的A-A剖视图。
图2是本发明的结构示意图图3中的B-B剖视图。
图3是本发明综放工作面运顺端头液压支架结构的示意图主视图。
图4是本发明的结构示意图图1中的C-C剖视图。
图5是本发明的结构示意图图1中的D-D剖视图。
图6是本发明的结构示意图图1中的E-E剖视图。
图中：1-前架前梁、2-前架顶梁、3-前架后梁、4-后架前梁、5-后架 顶梁、6-后架尾梁、7-后架短底座、8-后架单立柱、9-前架短底座、10-前 架单立柱、11-前架前梁千斤顶、12-前架后梁千斤顶、13-后架前梁千斤顶、 14-后架平衡千斤顶、15-活动顶板、16-圆环链、17-后部刮板输送机机头、 18-前部刮板输送机机头、19-采煤机滚筒、20-钢丝绳、21-前架前立柱、22- 前架后立柱、23-液压控制阀组、24-后架前立柱、25-后架后立柱、26-上连 杆、27-后连杆、28-前连杆、29-后架底座、30-拉移千斤顶、31-前架底座、 32-前架拉移千斤顶、33-连接头I、34-连接座II、35-活顶板、36-连接座 I、37-连接头I、38-前架拉移千斤顶、39-钢丝绳拉移千斤顶、40-连接头 II、41-钢丝绳用楔形接头、42-定位座、43-顺槽转载机、44-工作面排头支 架、45-顶梁侧调千斤顶、46-锚固座、47-底座侧调千斤顶、48-顶调千斤顶、 49-拉顶梁千斤顶、50-支撑座。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详述。
在图1～3中示出的本发明综放工作面运顺端头液压支架结构如下：
①本综放工作面运顺端头液压支架为前后两架一组型式。即：由前、后 两架组成一组，分前架支架和后架支架。前架支架、后架支架都是由顶梁、 三立柱、两底座、顶梁前后两端的铰接梁，以及液压控制回路等组成。
②前架支架、后架支架均为左右非对称结构。即前架、后架支架的工作 侧和人行道测的结构为非对称结构；亦即，两支架在顺槽转载机两侧不相对 称：一侧是短底座、单立柱，另一侧是长底座、双立柱、四连杆机构。
图1示出本端头支架的前架支架和后架支架靠工作面一侧的结构。后架 支架在该侧的底座为短底座7、立柱为单立柱8。前架支架在该侧的底座为 短底座9、立柱为单立柱10。后架短底座7前端通过钢丝绳20与拉移千斤 顶39后端连接。前架短底座9前端与拉移千斤顶32后端铰接。后架支架的 顶梁5在该侧通过圆环链16、拉顶梁千斤顶49，与前架支架的顶梁2连接。 参见图3。
图2示出本端头支架的前架支架与后架支架靠人行道一侧的结构。后架 支架在该侧的底座29为长底座、立柱为双立柱；后架底座29除了与前立柱 24和后立柱25铰接以外，还与铰接于底座29上的前连杆28和后连杆27、 与前连杆28和后连杆27上端铰接的上连杆26铰接，构成四连杆机构。上 连杆26的上端与后架顶梁5铰接。上连杆26的上部分叉、呈“Y”形。参 见图4～6。同样，前架支架在该侧的底座31为长底座、立柱为双立柱；前 架底座31除了与前立柱21、后立柱22铰接以外，还与和后架支架相同的 后连杆、前连杆、上连杆铰接构成四连杆机构。“Y”形上连杆的上端与顶梁 2铰接。采用四连杆机构可以提高支架抗水平推力的能力，起稳定作用。
前架底座31后端与后架底座29前端之间通过拉移千斤顶30铰接。前 架底座31前端通过前架拉移千斤顶32、连接头I33，与固定于顺槽转载机 43一侧的连接座II34铰接。
图3示出本端头支架的前架支架、后架支架的俯视结构。后架支架工作 面侧的短底座7、单立柱8，与人行道侧的长底座29、双立柱及四连杆机构 分别位于顺槽转载机43两侧，其上端与横跨转载机43的同一个宽后架顶梁 5铰接。前架支架与后架结构基本相同，其顶梁是横跨转载机43的宽顶梁2。
后架支架顶梁5的工作面侧有链连接座，圆环链16与链连接座连接。 顶梁5通过圆环链16、拉顶梁千斤顶49，与前架支架顶梁2连接。拉顶梁 千斤顶49由支撑座50固定于前架顶梁2的工作面一侧。参见图6。
后架支架的短底座7前端与钢丝绳20后端连接，钢丝绳20穿过固定 于短底座9侧面上的定位座42，与钢丝绳用楔形接头41连接，楔形接头41 通过连接头II40与拉移千斤顶39后端联接，拉移千斤顶39前端与顺槽转 载机43一侧的连接座I36铰接。通过钢丝绳20连接后架短底座7的拉移 千斤顶39、通过圆环链16连接后架顶梁5的拉顶梁千斤顶49、前架底座 31与后架底座29间的拉移千斤顶30，共同担负拉移后架支架的任务。
前架支架的短底座9前端与拉移千斤顶38后端铰接。拉移千斤顶38 的前端通过连接头I37，与顺槽转载机43一侧的连接座I36铰接。
如图3、1所示，后架支架的顶梁5前端与左右对称的两只前梁4铰接， 顶梁5后端与左右对称的两只尾梁6铰接；顶梁5与前梁4之间由后架前梁 千斤顶13铰接联接，顶梁5与尾梁6之间由后架平衡千斤顶14铰接联接。 前架支架顶梁2的前端与左右对称的两只前梁1铰接，顶梁2后端与左右对 称的两只后梁3铰接；顶梁2与前梁1之间由前梁千斤顶11铰接联接，顶 梁2与后梁3之间由后梁千斤顶12铰接联接。顶梁前后设前梁、后梁，可 适应顺槽顶板的起伏。
③本端头支架在靠工作面一侧、后架支架单立柱8的前后，予留工作面 前部输送机和采煤机、后部输送机的两次前移的空间。如图1、3所示。通 过在工作面侧短底座、单立柱等的设置，加大了工作面采运设备的前移空间。
后架支架单立柱8与尾梁6末端之间的间距，略大于工作面后部刮板输 送机机头17宽度加上随工作面支架移架两次的前移步距，或者说，与后部 刮板输送机机头17宽度加两次前移步距相适应。后架支架单立柱8与前架 支架单立柱10之间间距，略大于工作面前部刮板输送机机头18后缘至采煤 机滚筒19前端面之间所占宽度加上随工作面支架移架两次前移步距，或者 说，与前部刮板输送机机头18后缘至采煤机滚筒19前端面的宽度加两次前 移步距相适应。
当采煤机滚筒19割两刀，工作面支架移两个步距，工作面后部输送机 机头17、前部输送机机头18前移两次，本端头支架才移架一次，加大了端 头支架的移架步距，减少了移架次数。以采煤机滚筒截深800mm为例，割一 刀进尺800mm，工作面支架移架步距800mm，移架两次为1.6m，本端头支架 每次移架1.6m，在大约15m的下端头支护范围内需反复支撑8次；若是已 有端头支架每次移架0.8m，则需反复支撑20次。可见，在同样支护距离内 减少了端头支架对顶板反复支撑的次数，对维护顶板的完整性和稳定性有 利；另一方面减少了因移端头支架对工作面正常生产的影响次数。
④本端头支架的顶梁设有锚杆锚索避让保护机构。如图4～6所示。
顶梁2、5的顶面上设活动顶板15。活动顶板15为顶面上有凹槽的平 板，凹槽的深度和宽度大于顺槽顶板锚杆或锚索尾部露出端的长度和直径。 活动顶板15和位于顶梁5内、与顶梁5铰接的顶调千斤顶48铰接，组成锚 杆锚索避让保护机构。活动顶板15在顶调千斤顶48的推动下，可沿顶梁的 顶面滑动，使锚杆或锚索尾部处于活动顶板15顶面的凹槽中，避免运输顺 槽顶板的锚杆或锚索因顶梁反复支撑遭到破坏，维护顶板的完整性。
后架顶梁5的前梁4及前架顶梁2的前梁1、后梁3的顶面上，设有活 顶板35。活顶板35通过双孔销轴及其开口销、垫板等，联接于前梁1、4 和后梁3的顶面上。活顶板35的顶面结构与活动顶板15相同，其在前梁、 后梁顶面上的位置可在调整后固定。参见图1、2。
⑤本端头支架与顺槽转载机43之间采用无定位机械联接。如图3所示。 前架支架底座31前端的拉移千斤顶32，通过水平销轴与连接头I33后端铰 接，连接头I33前端通过垂直销轴与顺槽转载机43的连接座II34铰接。前 架支架短底座9前端的拉移千斤顶38，通过水平销轴与连接头I37后端铰 接，连接头I37前端通过垂直销轴与固定于顺槽转载机43另一侧的连接座 I36铰接。由于两连接头I33与37在连接座、拉移千斤顶之间，一端垂直 铰接，另一端水平铰接，使本端头支架与顺槽转载机43之间形成无定位机 械联接关系，即：本端头支架在横向上有较大自由度，移动灵活，适应性强， 配套尺寸宽松。这一特点与本端头支架短底座、单立柱以及后架底座用钢丝 绳连接拉移的特点结合，可以使本端头支架在现场移动灵活，不影响顺槽转 载机43位置的调整，从而，克服了已有运顺端头支架影响顺槽转载机43 横向位置调整的弊端。具体地讲，当工作面前、后部输送机机头17、18沿 工作面下滑或上窜时，需要向上或向下调整顺槽转载机43的横向位置，以 适应输送机煤流落煤位置，而已有运顺端头支架的底座长，向工作面方向拉 移将受工作面前、后部输送机机头的阻挡，无法调整。而本端头支架的单柱 侧有在前、后部输送机机头之间作横向移动的空间，可以横向调整顺槽转载 机43的位置，而不会再受端头支架的限制。而且，还可以解决与工作面排 头支架44架间间隙大，漏煤、矸严重的问题。
⑥本端头支架人行道侧设侧调千斤顶。如图4、6所示。前架底座31 与后架底座29上有底座侧调千斤顶47，由底座支撑座固定于底座上。前架 顶梁2与后架顶梁5上有顶梁侧调千斤顶45。底座侧调千斤顶47和顶梁侧 调千斤顶45外端头有锚固座46。利用侧调千斤顶可实现端头支架横向位置 的调整。
⑦为适应左、右工作面通用，前架、后架支架均为整架换向结构，即支 架前后具有换向性。前架顶梁2的前梁1与后梁3结构相同，其底座9和 31前后端具有相同的铰接结构。后架顶梁5的前梁4、尾梁6虽然结构和长 度不同，但与顶梁5前后端的铰接结构和尺寸一致。后架底座7和29的前 后端具有相同的联接结构。前架支架可直接调头使用，后架只需对调尾梁6 和前梁4即可调头使用。
⑧液压控制回路：主要由液压控制阀组23、液压锁、安全阀、截止阀， 以及高压胶管、快速接头等液压辅助元件组成。由乳化液泵站供液作动力。
除了上述方案，本发明还可以采用以下技术方案：
①本端头支架也可以采用多架支架组成，例如：3、4架。其最后两架、 即紧靠综放工作面的两架，作前架支架、后架支架。其余各架作超前支架， 其架型可灵活设置。支架自移通过拉移千斤顶与转载机或前架的底座联接。
②前架底座31和后架底座29上的立柱，也可采用一立柱或三立柱形式。
③后架底座29与拉移千斤顶39、前架顶梁2与后架顶梁5之间可以用 圆环链连接，也可用钢丝绳连接。拉移千斤顶39前端也可以与后架底座29 联接。
④前架、后架支架的铰接梁，也可以采用整体的前梁、后梁及尾梁。