[发明专利]煤矿井下无反复支撑快速掘进钻锚成套装备

说明书

本发明是一种煤矿井下无反复支撑快速掘进钻锚成套装备，该套装备由无反复悬臂式掘进机、超前支护自移式液压支架机构、支锚运输作业车、转载机组成。其中，无反复悬臂式掘进机、超前支护自移式液压支架机构、支锚运输作业车三者协同作业完成煤矿综掘巷道掘进作业与支护作业，转载机完成运输工作。掘进机同支锚运输作业车并行作业，能够无反复地进行超前支护自移式液压支架机构的运输与永久锚杆支护作业，大大提高了支护作业的效率，让掘进、支护、钻锚三种工序能够同时作业，加快了煤矿巷道掘进整体进度。系统化设计提高了综合采煤工作的无人化程度，改善采掘比例失调和采掘衔接不紧密等问题。

技术领域

本发明属于综掘巷道掘支锚协同作业设备技术领域，尤其是涉及一种无反复悬臂式掘进机并随支锚运输作业车、超前支护自移式液压支架机构配套使用的煤矿井下无反复支撑快速掘进钻锚成套装备。

背景技术

我国的能源结构显示，煤炭将长期占有我国最主要能源的位置，这决定了我国仍然有必要大力研究煤炭采掘装备。近几十年来，煤炭采掘设备自动化、信息化程度已在稳步提升中，综合采煤机械化不断发展，但煤巷掘进技术仍落后于采煤技术，掘进与支护过程过长，而采煤时间占比相应减少，造成了采掘比例失衡等问题，煤矿难以实现高产高效的工作目标。为了解决煤矿掘进自动化、智能化程度仍相对较低的现状，优化采掘时间比，实现掘支锚联合机组的智能化、少人化、无人化，优化掘、支、锚工序并行作业意义重大。

当前机械化快速掘进工艺可分为以下三种:连续采煤机、综掘掘进机、掘锚交叉掘进工艺，其中综掘机适用范围更广，有更广阔的研究价值，掘支锚一体化模式蓬勃发展，掘支锚一体化协同工作机组机械化、自动化、智能化程度较高，可以有效保障煤矿安全，改善采掘比失调、采掘衔接不紧密等问题。

发明内容

本发明的主要内容在于提出一种煤矿井下无反复支撑快速掘进钻锚成套装备，该套装备由无反复悬臂式掘进机、超前支护自移式液压支架机构、支锚运输作业车构成，主要工作分别为掘、支、锚，各部分又相互关联，将掘支锚三个工序综合到一个整体工作循环中，实现综掘巷道下掘进与超前支护、永久锚固技术的并行连续协同作业。

本发明的主要目的还包括提供一种基于悬臂式掘进机相配合的多架自移式支锚联合机组系统，与悬臂式掘进机机体相对独立，使得掘进与支锚工序联合，成为高效高产一体化、自动化的并行协同作业机组系统，即：悬臂式掘进机在进行周期断面掘进作业时，由多架自移式支锚联合机组系统实现超前支护自移式液压支架机构由后到前的运输工作、多工位永久锚杆支护工作。

为实现上述目的，解决技术问题所采用的技术方案如下：

前述的一种超前支护自移式液压支架机构由顶梁部分、护帮部分、支撑部分组成。其中顶梁部分分为顶梁、伸缩梁、伸缩千斤顶三部分。顶梁和伸缩梁由伸缩千斤顶连接，伸缩千斤顶由铰接方式连接顶梁和伸缩梁，借助伸缩千斤顶，顶梁和伸缩梁可进行横向伸缩运动。顶梁两侧设置限位槽，限制伸缩梁最大伸出位置，保证限定的工作空间。伸缩梁在末端分别有两个通孔，与立柱通过球副连接，作主要支撑，承担大部分载荷；伸缩梁中心端的铰耳与支撑千斤顶连接作辅助支撑。顶梁两端不完全包覆伸缩梁，共同承担支撑作用。

其中护帮部分由侧板、支撑千斤顶组成。侧板中心有两个矩形空洞减轻结构重量的同时也起到所期望的护帮作用。侧板底部与底座通过销钉连接固定，同时侧板上设有铰耳与支撑千斤顶铰接，由支撑千斤顶将顶梁部分与护帮部分连接形成一个三角结构，可以将顶板施加给支架的载荷传递至巷道两帮，实现对两帮的主动支护。

其中支撑部分由立柱、底座组成。立柱通过球副铰接在伸缩梁端部，与支撑千斤顶共同承受顶板对顶梁的载荷，是支架的主要承载部件。立柱每侧两个，共计四个立柱承担每个独立单元超前支护自移式液压支架机构。立柱为单伸缩形式，其使用方便，便于维护，可靠性高。为增大底板比压，防止四根立柱陷入底板，立柱下端通过铰接安装底座支撑整个支架，同时增强了整个液压支架的稳定性。

前述的支锚运输作业车主要是由支锚运输作业车机体、托举梁、多工位锚杆钻机三部分组成。