一種超大采高液壓支架

《一種超大采高液壓支架》是天地科技股份有限公司於2008年5月13日申請的專利，該專利的公布號為CN101457652，授權公布日為2009年6月17日，發明人是王國法、曾明勝、馬端志、袁曉東、張銀亮、宋智鷹、牛艷奇、孟傳明。

《一種超大采高液壓支架》包括開襠式剛性整體底座，在底座上布置兩根雙伸縮液壓立柱，立柱上端與頂梁相接；所述頂梁後部與掩護梁相接；護幫裝置與伸縮梁相連；伸縮梁與頂梁為內伸式連線方式；所述頂梁和掩護梁之間設有平衡千斤頂；掩護梁和底座分別與前、後連桿連線；所述底座上設有推移千斤頂，推移千斤頂與推桿連線；所述的頂梁前部設有伸縮梁，腹部設有支架防倒裝置，底座上設有抬底、防滑、調架裝置；推桿前端十字連線頭上設有調平裝置；該支架採用2米中心距，最大高度為6.3～7.5米，伸縮梁前端設有不小於二分之一采高的三級護幫裝置。該發明控制超厚煤層煤壁片幫、頂板冒頂和控制液壓支架穩定性效果明顯。

2018年12月20日，《一種超大采高液壓支架》獲得第二十屆中國專利獎優秀獎。

（概述圖為《一種超大采高液壓支架》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種超大采高液壓支架
• 公告號：CN101457652
• 授權日：2009年6月17日
• 申請號：2008101063731
• 申請日：2008年5月13日
• 申請人：天地科技股份有限公司
• 地址：北京市和平里青年溝路5號煤炭科學研究總院天地大廈
• 發明人：王國法、曾明勝、馬端志、袁曉東、張銀亮、宋智鷹、牛艷奇、孟傳明
• Int.Cl.：E21D23/04(2006.01)I; E21D23/16(2006.01)I
• 代理機構：北京北新智誠智慧財產權代理有限公司
• 代理人：程鳳儒
• 類別：發明專利

專利背景

大采高一次采全高採煤用於厚煤層開採是一種經濟合理的開採方法，不僅可以減少巷道掘進和工作面鋪網工作量，而且還可以提高煤炭資源回收率，提高採煤機單刀割煤量，降低含矸率，為提高工作面生產能力創造條件。近年來，中國對大采高一次采全高技術進行了大規模的技術攻關，已解決了6米以下厚煤層開採的關鍵問題，礦井所使用液壓支架最大高度已達6.3米。目前，國內有多個礦井使用大采高一次采全高採煤方法開採6米以下厚煤層，並且已取得了前所未有的效果，有多個大采高一次采全高煤井實現年產量千萬噸以上的水平，為厚煤層礦井開採提供了可以借鑑的依據，也使大采高一次采全高方法成為具有類似條件礦井的首選。

對於4～6米穩定厚煤層，大采高一次采全高是最合理的採煤方法。而6～7.3米的特厚中硬煤層的開採目前一般採用放頂煤工藝，而中國內蒙、陝西、山西和寧夏等礦區，6～7.3米的特厚硬煤層儲量巨大，其開採方法是重大技術難題，目前，這些地區普遍採用6米以下一次采高採煤方法，造成巨大資源浪費。隨著採煤高度的不斷增加，工作面片幫和冒頂現象加劇，特別是采高大於6.3米以上時，用於支護煤礦頂板和維護綜采工作面安全的大采液壓支架高度需達到6.5米以上，這種超大采高液壓支架的穩定性和防護裝置已成為該類液壓支架設計所需考慮的關鍵因素，也成為制約超大采高採煤工藝發展的關鍵因素之一。

發明內容

專利目的

《一種超大采高液壓支架》的目的在於提供一種支撐高度能夠達到6.3～7.5米的超大采高液壓支架，解決超大采高類型液壓支架的穩定和防護問題，使該類型支架可以適應於6～7.3米特厚煤層一次采全高開採。

技術方案

一種超大采高液壓支架，包括開襠式剛性整體底座，在底座上對稱布置的兩根雙伸縮液壓立柱，液壓立柱上端與頂梁的柱窩相接；所述頂梁為整體頂梁，後部通過銷軸與掩護梁相接；護幫裝置與伸縮梁相連；伸縮梁與頂梁為內伸式連線方式；所述頂梁和掩護梁之間設有一根或兩根平衡千斤頂；掩護梁和底座分別與前、後連桿連線，形成控制液壓支架穩定性的四連桿運動機構；所述底座上設定有抬底千斤頂，抬底千斤頂活塞桿端連線抬底滑靴，形成能夠完成支架底座抬起的抬底裝置；所述底座上設定推移千斤頂，推移千斤頂與推桿連線，形成能夠完成支架推進的推移裝置；所述推桿通過十字連線頭與工作面刮板輸送機相連，十字連線頭上與工作面刮板運輸機之間設定調平裝置；所述伸縮梁前端設定有三級護幫裝置；

其特徵在於：所述的頂梁前部設有伸縮梁，所述的頂梁腹部設有支架防倒裝置，底座上設有防滑、調架裝置，所述的護幫裝置為三級護幫裝置，該支架採用2米中心距，最大高度為6.3～7.5米之間，伸縮梁前端設有不小於二分之一采高的三級護幫裝置。

一種優選的技術方案，其特徵在於，所述的伸縮梁為內伸式，其插裝於頂梁前端部所設定的箱腔中，該伸縮梁後端連線有可作前後位移的伸縮梁千斤頂。

一種優選的技術方案，其特徵在於所述的頂樑上的柱窩位於頂梁的中後部，至頂梁前端與後端的比例為2.5∶1～2.6∶1。

一種優選的技術方案，其特徵在於，頂梁和掩護樑上均帶有活動側護板。

一種優選的技術方案，其特徵在於，所述的防倒裝置包括防倒軸、連線頭、防倒千斤頂、調節礦用鏈和連線頭等，所述的防倒軸通過法蘭結構固定在頂樑上，連線頭一端與防倒軸連線，另一端連線防倒千斤頂；防倒千斤頂通過調節礦用鏈與連線頭相連，連線頭與工作面的另一架支架相連，形成穩定的支架組，防止超大采高液壓支架的倒架。

一種優選的技術方案，其特徵在於，所述抬底裝置包括抬底千斤頂、導向滑靴以及連線銷軸，其中，抬底千斤頂的缸筒底部有兩個耳軸，其通過耳軸與底座鉸接，抬底千斤頂活塞桿上通過銷軸裝有導向滑靴，該抬底導向滑靴在底座的導向裝置內滑動。

一種優選的技術方案，其特徵在於，所述十字連線頭上與工作面刮板運輸機之間的調平裝置結構如下，調平千斤頂的活塞桿或缸筒通過萬向連線裝置與十字連線頭連線，調平千斤頂的另一端通過萬向連線裝置與刮板輸送機相連。

一種優選的技術方案，其特徵在於，所述的三級護幫裝置結構如下，一級護幫板與伸縮梁前端鉸接，一級護幫板和托梁之間連線兩根一級護幫千斤頂，一級護幫板前端與二級護幫板鉸接，一級護幫板和二級護幫板之間通過兩組小四連桿結構連線兩根二級護幫千斤頂，所述小四連桿機構由長桿和短桿組成，所述二級護幫板腹部通過滑移軌道設定有三級護幫板，二級護幫板與三級護幫板之間連線有三級護幫千斤頂，三級護幫裝置高度可達4米，能夠有效的防止煤壁片幫，所述的三級護幫裝置中，一級護幫板展開後能夠與頂梁成+5°夾角，可有效臨時支護頂板和護住煤壁，收回後能夠與頂梁成180°夾角，緊貼頂梁；二級護幫板採用四連桿結構與二級護幫千斤頂連線，展開後能夠與一級護幫板平行，可有效護幫，收回時二級護幫板可折180°與一級護幫板重疊；三級護幫板是一種伸縮式結構，伸出後增加護幫裝置的有效護幫高度，收回後能夠收回到二級護幫板內。

一種優選的技術方案，其特徵在於，所述的防滑、調架裝置為在底座前橋上通過十字頭連線調架千斤頂，調架千斤頂與十字頭連線或調架千斤頂通過礦用鏈調節後再與十字頭連線，十字頭直接與下一個支架連線實現支架的防滑、防倒，同時底座的一側裝有兩個調架千斤頂，用於調節支架的位置。

改善效果

《一種超大采高液壓支架》為一種兩柱掩護式超大采高液壓支架，其防護裝置是針對特厚煤層一次采全高採煤工藝而設計的，其穩定裝置是考慮到超大采高液壓支架高度大於6.3米後的穩定隱患而設計的，其突出特點是：能夠滿足6米～7.3米特厚煤層一次采全高採煤工作面支護需求。還具有如下的優點：

（1）三級護幫裝置，能夠及時有力的住足夠高的煤壁，防止煤壁片幫；

（2）伸縮前梁，能夠在採煤機割煤後，及時支護暴露頂板，防止冒頂；

（3）頂樑上裝有支架防倒裝置，防止超大采高液壓支架倒架；

（4）底座上裝有調架裝置，用於調整支架位置，防止支架咬架。

（5）底座上裝有抬底裝置，在支架推移時將底座前端抬起，加快支架推進速度；

（6）調平裝置，能夠控制液壓支架與採煤機的夾角，防止採煤機在截割過程中截割支架。

附圖說明

圖1超大采高液壓支架示意圖；

圖2三級護幫裝置局部放大示意圖；

圖3超大采高液壓支架防滑、調架裝置局部放大示意圖；

圖4超大采高液壓支架防倒裝置局部放大示意圖；

圖5超大采高液壓支架抬底裝置局部放大示意圖；

圖6超大采高液壓支架調平裝置局部放大示意圖。

技術領域

《一種超大采高液壓支架》涉及一種超大采高液壓支架，屬於採礦領域。

權利要求

1.一種超大采高液壓支架，包括開襠式剛性整體底座，在底座上對稱布置的兩根雙伸縮液壓立柱，液壓立柱上端與頂梁的柱窩相接；所述頂梁為整體頂梁，後部通過銷軸與掩護梁相接；護幫裝置與伸縮梁相連；伸縮梁與頂梁為內伸式連線方式；所述頂梁和掩護梁之間設有一根或兩根平衡千斤頂；掩護梁和底座分別與前、後連桿連線，形成控制液壓支架穩定性的四連桿運動機構；所述底座上設定有抬底千斤頂，抬底千斤頂活塞桿端連線抬底滑靴，形成能夠完成支架底座抬起的抬底裝置；所述底座上設定推移千斤頂，推移千斤頂與推桿連線，形成能夠完成支架推進的推移裝置；所述推桿通過十字連線頭與工作面刮板輸送機相連，十字連線頭上與工作面刮板運輸機之間設定調平裝置；所述伸縮梁前端設定有三級護幫裝置；其特徵在於：所述的頂梁前部設有伸縮梁，所述的頂梁腹部設有支架防倒裝置，底座上設有防滑、調架裝置，所述的護幫裝置為三級護幫裝置，該支架採用2米中心距，最大高度為7.5米，伸縮梁前端設有不小於二分之一采高的三級護幫裝置，所述的三級護幫裝置結構為，一級護幫板與伸縮梁前端鉸接，一級護幫板和托梁之間連線兩根一級護幫千斤頂，一級護幫板前端與二級護幫板鉸接，一級護幫板和二級護幫板之間通過兩組小四連桿結構連線兩根二級護幫千斤頂，所述小四連桿機構由長桿和短桿組成，所述二級護幫板腹部通過滑移軌道設定有三級護幫板，二級護幫板與三級護幫板之間連線有三級護幫千斤頂；所述的三級護幫裝置中，一級護幫板展開後能夠與頂梁成45°夾角，收回後能夠與頂梁成180°夾角，緊貼頂梁，二級護幫板採用四連桿結構與二級護幫千斤頂連線，展開後能夠與一級護幫板平行，收回時二級護幫板可折180°與一級護幫板重疊，三級護幫板是一種伸縮式結構，伸出後增加護幫裝置的有效護幫高度，收回後能夠收回到二級護幫板內。

2.根據權利要求1所述的超大采高液壓支架，其特徵在於，所述的伸縮梁為內伸式，其插裝於頂梁前端部所設定的箱腔中，該伸縮梁後端連線有可前後位移的伸縮梁千斤頂。

3.根據權利要求1所述的超大采高液壓支架，其特徵在於，所述的頂樑上的柱窩位於頂梁的中後部，至頂梁前端與後端的比例為2.5∶1～2.6∶1。

4.根據權利要求1所述的超大采高液壓支架，其特徵在於，頂梁和掩護樑上均帶有活動側護板。

5.根據權利要求1～4中任一項所述的超大采高液壓支架，其特徵在於，所述的支架防倒裝置設定在頂梁的腹部，該防倒裝置包括防倒軸、連線頭、防倒千斤頂、調節礦用鏈和連線頭；所述的防倒軸通過法蘭結構固定在頂樑上，連線頭一端與防倒軸連線，另一端連線防倒千斤頂，防倒千斤頂通過調節礦用鏈與連線頭相連；連線頭與工作面的另一架支架相連。

6.根據權利要求1～4中任一項所述的超大采高液壓支架，其特徵在於，所述的防滑、調架裝置為在底座前橋上通過十字頭連線調架千斤頂，調架千斤頂與十字頭連線或調架千斤頂通過礦用鏈調節後再與十字頭連線，十字頭直接與下一個支架連線，同時底座的一側裝有兩個調架千斤頂。

7.根據權利要求1所述的超大采高液壓支架，其特徵在於，所述抬底裝置包括抬底千斤頂、導向滑靴以及連線銷軸，其中，抬底千斤頂的缸筒底部有兩個耳軸，其通過耳軸與底座鉸接，抬底千斤頂活塞桿上通過銷軸裝有導向滑靴，該抬底導向滑靴在底座的導向裝置內滑動。

8.根據權利要求1所述的超大采高液壓支架，其特徵在於，所述十字連線頭與工作面刮板運輸機之間的調平裝置結構如下，調平千斤頂活塞桿或缸筒通過萬向連線裝置與十字連線頭連線，調平千斤頂的另一端通過萬向連線裝置與刮板輸送機相連。

實施方式

超大采高液壓支架參見圖1所示：一種兩柱掩護式超大采高液壓支架，主要由三級護幫裝置1、伸縮梁2、托梁3、頂梁4、頂梁側護板5、防倒裝置6、掩護梁7、掩護梁側護板8、前連桿9、後連桿10、底座11、防滑裝置12、調架裝置13、推移裝置14、抬底裝置15以及伸縮梁千斤頂16、立柱17、平衡千斤頂18和側推千斤頂19等部件組成。

《一種超大采高液壓支架》的兩柱掩護式超大采高液壓支架結構組成如下：由兩根對稱立柱17鉸接其兩端的頂梁4和底座11；頂梁4腹部通過銷軸和礦用鏈連線支架防倒裝置6，前部設定內伸式伸縮梁2，後端與掩護梁7鉸接；頂梁4與掩護梁7之間用兩根平衡千斤頂18鉸接；掩護梁7與底座11之間鉸接前連桿9和後連桿10組成四連桿機構；底座11為開襠式整體底座，在其中檔位置設定有推移裝置14，一側設有調架裝置13，底座前橋中檔附近布置抬底裝置15，其前橋上通過銷軸鉸接支架防滑裝置12；伸縮梁2前端鉸接三級護幫裝置1，腹部軌道上設有托梁3，所述推移裝置通過十字連線頭與工作面刮板輸送機1001相連，十字連線頭1002上與工作面刮板運輸機1001之間設定調平裝置100。

《一種超大采高液壓支架》的支架頂梁4採用整體頂梁，或稱整頂剛性頂梁。頂梁4上帶有活動側護板5，供架間密封和防倒扶架之用。活動側護板5通過導向桿與頂梁4內的側推千斤頂19相鉸接，藉助於側推千斤頂19的推移實現伸縮。頂梁4與立柱17連線位置距頂梁前端與後端的比例為2.5∶1～2.6∶1。

所述的伸縮梁2為內伸式，其插裝於頂梁4前端部所設定的箱腔中，該伸縮梁2後端連線有作前後位移的伸縮梁千斤頂16。

掩護梁7也帶有活動側護板。掩護梁7的活動側護板8，結構與頂梁的活動側護板基本結構相同。

立柱17採用雙伸縮立柱，布置在頂梁4、底座11的靠近縱向中線的部位，與頂梁4和底座11鉸接，給頂板以初撐力，同時承受頂板載荷和動壓，是支架的主要液壓支撐部件。雙伸縮立柱在一級缸的底部裝有一個不鏽鋼制的底閥（單向閥），缸口採用卡鍵式螺紋聯接和單向聚氨酯複合密封圈密封，在活塞上直接開出密封溝槽和導向環、溝槽，密封圈採用雙向聚氨酯複合密封圈，大缸底部為球形，兩側帶條狀耳板，通過壓板限位。柱頭為帶有盲孔的球形，用銷塊連線。

圖2為《一種超大采高液壓支架》中的三級護幫裝置結構示意圖，一級護幫板20與伸縮梁2前端鉸接；一級護幫板20和托梁3之間連線兩根一級護幫千斤頂21；一級護幫板20前端與二級護幫板22鉸接；一級護幫板20和二級護幫板22之間通過兩組小四連桿結構連線兩根二級護幫千斤頂23；所述小四連桿機構由長桿24和短桿25組成；所述二級護幫板22腹部通過滑移軌道設定有三級護幫板26，二級護幫板22與三級護幫板之間連線有三級護幫千斤頂27。三級護幫裝置高度可達4米，能夠有效的防止煤壁片幫。所述的三級護幫裝置1中：一級護幫板20展開後能夠與頂梁4成+5°夾角，可有效臨時支護頂板和護住煤壁，收回後能夠與頂梁4成180°夾角，緊貼頂梁4；二級護幫板採用四連桿結構與二級護幫千斤頂23連線，展開後能夠與一級護幫板20平行，可有效護幫，收回時二級護幫板22可折180°與一級護幫板20重疊；三級護幫板26是一種伸縮式結構，伸出後增加護幫裝置的有效護幫高度，收回後能夠收回到二級護幫板22內。

圖3為超大采高液壓支架防滑、調架裝置13示意圖，如圖所示，所述的防滑、調架裝置為在底座11前橋上通過十字頭121連線調架千斤頂122，調架千斤頂122與十字頭123連線或調架千斤頂122通過礦用鏈調節後再與十字頭123連線，十字頭123直接與下一個支架連線實現支架的防滑、防倒，同時底座11的一側裝有兩個調架千斤頂122，用於調節支架的位置。

圖4為超大采高液壓支架防倒裝置局部放大示意圖，如圖所示，在頂梁4的腹部裝有支架防倒裝置6，防倒裝置6包括防倒軸61、連線頭63、防倒千斤頂64、調節礦用鏈65和連線頭66等；防倒軸61通過62所示的法蘭結構固定在頂梁4上；連線頭63一端與防倒軸61連線，另一端連線防倒千斤頂64；防倒千斤頂64通過調節礦用鏈65與連線頭66相連；連線頭66相連連線工作面下一架支架，形成穩定的支架網，防止超大采高液壓支架的倒架。

如圖5所示，所述抬底裝置15包括抬底千斤頂151、導向滑靴152以及連線銷軸153，其中，抬底千斤頂151的缸筒154底部有兩個耳軸155，其通過耳軸155與底座11鉸接，抬底千斤頂151活塞桿上通過銷軸153裝有導向滑靴152，該抬底導向滑靴152在底座11上的導向裝置111內滑動。

如圖6所示，所述的十字連線頭1001上與工作面刮板運輸機1002之間的調平裝置100結構如下，十字連線頭1001設定一萬向連線裝置並與調平千斤頂1004的活塞桿或缸筒1003連線，調平千斤頂1004的另一端通過萬向連線裝置與刮板輸送機1002相連。

以上具體描述了《一種超大采高液壓支架》的實施方案，但改領域的技術人員應該理解，在《一種超大采高液壓支架》的主旨和範圍內，可以進行多種變化和修改。

榮譽表彰

2018年12月20日，《一種超大采高液壓支架》獲得第二十屆中國專利獎優秀獎。