[发明专利]一种俯伪斜综采工作面用掩护支架及支护方法

说明书

技术领域

本发明涉及地下煤矿综合机械化采煤技术，特别是一种俯伪斜综采工作面用掩护支架及支护方法。

背景技术

急倾斜煤层是指一种倾角大于45°煤层，其具有在我国的分布较广、赋存条件复杂、开采难度大等特点。由于现有开采技术落后，且国内矿井数量多。因此，近年来，我国发生了多起重大事故。由于急倾斜煤层开采空间狭小、作业空间倾斜角度大、设备倒滑危险性大、煤矿矸石飞溅等潜在威胁大，人员操作困难大。同时，其煤层构造复杂、褶曲、断层兼而有之，作业环境恶劣、生产安全隐患多、综采难度大、对机械设备适应性要求特别高。因此，采用现有的综采工艺和设备，综采配套设备因受设备自身重力影响而下滑是困扰综采技术实际应用于急倾斜煤层的一大难题，为此，通常采用俯伪斜方式布置综采工作面改变配套设备的实际倾斜角度，减少下滑分力以减缓下滑趋势。在俯伪斜工作面中液压掩护支架的顶梁通常设计成平行四边形的结构，该平行四边形的一组平行边设置成平行于工作面推进的方向，另一组平行边设置成平行于采煤设备的溜子纵向平行的方向。支架推进可相邻成组的多段推进方式和相邻支架按交错推进方式实施推进。但在推进过程中，由于上方支架推进后，会造成矸石下落冲击和挤压下方支架，大量矸石冲击挤压会造成支架下滑，同时，下落的矸石会引起下方支架推移卡滞，造成推移困难和推移能耗高的缺陷。为此，需要对此进行改进。

发明内容

本发明的第一目的就是针对现有技术的不足，提供一种俯伪斜综采工作面用掩护支架，该掩护支架由第一液压支架和第二液压支架成对组成，该第一液压支架和第二液压支架的顶梁俯视轮廓均为梯形，两个梯形组合成平行四边形，以使二者在交错推移的过程中形成间隙，减少推移卡滞，确保推移顺畅，降低推移能源消耗；同时，通过在上方的第一液压支架尾端设置挡矸宽度覆盖下方第二液压支架尾端的挡矸装置，以防止下方支架移动时，采空区矸石侵入支护区域，降低或消除支架因矸石滑落冲击带来的下滑隐患。本发明的第二目的是提供一种俯伪斜综采工作面掩护支架方法，该方法利用第一发明目的的掩护支架形成工作面支护系统，通过先下后上的交错移架方式实现支架推进，减少推移卡滞，确保推移顺畅；同时，利用后移动的上方第一液压支架上的挡矸装置形成矸石的阻挡，从而可有效避免采空区矸石滑落、侵入支架区域造成对下方第二液压支架的冲击，确保支护系统的稳定性。

为实现第一目的，本发明采用如下技术方案。

一种俯伪斜综采工作面用掩护支架，该掩护支架由第一液压支架和第二液压支架成对组成，第一液压支架和第二液压支架的顶梁俯视轮廓均为梯形，两个梯形组合成平行四边形，在第一液压支架和第二液压支架布设于俯伪斜工作面时，该平行四边形的一组平行边与工作面推进方向平行，其另一组平行边与采煤设备的溜子纵向平行，且第一液压支架位于第二液压支架上方，第一液压支架的梯形上底位于第一液压支架的推进方向前端，第一液压支架的后端设有挡矸装置，该挡矸装置具有高度方向的挡矸幅度随第一液压支架的顶梁升降而增减的结构，且其挡矸宽度具有覆盖第二液压支架尾端的部分；第一液压支架和第二液压支架的底座上均设有用于与所述溜子铰接的推进油缸。

采用本方案的综采支架，通过两个梯形的液压支架成对组成一个平行四边形的支护区域，位于上方的第一液压支架设有高度方向的挡矸幅度随第一液压支架的顶梁升降而增减的结构，且其挡矸宽度具有覆盖第二液压支架尾端的部分。因此，在掩护支架推进过程中，首先推进位于下方的第二液压支架，在第二液压支架的移动过程中，第二液压支架与上方第一液压支架中顶梁梯形的相邻两腰形成逐渐远离，即二者之间不会形成接触，不会产生摩擦阻力妨碍推进，仅存在与下方的第一液压支架间形成滑动摩擦连接，可有效减少支架的推进能耗；同时，第二液压支架后方采空区的矸石由第一液压支架上的挡矸装置阻挡，从而避免了矸石滑落至液压支架支护区域，消除了移架过程中矸石下落对液压支架的冲击和挤压，可有效降低支架下滑隐患。另外，相邻支架交错推移，移动支架的下滑力被相邻支架承担，多个处于非移动状态的支架位置分散，从而通过增大支撑面的方式提高了支护稳定性。