一种二自由度滑移式临时支护装置及其工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种二自由度滑移式临时支护装置及其工作方法，装置包括第一支护装置，第二支护装置，移架驱动装置和移架辅助装置，第一支护装置和第二支护装置之间通过移架驱动装置和移架辅助装置进行连接，第一支护装置底部设置的便于滑移前进抬底装置，移架驱动装置和移架辅助装置共同作用下，实现滑移式临时支护装置自动滑移前进到指定工作位置。第一支护装置和第二支护装置采用两组三个直线驱动装置和铰链连接组合的结构，使得顶升支护具有两个自由度。本发明专利技术解决了巷道地面和顶面不平行时，装置易出现整体歪斜的问题，同时移架时无需辅助设备，推移步距大，支护更加安全可靠，具有工作效率高，自动化程度高，对巷道顶面适应性好的优点。

A temporary sliding support device with two degrees of freedom and its working method

The invention discloses a two-degree-of-freedom sliding temporary support device and its working method. The device comprises a first support device, a second support device, a movable frame driving device and a movable frame assistant device. The first support device and a second support device are connected by a movable frame driving device and a movable frame assistant device, and the first support device is connected by a movable frame driving device and a movable frame assistant device. The bottom of the device is equipped with a bottom lifting device which is convenient for sliding forward. Under the combined action of the driving device and the auxiliary device of the sliding frame, the sliding temporary support device automatically slides forward to the designated working position. The first supporting device and the second supporting device adopt two groups of three linear driving devices and hinge connection combination structure, so that the jacking support has two degrees of freedom. The invention solves the problem that when the roadway surface and the roof surface are not parallel, the device is prone to overall deviation. At the same time, no auxiliary equipment is needed when moving the frame, the moving step is large, the support is more safe and reliable, and has the advantages of high working efficiency, high automation degree and good adaptability to the roadway roof surface.

【技术实现步骤摘要】
一种二自由度滑移式临时支护装置及其工作方法
本专利技术涉及一种滑移式临时支护装置，具体涉及一种二自由度滑移式临时支护装置及其工作方法，属于井下开采机械设备

技术介绍
随着煤炭开采机械化程度的提高，为适应大型综采设备的安装要求，很多综采工作面切眼宽度设计都在8m～10m。针对超大跨度切眼施工，综采工作面切眼的主要支护形式为架棚支护，架棚支护巷道施工空间小，造成支架安装施工困难，同时架棚支护属于被动支护，不能有效提高围岩整理承载强度，其支护方式不仅支护成本高、工人劳动强度大，而且严重威胁矿井安全正常生产，制约着矿井的安全高效生产的发展。相对于被动支护，属主动支护的锚杆支护可充分利用围岩的自承能力将载荷体变为承载体，对围岩能保持有较高的支护阻力进行支护。但是针对超大跨度切眼围岩结构特征、围岩复杂地质条件、以及二次刷扩带来的应力集中等现象，采用隐蔽性较强的常规锚杆支护，会使得巷道围岩变形特别严重，尤其是二次刷扩时易产生较大的安全隐患，难以适应控制巷道围岩稳定性的要求，也达不到超大跨度切眼安全施工的要求。现有的扩帮安装同步法与传统的安装法相比，不仅安全性提高了，而且更省时和节约材料。扩帮安装同步法采用边扩帮、边安装的方法，大大缩短工程周期，改变了以前先打巷道再扩帮的传统作业模式，解决了传统空顶作业所带来的安全隐患，可极大的节约打锚杆、锚索、铺设安全网等所产生的相关费用。该工艺还可以回收传统工艺无法回收的放顶煤，极大的减少在工作面上的配套工作人员，节约人力成本。其中二自由度滑移式临时支护装置是扩帮安装同步法中重要的核心设备之一，但是现有常用的设备在使用过程中存在一些缺陷，主要表现在：1、现有的临时支护装置的升降机构采用固定的滑套结构，当巷道地面和顶面不平行时，装置易出现整体歪斜的问题，不能很好的支护顶板；2、由于现有的临时支护装置较重，移架的工作阻力较大，当切眼坡度较大时，移架困难，需要其他装置辅助移动，对使用环境要求较高；3、现有的临时支护装置推移步距较短，每个循环需多次降架前移，对巷道顶板影响较大；4、现有的支护装置在移架过程中顶部支护有空顶期，易出现落矸伤人情况。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的上述不足，本专利技术设计了一种二自由度滑移式临时支护装置及其工作方法，该专利技术用于解决巷道地面和顶面不平行时，装置易出现整体歪斜的问题，同时移架时无需辅助设备，推移步距大，支护更加安全可靠。为了解决上述问题，本专利技术一种二自由度滑移式临时支护装置，包括第一支护装置、移架驱动装置和第二支护装置，第一支护装置包括第一支护顶板、第一支护底板以及连接在第一支护顶板和第一支护底板之间的第一升降机构，第二支护装置包括第二支护顶板、第二支护底板以及连接在第二支护顶板和第二支护底板之间的第二升降机构，移架驱动装置连接在第一支护底板和第二支护底板之间；第一支护装置还包括第一临时支护板和临时支护板驱动装置；第二支护装置还包括第二临时支护板和临时支护板驱动装置；第一升降机构包括设在内侧的两组第一升降装置和设在外侧的两组第一升降调整装置，第二升降机构包括设在内侧的两组第二升降装置和设在外侧的两组第二升降调整装置；所述第一升降装置和第二升降装置结构相同，均包括第一直线驱动装置、升降装置连接铰链d和升降装置连接铰链a，第一直线驱动装置的上端通过升降装置连接铰链d连接在支护顶板、第一直线驱动装置的下端通过升降装置连接铰链a连接在支护底板；第一升降调整装置和第二升降调整装置结构相同，均包括第二直线驱动装置、第三直线驱动装置、升降装置连接铰链b、升降装置连接铰链c和升降装置连接铰链e，升降装置连接铰链b和升降装置连接铰链c固定在第一支护底板或第二支护底板上端，升降装置连接铰链e固定在第一支护顶板或第二支护顶板上，第二直线驱动装置和第三直线驱动装置的上端共同连接在铰接在升降装置连接铰链e上，第二直线驱动装置和第三直线驱动装置的下端分别铰接在升降装置连接铰链b和升降装置连接铰链c上；所述第一支护顶板和第二支护顶板内均具有矩形空腔，第一临时支护板套装在第一支护顶板的空腔内并在临时支护板驱动装置的驱动下向两侧伸出或缩进，第二临时支护板套装在第二支护顶板的空腔内并在临时支护板驱动装置的驱动下向两侧伸出或缩进。第一临时支护板在临时支护板驱动装置的驱动下可以在第一支护顶板内向左或者向右移动；第二临时支护板在临时支护板驱动装置的驱动下可以在第二支护顶板内向左或者向右移动；在移架直线驱动装置的作用下，第一底板和第二底板能产生水平方向上的相对运动，从而使得滑移式临时支护装置可以自动沿工作方向移动，这种结构可以使本装置在移架和工作中时刻有支护板对顶板进行支护，在巷道顶板上形成两块支护临时支护区域，从而在刷扩作业中，临时支护巷道的顶板，保护人员和设备安全，避免了落矸伤人和损伤设备等情况的发生；升降机构包括可以使支护顶板沿竖直方向向上移动的升降装置，以及可以使支护顶板可以围绕连接铰链e转动的升降调整装置，进而使得该支护装置可以对前进方向的巷道地面和顶板间存在较大角度的情况具有良好的适应性。因此第一支护装置和第二支护装置在升降调整装置、支护顶板、临时支护板、临时支护板驱动装置的共同作用下，产生支护顶板顶升，进而进行巷道顶面适应性支护，临时支护板伸缩进行临时支护的支护动作。进一步的，临时支护板驱动装置包括增速齿轮组、齿轮滑块座、临时直线驱动装置、固定齿条和活动齿条，固定齿条固接在固定导轨上，固定导轨固定在第一支护顶板或第二支护顶板的下端，活动齿条固定在第一临时支护板或第二临时支护板的下端，临时直线驱动装置一端通过临时驱动装置连接铰链a和第一支护顶板或第二支护顶板连接，另一端通过临时驱动装置连接铰链b和齿轮滑块座连接，增速齿轮组安装在齿轮滑块座上，齿轮滑块座卡装在固定导轨上并可沿着导轨滑动，第一支护顶板和第二支护顶板的底部开有长孔，长孔的开孔位置、活动齿条的安装位置和增速齿轮组中大齿轮在同一竖直平面，固定齿条的安装位置和增速齿轮组中小齿轮在同一竖直平面内，增速齿轮组中的大齿轮与上端的活动齿条啮合、小齿轮与下端的固定齿条啮合。由于临时支护板和支护顶板长度相差不大，并且临时支护板需要在支护顶板的两端都能伸出，所以临时支护板的极限工作行程较长，临时支护板的驱动点位置也需要在跟随临时支护板的运动而运动，临时直线驱动装置的伸缩运动带动增速齿轮组和齿轮滑块座沿着固定导轨移动，由于固定齿条固接在固定导轨上，因此增速齿轮组上的齿轮在与固定齿条啮合移动的过程将直线运动转为旋转运动，齿轮穿过第一支护顶板和第二支护顶板底部的长孔与第一临时支护板或第二临时支护板底部的活动齿条啮合，进而带动第一临时支护板或第二临时支护板向两侧伸出或缩回。进一步的，第一支护装置和第二支护装置之间还安装有移架辅助装置，所述移架辅助装置包括设在第一支护装置和第二支护装置底部的抬底导轨和导轨直线驱动装置，导轨直线驱动装置的一端通过导轨连接铰链a与抬底导轨的中部相连，另一端通过导轨连接铰链b与第二底板的下端右侧位置相连。导轨直线驱动装置在第一支护装置移动后，将抬底导轨拉到指定工作位置，方便进行下一个工作循环。进一步的，第一底板的下端四角处设有抬底机构，所述抬底机构包括与第一底板相连的抬底直线驱动装置，抬底直线驱动装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二自由度滑移式临时支护装置，包括第一支护装置(100)、移架驱动装置(201)和第二支护装置(300)，第一支护装置(100)包括第一支护顶板(103)、第一支护底板(101)以及连接在第一支护顶板(103)和第一支护底板(101)之间的第一升降机构，第二支护装置(300)包括第二支护顶板(303)、第二支护底板(301)以及连接在第二支护顶板(303)和第二支护底板(301)之间的第二升降机构，移架驱动装置(201)连接在第一支护底板(101)和第二支护底板(301)之间；其特征在于，第一支护装置还(100)包括第一临时支护板(104)和临时支护板驱动装置(305)；第二支护装置(300)还包括第二临时支护板(304)和临时支护板驱动装置(305)；第一升降机构包括设在内侧的两组第一升降装置和设在外侧的两组第一升降调整装置(102)，第二升降机构包括设在内侧的两组第二升降装置和设在外侧的两组第二升降调整装置(302)；所述第一升降装置和第二升降装置结构相同，均包括第一直线驱动装置(3021)、升降装置连接铰链d(3027)和升降装置连接铰链a(3024)，第一直线驱动装置(3021)的上端通过升降装置连接铰链d(3027)连接在支护顶板、第一直线驱动装置(3021)的下端通过升降装置连接铰链a(3024)连接在支护底板；第一升降调整装置和第二升降调整装置结构相同，均包括第二直线驱动装置(3022)、第三直线驱动装置(3023)、升降装置连接铰链b(3025)、升降装置连接铰链c(3026)和升降装置连接铰链e(3028)，升降装置连接铰链b(3025)和升降装置连接铰链c(3026)固定在第一支护底板(101)或第二支护底板(301)上端，升降装置连接铰链e(3028)固定在第一支护顶板(103)或第二支护顶板(303)上，第二直线驱动装置(3022)和第三直线驱动装置(3023)的上端共同连接在铰接在升降装置连接铰链e(3028)上，第二直线驱动装置(3022)和第三直线驱动装置(3023)的下端分别铰接在升降装置连接铰链b(3025)和升降装置连接铰链c(3026)上；所述第一支护顶板(103)和第二支护顶板(303)内均具有矩形空腔，第一临时支护板(104)套装在第一支护顶板(103)的空腔内并在临时支护板驱动装置(305)的驱动下向两侧伸出或缩进，第二临时支护板(304)套装在第二支护顶板(303)的空腔内并在临时支护板驱动装置(305)的驱动下向两侧伸出或缩进。...

【技术特征摘要】
1.一种二自由度滑移式临时支护装置，包括第一支护装置(100)、移架驱动装置(201)和第二支护装置(300)，第一支护装置(100)包括第一支护顶板(103)、第一支护底板(101)以及连接在第一支护顶板(103)和第一支护底板(101)之间的第一升降机构，第二支护装置(300)包括第二支护顶板(303)、第二支护底板(301)以及连接在第二支护顶板(303)和第二支护底板(301)之间的第二升降机构，移架驱动装置(201)连接在第一支护底板(101)和第二支护底板(301)之间；其特征在于，第一支护装置还(100)包括第一临时支护板(104)和临时支护板驱动装置(305)；第二支护装置(300)还包括第二临时支护板(304)和临时支护板驱动装置(305)；第一升降机构包括设在内侧的两组第一升降装置和设在外侧的两组第一升降调整装置(102)，第二升降机构包括设在内侧的两组第二升降装置和设在外侧的两组第二升降调整装置(302)；所述第一升降装置和第二升降装置结构相同，均包括第一直线驱动装置(3021)、升降装置连接铰链d(3027)和升降装置连接铰链a(3024)，第一直线驱动装置(3021)的上端通过升降装置连接铰链d(3027)连接在支护顶板、第一直线驱动装置(3021)的下端通过升降装置连接铰链a(3024)连接在支护底板；第一升降调整装置和第二升降调整装置结构相同，均包括第二直线驱动装置(3022)、第三直线驱动装置(3023)、升降装置连接铰链b(3025)、升降装置连接铰链c(3026)和升降装置连接铰链e(3028)，升降装置连接铰链b(3025)和升降装置连接铰链c(3026)固定在第一支护底板(101)或第二支护底板(301)上端，升降装置连接铰链e(3028)固定在第一支护顶板(103)或第二支护顶板(303)上，第二直线驱动装置(3022)和第三直线驱动装置(3023)的上端共同连接在铰接在升降装置连接铰链e(3028)上，第二直线驱动装置(3022)和第三直线驱动装置(3023)的下端分别铰接在升降装置连接铰链b(3025)和升降装置连接铰链c(3026)上；所述第一支护顶板(103)和第二支护顶板(303)内均具有矩形空腔，第一临时支护板(104)套装在第一支护顶板(103)的空腔内并在临时支护板驱动装置(305)的驱动下向两侧伸出或缩进，第二临时支护板(304)套装在第二支护顶板(303)的空腔内并在临时支护板驱动装置(305)的驱动下向两侧伸出或缩进。2.根据权利要求1所述二自由度滑移式临时支护装置，其特征在于，临时支护板驱动装置(305)包括增速齿轮组(3054)、齿轮滑块座(3055)、临时直线驱动装置(3056)、固定齿条(3057)和活动齿条(3059)，固定齿条(3057)固接在固定导轨(3058)上，固定导轨(3058)固定在第一支护顶板(103)或第二支护顶板(303)的下端，活动齿条(3059)固定在第一临时支护板(104)或第二临时支护板(304)的下端，临时直线驱动装置(3056)一端通过临时驱动装置连接铰链a(3053)和第一支护顶板(103)或第二支护顶板(303)连接，另一端通过临时驱动装置连接铰链b...

【专利技术属性】
技术研发人员：程刚，王世林，苗育生，陈雨，陈世彪，赵国琪，陈璐，赵长青，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32