一种针对坚硬顶底板的超前支护系统和使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种针对坚硬顶底板的超前支护系统，包括顶板支护体和底板支护体；所述顶板支护体包括超前液压支架(1)和圆柱承压排(2)，在弧形连接部(502)的上部还设置有润滑轮(8)，所述润滑轮(8)由固定棒(801)、支撑棒(802)、油箱(803)和圆柱形刷子(804)组成，所述底板支护体包括承重块(9)、防钻底挡板(10)和导向板(11)，所述承重块(9)与超前液压支架(1)的底座的前端相连，在所述承重块(9)中部设置有上下贯通的固定槽(12)。本发明专利技术所述装置结构简单，成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤矿巷道超前支护领域，特别是涉及一种针对坚硬顶底板的超前支护系统和使用方法。
技术介绍
我国《煤矿安全规程》明确规定:釆煤工作面顺槽超前支护的范围不能小于20m。传统矿区综釆工作面顺槽一般釆用的是单体液压支柱作超前支护，随着综采工作面机械化程度的不断提高，这种支护方式很难与综采工作面高产高效的生产模式相匹配，并且这种支护方式存在支护强度低、工人劳动强度大、支护速度慢等缺点。为了解决这些问题，煤科总院太原分院、郑州煤矿机械集团股份有限公司等设备制造厂研发了不同型号的超前支护液压支架。这些超前支护液压支架在一定程度上满足了矿井安全、高产高效的要求。但这些超前支护液压支架均未能从根本上解决综釆工作面顺槽顶板反复支撑破碎的问题。我国普遍采用的超前支护液压支架根据结构特点的不同可以分为:大采高四连杆超前支护液压支架、自移式超前支护液压支架、跨骑式超前支护液压支架以及履带行走式超前支护液压支架等。前三种超前支护液压支架在移架时，都需要釆取降架、拉架(或推架)、升架、调整，再降架和升架等动作。即都存在反复支撑顶板的技术缺陷，这对顶板的稳定性和完整性具有很大破坏性，会对后续移架，支护和安全开采带来极大隐患。对于履带行走式超前支护液压支架这样就会成功的避免顶板的反复支撑破碎。但这样的移架方式所产生的滑动摩擦会严重的影响该支架的使用寿命，且会带来前行阻力较大、行走极其不稳定等缺陷，容易给巷道人员的安全造成危害。CN201310413286一种具有履带顶梁的自移式超前支护支架，情况跟上方类似，履带与支架顶梁是滑动摩擦，会严重的影响该支架的使用寿命,且会带来履带转动阻力大、转动极其不稳定等缺陷。同时，这种支架工业应用可行性有待考究，至少到目前为止，并未见其工业推广，所以不属于对传统超前支架改进的讨论范畴。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、操作简便、可靠实用的针对坚硬顶底板的超前支护系统。本专利技术还提供了一种采用所述针对坚硬顶底板的超前支护系统进行移架的方法。一种针对坚硬顶底板的超前支护系统，包括顶板支护体和底板支护体；所述顶板支护体包括超前液压支架和圆柱承压排，所述圆柱承压排由多个圆柱形滚轮依次串联而成，所述圆柱承压排设置在所述超前液压支架的顶梁和巷道顶板之间；所述圆柱形滚轮的长度与超前支架宽度一致，直径为62mm；所述超前液压支架的顶梁的前端设置有前顶梁护板，后端设置有后顶梁护板；所述前顶梁护板包括板式承压挡板和条式盛放漏斗，所述板式承压挡板的后端与所述超前液压支架的顶梁的前端相连，所述板式承压挡板的前端与所述条式盛放漏斗的后端相连；所述条式盛放漏斗为长条形，其横截面为勺状结构，包括开口向上的盛放槽和开口向下的弧形连接部；所述条式盛放漏斗包括多个平行设置的勺状结构钢筋，多个所述勺状结构钢筋由3个平行设置的长条形钢筋焊接固定在一起；所述巷道顶板为坚硬高应力顶板，在所述弧形连接部的上部还设置有润滑轮，由固定棒、支撑棒、油箱和圆柱形刷子组成，所述固定棒共两个，两个所述固定棒的底端固定在所述弧形连接部两侧，两个所述固定棒的顶端之间通过连接棒相连；在两个所述固定棒的顶端分别焊接有一个所述支撑棒，所述支撑棒顶端与所述油箱的底部连接，所述圆柱形刷子为空中圆柱形，套设在所述连接棒上并能够绕所述连接棒自由旋转；在所述圆柱形刷子的外部设置有一圈厚度为6mm的海绵，所述圆柱形刷子与所述圆柱形滚轮和所述油箱接触，在所述油箱的底部与所述圆柱形刷子的接触部位上设置有三个孔径为1mm的通孔；所述底板支护体包括承重块、防钻底挡板和导向板，所述承重块与超前液压支架的底座的前端相连，在所述承重块中部设置有上下贯通的固定槽，在所述固定槽内设置有所述导向板，所述防钻底挡板为弧形板，其下端与所述承重块的底部的前端相连，所述弧形板的中部向所述超前液压支架的前进方向的下部凸出；所述导向板包括第三固定板和连接在所述第三固定板底部的切割部，在所述固定槽的长度方向的两侧分别设置有第四固定板，在所述第四固定板上设置有插销孔，在所述第三固定板上设置有固定孔，其中所述固定孔与所述插销孔通过插销将所述第三固定板固定在所述第四固定板上；所述切割部为刀具，刀背与所述第三固定板的底部相连，所述刀具的后端的底端与所述刀背的前端相连形成弧形的刀刃；巷道底板为坚硬底板，容许单轴抗压强度大于42.00MPa，所述固定孔与所述切割部的最底端之间的距离为H+100mm，H为超前支架底座厚度，单位为mm。本专利技术所述的针对坚硬顶底板的超前支护系统，其中，所述圆柱形滚轮的轴线方向与所述超前液压支架的前进方向相垂直；在所述圆柱形滚轮的两端的中心分别向外延伸有一根圆柱形的铁杆，所述铁杆的外端具有螺纹结构及与所述螺纹结构相配合的固定螺母；在第一个和最后一个所述圆柱形滚轮的铁杆上设置有第一连接件或第二连接件，在其他的所述圆柱形滚轮的铁杆上均设置有第一连接件和第二连接件；所述第一连接件包括一个第一连接杆和两个分别固定在所述第一连接杆两端的第一套管，所述第一套管为两端开口的中空圆柱形，所述第一套管的内径大于所述铁杆的直径，其中一个所述第一套管套设在所述铁杆上，另一个所述第一套管套设在前一个圆柱形滚轮的铁杆上；所述第二连接件包括一个第二连接杆和两个分别固定在所述第二连接杆两端的第二套管，所述第二套管为两端开口的中空圆柱形，所述第二套管的内径大于所述铁杆的直径，其中一个所述第二套管套设在所述铁杆上，另一个所述第二套管套设在后一个圆柱形滚轮的铁杆上，依次连接排列形成所述圆柱承压排。本专利技术所述的针对坚硬顶底板的超前支护系统，其中，所述铁杆的直径为4mm，长度为22mm，其中，所述螺纹结构的长度为4mm；所述第一套管和所述第二套管的外径为7mm，内径为6mm，长度为6mm；所述第一连接杆和所述第二连接杆的直径为5mm，长度比所述圆柱形滚轮的直径大10mm，所述固定螺母的外径为10mm，内径为4mm；所述板式承压挡板包括承压板、承压块和第一固定板，所述承压块为实心方形铁块，承压板包括水平板和连接在所述水平板的前端的斜板，所述水平板和所述斜板为焊接或一体成型结构，所述承压块的顶部固定在所述水平板的底部的前侧，所述水平板的后侧固定在所述超前液压支架的顶部，所述承压块与所述超前液压支架的前端相接触；所述第一固定板长边的一侧固定在所述斜板的中部，另一侧固定在所述承压块上。本专利技术所述的针对坚硬顶底板的超前支护系统，其中，所述条式盛放漏斗高度为490mm，宽度与超前支架宽度一致，长度为480mm；所述承压块的厚度为150mm，长度为350mm，高度为450mm；所述水平板和所述斜板由弹簧钢制成，尺寸相同，均为：厚度为9mm，长度为680mm，宽度与超前支架宽度一致；所述斜板与水平面之间的角度为5°；所述第一固定板的底端与所述承压块的顶部之间的距离为80mm。本专利技术所述的针对坚硬顶底板的超前支护系统，其中，所述后顶梁护板包括收集槽和固定装置，所述固定装置包括第二固定板，所述第二固定板的后端与所述收集槽相连，所述第二固定板的前部设置有第一固定条带和固定锁，将所述第二固定板固定在所述超前液压支架的顶梁上；所述收集槽包括水平底板和分别设置在其前端和后端的前侧板和后挡板，所述前侧板的上端与所述第二固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对坚硬顶底板的超前支护系统，其特征在于：包括顶板支护体和底板支护体；所述顶板支护体包括超前液压支架(1)和圆柱承压排(2)，所述圆柱承压排(2)由多个圆柱形滚轮(201)依次串联而成，所述圆柱承压排(2)设置在所述超前液压支架(1)的顶梁和巷道顶板(3)之间；所述圆柱形滚轮(201)的长度与超前支架宽度一致，直径为62mm；所述超前液压支架(1)的顶梁的前端设置有前顶梁护板，后端设置有后顶梁护板；所述前顶梁护板包括板式承压挡板(4)和条式盛放漏斗(5)，所述板式承压挡板(4)的后端与所述超前液压支架(1)的顶梁的前端相连，所述板式承压挡板(4)的前端与所述条式盛放漏斗(5)的后端相连；所述条式盛放漏斗(5)为长条形，其横截面为勺状结构，包括开口向上的盛放槽(501)和开口向下的弧形连接部(502)；所述条式盛放漏斗(5)包括多个平行设置的勺状结构钢筋，多个所述勺状结构钢筋由3个平行设置的长条形钢筋焊接固定在一起；所述巷道顶板(3)为坚硬高应力顶板，在所述弧形连接部(502)的上部还设置有润滑轮(8)，由固定棒(801)、支撑棒(802)、油箱(803)和圆柱形刷子(804)组成，所述固定棒(801)共两个，两个所述固定棒(801)的底端固定在所述弧形连接部(502)两侧，两个所述固定棒(801)的顶端之间通过连接棒相连；在两个所述固定棒(801)的顶端分别焊接有一个所述支撑棒(802)，所述支撑棒(802)顶端与所述油箱(803)的底部连接，所述圆柱形刷子(804)为空中圆柱形，套设在所述连接棒上并能够绕所述连接棒自由旋转；在所述圆柱形刷子(804)的外部设置有一圈厚度为6mm的海绵，所述圆柱形刷子(804)与所述圆柱形滚轮(201)和所述油箱(803)接触，在所述油箱(803)的底部与所述圆柱形刷子(804)的接触部位上设置有三个孔径为1mm的通孔；所述底板支护体包括承重块(9)、防钻底挡板(10)和导向板(11)，所述承重块(9)与超前液压支架(1)的底座的前端相连，在所述承重块(9)中部设置有上下贯通的固定槽(12)，在所述固定槽(12)内设置有所述导向板(11)，所述防钻底挡板(10)为弧形板，其下端与所述承重块(9)的底部的前端相连，所述弧形板的中部向所述超前液压支架(1)的前进方向的下部凸出；所述导向板(11)包括第三固定板(301)和连接在所述第三固定板(301)底部的切割部(302)，在所述固定槽(12)的长度方向的两侧分别设置有第四固定板(901)，在所述第四固定板(901)上设置有插销孔(902)，在所述第三固定板(301)上设置有固定孔(303)，其中所述固定孔(303)与所述插销孔(902)通过插销将所述第三固定板(301)固定在所述第四固定板(901)上；所述切割部(302)为刀具，刀背与所述第三固定板(301)的底部相连，所述刀具的后端的底端与所述刀背的前端相连形成弧形的刀刃；巷道底板为坚硬底板，容许单轴抗压强度大于42.00MPa，所述固定孔(303)与所述切割部(302)的最底端之间的距离为H+100mm，H为超前支架底座厚度，单位为mm。...

【技术特征摘要】
1.一种针对坚硬顶底板的超前支护系统，其特征在于：包括顶板支护体和底板支护体；所述顶板支护体包括超前液压支架(1)和圆柱承压排(2)，所述圆柱承压排(2)由多个圆柱形滚轮(201)依次串联而成，所述圆柱承压排(2)设置在所述超前液压支架(1)的顶梁和巷道顶板(3)之间；所述圆柱形滚轮(201)的长度与超前支架宽度一致，直径为62mm；所述超前液压支架(1)的顶梁的前端设置有前顶梁护板，后端设置有后顶梁护板；所述前顶梁护板包括板式承压挡板(4)和条式盛放漏斗(5)，所述板式承压挡板(4)的后端与所述超前液压支架(1)的顶梁的前端相连，所述板式承压挡板(4)的前端与所述条式盛放漏斗(5)的后端相连；所述条式盛放漏斗(5)为长条形，其横截面为勺状结构，包括开口向上的盛放槽(501)和开口向下的弧形连接部(502)；所述条式盛放漏斗(5)包括多个平行设置的勺状结构钢筋，多个所述勺状结构钢筋由3个平行设置的长条形钢筋焊接固定在一起；所述巷道顶板(3)为坚硬高应力顶板，在所述弧形连接部(502)的上部还设置有润滑轮(8)，由固定棒(801)、支撑棒(802)、油箱(803)和圆柱形刷子(804)组成，所述固定棒(801)共两个，两个所述固定棒(801)的底端固定在所述弧形连接部(502)两侧，两个所述固定棒(801)的顶端之间通过连接棒相连；在两个所述固定棒(801)的顶端分别焊接有一个所述支撑棒(802)，所述支撑棒(802)顶端与所述油箱(803)的底部连接，所述圆柱形刷子(804)为空中圆柱形，套设在所述连接棒上并能够绕所述连接棒自由旋转；在所述圆柱形刷子(804)的外部设置有一圈厚度为6mm的海绵，所述圆柱形刷子(804)与所述圆柱形滚轮(201)和所述油箱(803)接触，在所述油箱(803)的底部与所述圆柱形刷子(804)的接触部位上设置有三个孔径为1mm的通孔；所述底板支护体包括承重块(9)、防钻底挡板(10)和导向板(11)，所述承重块(9)与超前液压支架(1)的底座的前端相连，在所述承重块(9)中部设置有上下贯通的固定槽(12)，在所述固定槽(12)内设置有所述导向板(11)，所述防钻底挡板(10)为弧形板，其下端与所述承重块(9)的底部的前端相连，所述弧形板的中部向所述超前液压支架(1)的前进方向的下部凸出；所述导向板(11)包括第三固定板(301)和连接在所述第三固定板(301)底部的切割部(302)，在所述固定槽(12)的长度方向的两侧分别设置有第四固定板(901)，在所述第四固定板(901)上设置有插销孔(902)，在所述第三固定板(301)上设置有固定孔(303)，其中所述固定孔(303)与所述插销孔(902)通过插销将所述第三固定板(301)固定在所述第四固定板(901)上；所述切割部(302)为刀具，刀背与所述第三固定板(301)的底部相连，所述刀具的后端的底端与所述刀背的前端相连形成弧形的刀刃；巷道底板为坚硬底板，容许单轴抗压强度大于42.00MPa，所述固定孔(303)与所述切割部(302)的最底端之间的距离为H+100mm，H为超前支架底座厚度，单位为mm。2.根据权利要求1所述的针对坚硬顶底板的超前支护系统，其特征在于：所述圆柱形滚轮(201)的轴线方向与所述超前液压支架(1)的前进方向相垂直；在所述圆柱形滚轮(201)的两端的中心分别向外延伸有一根圆柱形的铁杆(202)，所述铁杆(202)的外端具有螺纹结构(203)及与所述螺纹结构(203)相配合的固定螺母(204)；在第一个和最后一个所述圆柱形滚轮(201)的铁杆(202)上设置有第一连接件或第二连接件，在其他的所述圆柱形滚轮(201)的铁杆(202)上均设置有第一连接件和第二连接件；所述第一连接件包括一个第一连接杆(205)和两个分别固定在所述第一连接杆(205)两端的第一套管(206)，所述第一套管(206)为两端开口的中空圆柱形，所述第一套管(206)的内径大于所述铁杆(202)的直径，其中一个所述第一套管(206)套设在所述铁杆(202)上，另一个所述第一套管(206)套设在前一个圆柱形滚轮(201)的铁杆上；所述第二连接件包括一个第二连接杆(207)和两个分别固定在所述第二连接杆(207)两端的第二套管(208)，所述第二套管(208)为两端开口的中空圆柱形，所述第二套管(208)的内径大于所述铁杆(202)的直径，其中一个所述第二套管(208)套设在所述铁杆(202)上，另一个所述第二套管(208)套设在后一个圆柱形滚轮(201)的铁杆(202)上，依次连接排列形成所述圆柱承压排(2)。3.根据权利要求2所述的针对坚硬顶底板的超前支护系统，其特征在于：所述铁杆(202)的直径为4mm，长度为22mm，其中，所述螺纹结构(203)的长度为4mm；所述第一套管(206)和所述第二套管(208)的外径为7mm，内径为6mm，长度为6mm；所述第一连接杆(205)和所述第二连接杆(207)的直径为5mm，长度比所述圆柱形滚轮(201)的直径大10mm，所述固定螺母(204)的外径为10mm，内径为4mm。4.根据权利要求3所述的针对坚硬顶底板的超前支护系统，其特征在于：所述板式承压挡板(4)包括承压板、承压块(403)和第一固定板(404)，所述承压块(403)为实心方形铁块，承压板包括水平板(401)和连接在所述水平板(401)的前端的斜板(402)，所述水平板(401)和所述斜板(402)为焊接或一体成型结构，所述承压块(403)的顶部固定在所述水平板(401)的底部的前侧，所述水平板(401)的后侧固定在所述超前液压支架(1)的顶部，所述承压块(403)与所述超前液压支架(1)的前端相接触；所述第一固定板(404)长边的一侧固定在所述斜板(402)的中部，另一侧固定在所述承压块(403)上。5.根据权利要求4所述的针对坚硬顶底板的超前支护系统，其特征在于：所述条式盛放漏斗(5)高度为490mm，宽度与超前支架宽度一致，长度为480mm；所述承压块(403)的厚度为150mm，长度为350mm，高度为450mm；所述水平板(401)和所述斜板(402)由弹簧钢制成，尺寸相同，均为：厚度为9mm，长度为680mm，宽度与超前支架宽度一致；所述斜板(402)与水...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯飞胜，李晓婷，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11