【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超前支护设备，尤其涉及一种煤矿井下巷道掘进超前支护设备及其支护方法。
技术介绍
1、煤矿井下巷道掘进设备主要包括掘进机、刮板输送机、掘进工作面支架等。正如中国技术专利公开的一种煤矿井下掘进工作面超前支护设备（公开号：cn217300622u），包括承载框以及安置在承载框底部的承载板，承载板下表面的四角均紧固连接有升降杆，升降杆的外表面套设有升降筒，升降筒的下表面紧固连接有与地面接触的底板，升降筒的内壁通过螺栓紧固连接有电动推杆。
2、现有的支护设备仅能对支护高度进行调节，不能适用于不同宽度和不同长度的煤矿井下巷道支护需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种煤矿井下巷道掘进超前支护设备及其支护方法。
2、为了解决现有技术存在的问题，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种煤矿井下巷道掘进超前支护设备，包括底架，所述底架上方设置有矩形顶框，矩形顶框与底架之间设置有升降机构；
4、所述矩形顶框的顶面沿长度方向设有若干等距分布的弧形槽钢，每个所述弧形槽钢的两端底面均固接有连接块，每块所述连接块的底端均与矩形顶框顶端连接，每个所述弧形槽钢内滑动设置有弧形卡轨，相邻弧形卡轨呈交错设置；
5、位于头尾两端的弧形槽钢的外侧面中部均固设有固定板，两个所述固定板之间设置有一对平行分布的横轴，一对所述横轴上设置有若干均匀交替分布的联动齿轮，所述弧形槽钢内弧面开设有弧形通孔，弧形卡轨内弧
6、优选的，每根所述横轴的一端均套设有同心固接的同步齿轮，两个所述同步齿轮啮合连接，其中一个固定板的外侧面固设有第一电机，第一电机的电机轴与其中一根横轴连接。
7、优选的，所述矩形顶框包括第一u形架和第二u形架，所述第一u形架两条侧边的内侧均设置有导槽，所述第二u形架两条侧边的外侧均固定设置有导轨，所述导轨滑动插设在所述导槽中；
8、所述第一u形架、第二u形架上端面均设置有单侧滑槽，两个所述单侧滑槽开口的一侧相互对接，所述连接块滑动设置在第一u形架和/或第二u形架的单侧滑槽中。
9、优选的，每个所述弧形槽钢的两个连接块之间均固连有定位杆，相邻三个定位杆之间通过交叉设置的两个连杆连接，两个所述连杆中部相互铰接并与中间的定位杆铰接，连杆的两端均铰接有滑块，所述滑块与对应的定位杆滑动连接。
10、优选的，所述横轴均包括多个依次连接的阶梯轴，所述阶梯轴的大轴段、小轴段分别设置有相互配合的花键腔和外花键，所述联动齿轮固连在阶梯轴的大轴段，相邻阶梯轴通过外花键和花键腔滑动连接。
11、优选的，所述弧形槽钢的下端固连有拨杆，所述拨杆与对应联动齿轮所在的阶梯轴轴向限位。
12、优选的，所述阶梯轴上设置有环形槽，所述拨杆下端插设在环形槽内。
13、优选的，所述矩形顶框下端与底架之间设置有伸缩导向杆，所述伸缩导向杆设置有锁定机构。
14、优选的，所述升降机构包括上连板、下连板和丝杠，所述上连板固连在第一u形架下端，所述下连板固连在底架上端，上连板、下连板的两端均转动设置有一对连轴，上连板的一对连轴上分别固连有对称分布的一对第一摆臂，下连板的一对连轴上分别固连有对称分布的一对第二摆臂，所述上连板与下连板之间设置有一对对称分布的固定连块，每个所述固定连块的上下两端均设置有铰接轴，一对所述第一摆臂分别与一对固定连块的上端铰接轴铰接，一对所述第二摆臂分别与一对固定连块的下端铰接轴铰接；
15、其中一个固定连块的一侧固连有第二电机，该固定连块上转动设置有丝杠，丝杠一端与第二电机的电机轴连接，丝杠的另一端与另一个固定连块螺纹连接。
16、本专利技术还提出了一种煤矿井下巷道掘进超前支护设备的支护方法，包括上述的煤矿井下巷道掘进超前支护设备，还包括以下步骤：
17、步骤一，拉动矩形顶框的第一u形架或第二u形架，使矩形顶框达到需求的长度，同时，矩形顶框顶面的弧形槽钢在连杆的拉动下均匀分散在矩形顶框的上端；
18、步骤二，启动第二电机，带动两个固定连块相向运动，进而带动一对第一摆臂、一对第二摆臂分别向内侧旋转，上连板、下连板相互远离并驱动矩形顶框向上运动，矩形顶框上升至设定高度后，通过锁定机构对伸缩导向杆的高度进行锁定；
19、步骤三，启动第一电机，第一电机带动其中一个横轴转动，继而通过两个同步齿轮带动另一横轴同步反向转动，两个横轴上的联动齿轮分别啮合带动对应的弧形卡轨沿着弧形槽钢向外滑动，并使得若干弧形卡轨呈前后交替分布。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
21、1、在本专利技术中，通过在底架与矩形顶框之间设置升降机构，可对矩形顶框的高度进行调节，进而实现对弧形槽钢高度的调节，可以适应不同高度煤层的采矿条件和巷道断面的变化。
22、2、本专利技术中，通过设置一对相互啮合的同步齿轮，使得一对横轴同步反向转动，联动齿轮再啮合带动弧形卡轨沿着弧形槽钢向外滑动，并使得若干弧形卡轨呈前后交替分布，可以适应不同的巷道宽度，能够提供有效的支护和加固，确保工作面的稳定性和安全性。
23、3、本专利技术中，矩形顶框通过第一u形架和第二u形架组合而成，使得矩形顶框的长度可根据不同的工况进行调节，适应不同的巷道长度。
24、综上所述，本专利技术具有可调节的功能，可以适应不同煤层的采矿条件和巷道断面的变化，能够提供有效的支护和加固，确保工作面的稳定性和安全性，可以根据矿井实际情况和煤层条件进行评估和选择。
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1.一种煤矿井下巷道掘进超前支护设备，包括底架（1），其特征在于：所述底架（1）上方设置有矩形顶框（2），矩形顶框（2）与底架（1）之间设置有升降机构（3）；
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下巷道掘进超前支护设备，其特征在于：每根所述横轴（402）的一端均套设有同心固接的同步齿轮（404），两个所述同步齿轮（404）啮合连接，其中一个固定板的外侧面固设有第一电机（405），第一电机（405）的电机轴与其中一根横轴（402）连接。
3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下巷道掘进超前支护设备，其特征在于：所述矩形顶框（2）包括第一U形架（201）和第二U形架（202），所述第一U形架（201）两条侧边的内侧均设置有导槽（203），所述第二U形架（202）两条侧边的外侧均固定设置有导轨（204），所述导轨（204）滑动插设在所述导槽（203）中；
4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下巷道掘进超前支护设备，其特征在于：每个所述弧形槽钢（4）的两个连接块（401）之间均固连有定位杆（406），相邻三个定位杆（406）之间通过交叉设置的两个连杆（407）
5.根据权利要求4所述的一种煤矿井下巷道掘进超前支护设备，其特征在于：所述横轴（402）均包括多个依次连接的阶梯轴（4021），所述阶梯轴（4021）的大轴段、小轴段分别设置有相互配合的花键腔（4022）和外花键（4023），所述联动齿轮（403）固连在阶梯轴（4021）的大轴段，相邻阶梯轴（4021）通过外花键（4023）和花键腔（4022）滑动连接。
6.根据权利要求5所述的一种煤矿井下巷道掘进超前支护设备，其特征在于：所述弧形槽钢（4）的下端固连有拨杆（409），所述拨杆（409）与对应联动齿轮（403）所在的阶梯轴（4021）轴向限位。
7.根据权利要求6所述的一种煤矿井下巷道掘进超前支护设备，其特征在于：所述阶梯轴（4021）上设置有环形槽（4024），所述拨杆（409）下端插设在环形槽（4024）内。
8.根据权利要求7所述的一种煤矿井下巷道掘进超前支护设备，其特征在于：所述矩形顶框（2）下端与底架（1）之间设置有伸缩导向杆（301），所述伸缩导向杆（301）设置有锁定机构。
9.根据权利要求8所述的一种煤矿井下巷道掘进超前支护设备，其特征在于：所述升降机构（3）包括上连板（302）、下连板（303）和丝杠（305），所述上连板（302）固连在第一U形架（201）下端，所述下连板（303）固连在底架（1）上端，上连板（302）、下连板（303）的两端均转动设置有一对连轴，上连板（302）的一对连轴上分别固连有对称分布的一对第一摆臂（306），下连板（303）的一对连轴上分别固连有对称分布的一对第二摆臂（307），所述上连板（302）与下连板（303）之间设置有一对对称分布的固定连块（304），每个所述固定连块（304）的上下两端均设置有铰接轴，一对所述第一摆臂（306）分别与一对固定连块（304）的上端铰接轴铰接，一对所述第二摆臂（307）分别与一对固定连块（304）的下端铰接轴铰接；
10.一种煤矿井下巷道掘进超前支护设备的支护方法，包括权利要求9所述的煤矿井下巷道掘进超前支护设备，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下巷道掘进超前支护设备，包括底架（1），其特征在于：所述底架（1）上方设置有矩形顶框（2），矩形顶框（2）与底架（1）之间设置有升降机构（3）；
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下巷道掘进超前支护设备，其特征在于：每根所述横轴（402）的一端均套设有同心固接的同步齿轮（404），两个所述同步齿轮（404）啮合连接，其中一个固定板的外侧面固设有第一电机（405），第一电机（405）的电机轴与其中一根横轴（402）连接。
3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下巷道掘进超前支护设备，其特征在于：所述矩形顶框（2）包括第一u形架（201）和第二u形架（202），所述第一u形架（201）两条侧边的内侧均设置有导槽（203），所述第二u形架（202）两条侧边的外侧均固定设置有导轨（204），所述导轨（204）滑动插设在所述导槽（203）中；
4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下巷道掘进超前支护设备，其特征在于：每个所述弧形槽钢（4）的两个连接块（401）之间均固连有定位杆（406），相邻三个定位杆（406）之间通过交叉设置的两个连杆（407）连接，两个所述连杆（407）中部相互铰接并与中间的定位杆（406）铰接，连杆（407）的两端均铰接有滑块（408），所述滑块（408）与对应的定位杆（406）滑动连接。
5.根据权利要求4所述的一种煤矿井下巷道掘进超前支护设备，其特征在于：所述横轴（402）均包括多个依次连接的阶梯轴（4021），所述阶梯轴（4021）的大轴段、小轴段分别设置有相互配合的花键腔（4022）和外花键（4023），所述联动齿轮（403）固连在阶梯轴（4021）的大轴段，相邻阶梯轴（4021）通过外花键（4...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘计明，董泽，荆欣，郑海胜，张琦，王志飞，姚远，张波，王凯，赵海龙，
申请(专利权)人：山西宏厦第一建设有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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