[实用新型]伸缩型柔性金属掩护支架

说明书

本发明涉及有关煤炭开采方法的一种支护设施——金属掩护支架。

目前开采急倾斜中厚煤层，较为广泛的是采用柔性金属掩护支架采煤法，这种方法就是在煤层的区段范围内，沿走向划分成一个条带。在条带内掘进若干溜煤眼，贯通区段运输和回风平巷。在回风平巷预先安装掩护支架，然后，在掩护支架下面把溜煤眼周围的煤，用风镐或打眼放炮的方法，逐步采落，并经溜煤眼自溜到运输平巷的输送机上。随着采煤，掩护支架靠自重和其上采空区垮落岩石的重量，沿倾斜方向自动下放，直到把条带采完，然后拆除，回收支架。

上述掩护支架的结构如图一所示。它根据煤层区段范围，沿煤层走向范围铺设若干钢丝绳（4），再将若干钢梁（3）垂直于煤层天板底板排列在钢丝绳（4）上，然后用夹板（2），将钢丝绳（4）和钢梁（3）联接成一个整体，其上依次铺上竹（6），压绳（7），金属网（8），构成柔性金属掩护支架。

如前所述，在逐步开采煤炭中，掩护支架也需逐步下放，从附图二中可以看出，煤层（16）厚度一致的情况下，掩护支架可以顺利下放。但是如果煤层（16）厚度发生变化，煤层（16）厚度受地质影响，确也变化较大）掩护支架下放就发生了困难。当遇煤层（16）厚，容易使支架（3）钢梁悬空，发生不正常的倾斜，出现仓渣（即采空区（12）岩石掉入工作面（15））事故，直接威胁采煤人员的安全。为适应掩护支架的宽度，保证掩护支架的正常下放，就必须留下部分煤炭，不予开采。这样又给国家资源造成浪费。当遇煤层（16）变薄，掩护支架钢梁（3）就会架在煤层（16）外的天板（13）或底板（14）岩石上，不能下放，于是只好破碎岩石，这样一方面因岩石硬度大，影响工作进度，并鉴于开采区煤炭因氧化作用，时间拖长，容易引起煤炭自然发火。另一方面破碎下来的岩石，不便另辟渠道运输，只好顺溜煤眼而下，掺合于开采下的煤炭中，严重地影响煤炭质量。

以上关于柔性金属掩护支架的采煤方法，近年来对其支架有一定的改进，但均未有较大的突破，也就是没有解决掩护支架可以依据煤层（16）厚度变化而变化的问题。

本发明的目的是要提供一种宽度可以伸缩的柔性金属掩护支架，从而使掩护支架适应煤层（16）的变化，顺利安全地下放。

本发明的目的是这样实现的：将掩护支架中的钢梁装置一个或若干个铰链结构，再将可以调节的伸缩杆由两个铰链结构联接在这种钢梁最外端的两个节上，调节伸缩杆，使这种钢梁铰链结构之间的各个节发生角度变化，从而钢梁两端的跨度也相应发生变化。用这种钢梁垂直于煤层天板和底板铺设，以钢丝绳和其它辅助材料装配连结，就成为可以适应煤层厚薄变化而变化的伸缩型柔性金属掩护支架。

本伸缩型柔性掩护支架，除了可以根据煤层（16）厚薄变化，调节跨度，顺利下放，达到提高煤质，保证安全，避免浪费国家资源的特点外，而且由于这种钢梁铰链结构之间的各节形成一定的拱形，大幅度提高了支架的承受负载能力，同时，增大了采煤人员的活动空间，进一步提高安全系数。鉴于这种伸缩型柔性金属掩护支架增加了伸缩杆，故成本有所提高，但由于可以回收反复使用，特别是伸缩杆是由铰链结构联接在钢梁上，所以即使支架钢梁变形或损坏，均不会损坏成本较高的伸缩杆，并且伸缩杆可以随时取下，重复使用。所以使用这种伸缩型柔性金属掩护支架是比较经济的。

本伸缩型柔性金属掩护支架的具体实施方案，以下结合附图加以说明。

附图三是伸缩型柔性金属掩护支架整体结构图。（3）是钢梁主体，为了受力分布好，加工成如A＿＿＿＿A剖面所示的弧形，它由绳卡（2），钢丝绳（4）联接成整体。（5）是旧皮带（或其它防水材料），其作用在于防止采空区渗水进入钢梁铰链（1）结构内。（钢梁铰链结构具体构造见图六）。（6）是竹，（7）是压绳，（8）是金属网，它们的作用在于防止采空区垮塌的岩石碎片从钢梁（3）之间的空位中掉入工作面内，确保采煤人员的安全，同时，当采空区岩石垮塌时，它们可缓冲支架的承受力。

附图四是伸缩型柔性金属掩护支架钢梁单体图。（3）是钢梁。（10）是转轴，它与转轴座（见图六）组合成铰链结构。（11）是单体液压缸（或伸缩螺杆），它由转轴（10），转轴座（9）联接在钢梁上通过调节单体液压缸（11）（或伸缩螺杆），达到适应煤层（16）厚度变化的目的。（12）是采空区及其垮塌的岩石，它们均可以由支架钢梁隔绝于工作面（15）（即采空区人员活动范围）。（13）是天板，（14）是底板。支架钢梁（3）的两端部可以在单体液压缸（11）（或伸缩螺杆）的作用下适应煤层（16）厚度变化，而沿天板底板向下滑动，而实现整个掩护支架的下放。