【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿巷道支护，具体地说，涉及一种自调整支护状态的液压支架及其自调控方法。
技术介绍
1、冲击地压一直是我国煤炭开采工程的一大动力灾害，目前95％的冲击地压破坏事件都发生于巷道中。冲击发生时会造成巷道瞬间顶板下沉、底板鼓起、两帮内收，甚至巷道彻底垮塌破坏，构成严重的冲击灾害。近年来，我国部分地域煤炭采深达到600m、800m，甚至千米深，井巷围岩压力非常大，从而导致蓄能量也很高，加上煤体硬度大、卸压效果不明显，致使冲击地压危险性加剧。矿井为了避免井巷围岩失稳冲击，保障井巷安全性，采用了液压支架对巷道(超前采煤工作面约100m范围内)加强支护，增加巷道支护系统的抗冲击能力。目前，巷道液压支架主要有单元式液压支架、迈步式液压支架、门式液压支架及垛式液压支架，其中，单元式液压支架是目前最广泛应用的一种，其重量相对较轻、占用巷道空间小、使用方式便捷，且支护强度可以根据使用要求进行排布调整，综合性能比较优越。但是，单元式液压支架的简单结构形式也导致其存在一个很明显的缺陷，其结构属于一种窄而高的形状，支设于巷道中式常会因底板不平整而出现整体倾斜，或者因巷道顶板不平整、锚杆(锚索)外露端凸出导致顶梁发生偏斜，支护姿态非常不理想，进而导致其结构受载不均衡，这带来的后果是支架在静压下就会大概率出现局部的损伤，一旦叠加扰动或冲击载荷，极易发生自身结构失稳，进而失去支护与防冲作用，酿成严重后果。
2、目前，国际上还没有出现液压支架能够对于这种不良支护状态进行自行调整的相关报道，因此，急需专利技术一种能够对自身支护状态自我感知、
技术实现思路
1、本专利技术的内容是提供一种自调整支护状态的液压支架及其自调控方法，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。
2、根据本专利技术的一种自调整支护状态的液压支架，包括单元支架和伸缩横梁，在所述单元支架的上方设有支架顶梁，所述支架顶梁的上方设置矩形凹槽；在巷道两侧均设有单元支架，两架所述单元支架之间通过伸缩横梁连接，所述伸缩横梁可任意调节两架单元支架之间的距离，同时，两架所述单元支架与伸缩横梁组成框架结构；在所述单元支架支撑立柱上设有陀螺仪传感器，通过陀螺仪传感器能够检测到单元支架是否发生倾斜，通过伸缩横梁可对单元支架横向倾斜角度进行调整。
3、优选地，所述伸缩横梁包括第一横梁，所述第一横梁内部设有可伸缩的第二横梁，所述第二横梁内部设有可伸缩的第三横梁，所述第三横梁的外侧焊接第四横梁，所述第四横梁设置在支架顶梁下方。
4、优选地，所述第四横梁设置在横梁座的上方，所述横梁座包括两个连接立柱，两个所述连接立柱下方铰接有连接底座，且两个所述连接立柱的上部与支架顶梁的下方铰接，所述连接底座内部设有等高油缸，所述等高油缸上方设有支撑托，所述第四横梁设置在支撑托上。
5、优选地，在所述支架顶梁的前方设有纵向调节装置，所述纵向调节装置包括顶推油缸，所述顶推油缸铰接在支架顶梁的前端，所述顶推油缸前端设有顶推块，所述顶推块作用于前一单元支架的支架顶梁后端，所述顶推油缸上铰接有偏转油缸的活塞，所述偏转油缸的缸筒通过支撑座铰接在支架顶梁的前端，且与所述顶推油缸的铰接点不在一个水平面上。
6、优选地，所述第四横梁与支撑托之间为圆弧接触，且所述支撑托半径大于第四横梁半径。
7、优选地，所述第四横梁的端头设有推拉杆，在两个所述连接立柱对称位置上设有推拉耳，所述推拉杆位于推拉耳内。
8、优选地，所述连接立柱与推拉耳之间的距离大于推拉杆的直径；同时，推拉耳的上下长度应当大于等高油缸的调节范围。
9、优选地，两架所述单元支架内侧设置与支架底座铰接的防倾覆装置，防倾覆装置包括底部承载板和防侧翻千斤顶，其中防侧翻千斤顶设有缸筒凸耳和活塞杆凸耳，缸筒凸耳与支架底座上的内耳座配合，并通过圆柱销进行固定，活塞杆凸耳与底部承载板上的耳座配合，并通过圆柱销进行固定；两架单元支架外侧设置侧向吸能装置，包括吸能底板、吸能构件、吸能顶板、侧向吸能装置凸耳和安装肋板；其中吸能底板与安装肋板焊接，安装肋板底端设置安装孔与支架底座上设置的下耳座配合，并通过圆柱销进行固定；安装肋板上端设置的侧向吸能装置凸耳与抱紧装置上设置的外耳座配合，通过圆柱销进行固定。
10、根据一种自调整支护状态的液压支架，本专利技术还提供一种自调整支护状态的液压支架的自调控方法，包括支护角度自调整，具体为：
11、横向倾斜角度调整：
12、①在单元支架上端的陀螺仪检测到单元支架发生横向倾斜且需要调整时，对调整的单元支架进行卸压，避免支架顶梁与巷道顶板之间具有较大的支护力作用；
13、②控制伸缩横梁进行伸缩调整倾斜的单元支架的角度，此调整以相对的单元支架为支撑；
14、③对调整后的单元支架进行加载，确保单元支架的安全支护。
15、具体为，在支护时，通过控制伸缩横梁的伸缩，可实现两个单元支架之间的宽度调整，能够适应不同断面尺寸的巷道；
16、纵向倾斜角度调整：
17、①在单元支架上端的陀螺仪检测到单元支架发生纵向倾斜且需要调整时，对调整的单元支架进行卸压，避免支架顶梁与巷道顶板之间具有较大的支护力作用；
18、②当发生前倾时，控制需要调整的单元支架的顶推油缸和偏转油缸，使得顶推块与前一单元支架的支架顶梁接触，再控制顶推油缸进行伸缩调整倾斜的单元支架的角度，此调整以前一单元支架为支撑；当发生后倾时，控制后的单元支架的顶推油缸和偏转油缸，使得顶推块与需要调整的单元支架的支架顶梁接触，再控制顶推油缸进行伸缩调整倾斜的单元支架的角度，此调整以后一单元支架为支撑；
19、③对调整后的单元支架进行加载，确保单元支架的安全支护。
20、优选地，还包括伸缩横梁水平调整，具体为：通过控制等高油缸进行伸缩，从通过支撑托带动伸缩横梁进行升降，使得左右两个支撑托等高，进一步使得伸缩横梁保证水平。
21、与现有技术相比，本专利技术至少具有如下有益效果：
22、①本专利技术在单元支架支撑立柱上设有陀螺仪传感器，通过陀螺仪传感器能够检测到单元支架是否发生倾斜，通过伸缩横梁可对单元支架横向倾斜角度进行调整；
23、②当单元支架发生纵向倾斜时，配合横梁座，第四横梁与支撑托始终保持圆弧接触，伸缩横梁能够适应一定的倾斜而不受扭力的作用；当单元支架发生横向倾斜(巷道宽度方向)时，第四横梁与支撑托变成线接触，伸缩横梁能够适应一定的倾斜而不受扭力的作用；如此，可以减弱伸缩横梁的不良受载情况，进而提高伸缩横梁的使用寿命；
24、③通过控制顶推油缸可推动前或后一单元支架的支架顶梁前倾，实现单元支架的纵向倾斜(巷道长度方向)调整，通过控制偏转油缸，可实现顶推油缸的折叠，避免本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自调整支护状态的液压支架，其特征在于：包括单元支架(1)和伸缩横梁(7)，在所述单元支架(1)的上方设有支架顶梁(6)，所述支架顶梁(6)的上方设置矩形凹槽；在巷道两侧均设有单元支架(1)，两架所述单元支架(1)之间通过伸缩横梁(7)连接，所述伸缩横梁(7)可任意调节两架单元支架(1)之间的距离，同时，两架所述单元支架(1)与伸缩横梁(7)组成框架结构；在所述单元支架(1)支撑立柱上设有陀螺仪传感器，通过陀螺仪传感器能够检测到单元支架(1)是否发生倾斜，通过伸缩横梁(7)可对单元支架(1)横向倾斜角度进行调整。
2.根据权利要求1所述的一种自调整支护状态的液压支架，其特征在于：所述伸缩横梁(7)包括第一横梁(701)，所述第一横梁(701)内部设有可伸缩的第二横梁(702)，所述第二横梁(702)内部设有可伸缩的第三横梁(703)，所述第三横梁(703)的外侧焊接第四横梁(704)，所述第四横梁(704)设置在支架顶梁(6)下方。
3.根据权利要求2所述的一种自调整支护状态的液压支架，其特征在于：所述第四横梁(704)设置在横梁座(5)的上方，所述
4.根据权利要求1所述的一种自调整支护状态的液压支架，其特征在于：在所述支架顶梁(6)的前方设有纵向调节装置(2)，所述纵向调节装置(2)包括顶推油缸(21)，所述顶推油缸(21)铰接在支架顶梁(6)的前端，所述顶推油缸(21)前端设有顶推块(23)，所述顶推块(23)作用于前一单元支架(1)的支架顶梁(6)后端，所述顶推油缸(21)上铰接有偏转油缸(22)的活塞，所述偏转油缸(22)的缸筒通过支撑座铰接在支架顶梁(6)的前端，且与所述顶推油缸(21)的铰接点不在一个水平面上。
5.根据权利要求3所述的一种自调整支护状态的液压支架，其特征在于：所述第四横梁(704)与支撑托(504)之间为圆弧接触，且所述支撑托(504)半径大于第四横梁(704)半径。
6.根据权利要求3所述的一种自调整支护状态的液压支架，其特征在于：所述第四横梁(704)的端头设有推拉杆(705)，在两个所述连接立柱(501)对称位置上设有推拉耳(505)，所述推拉杆(705)位于推拉耳(505)内。
7.根据权利要求6所述的一种自调整支护状态的液压支架，其特征在于：所述连接立柱(501)与推拉耳(505)之间的距离大于推拉杆(705)的直径；同时，推拉耳(505)的上下长度应当大于等高油缸(503)的调节范围。
8.根据权利要求1所述的一种自调整支护状态的液压支架，其特征在于：两架所述单元支架(1)内侧设置与支架底座(3)铰接的防倾覆装置(4)，防倾覆装置(4)包括底部承载板(401)和防侧翻千斤顶(402)，其中防侧翻千斤顶(402)设有缸筒凸耳(403)和活塞杆凸耳(404)，缸筒凸耳(403)与支架底座(3)上的内耳座(301)配合，并通过圆柱销进行固定，活塞杆凸耳(404)与底部承载板(401)上的耳座(405)配合，并通过圆柱销进行固定；两架单元支架(1)外侧设置侧向吸能装置(11)，包括吸能底板(1101)、吸能构件(1102)、吸能顶板(1103)、侧向吸能装置凸耳(1104)和安装肋板(1105)；其中吸能底板(1101)与安装肋板(1105)焊接，安装肋板(1105)底端设置安装孔与支架底座(3)上设置的下耳座(303)配合，并通过圆柱销进行固定；安装肋板(1105)上端设置的侧向吸能装置凸耳(1104)与抱紧装置上设置的外耳座(302)配合，通过圆柱销进行固定。
9.根据权利要求1-8所述任意一种自调整支护状态的液压支架，本专利技术还提供一种自调整支护状态的液压支架的自调控方法，其特征在于：包括支护角度自调整，具体为：
10.根据权利要求9所述的一种自调整支护状态的液压支架的自调控方法，其特征在于：还包括伸缩横梁(7)水平调整，具体为：通过控制等高油缸(504)进行伸缩，从通过支撑托(505)带动伸缩横梁(7)进行升降，使得左右两个支撑托(505)等高，进一步使得伸缩横梁(7)保证水平。
...【技术特征摘要】
1.一种自调整支护状态的液压支架，其特征在于：包括单元支架(1)和伸缩横梁(7)，在所述单元支架(1)的上方设有支架顶梁(6)，所述支架顶梁(6)的上方设置矩形凹槽；在巷道两侧均设有单元支架(1)，两架所述单元支架(1)之间通过伸缩横梁(7)连接，所述伸缩横梁(7)可任意调节两架单元支架(1)之间的距离，同时，两架所述单元支架(1)与伸缩横梁(7)组成框架结构；在所述单元支架(1)支撑立柱上设有陀螺仪传感器，通过陀螺仪传感器能够检测到单元支架(1)是否发生倾斜，通过伸缩横梁(7)可对单元支架(1)横向倾斜角度进行调整。
2.根据权利要求1所述的一种自调整支护状态的液压支架，其特征在于：所述伸缩横梁(7)包括第一横梁(701)，所述第一横梁(701)内部设有可伸缩的第二横梁(702)，所述第二横梁(702)内部设有可伸缩的第三横梁(703)，所述第三横梁(703)的外侧焊接第四横梁(704)，所述第四横梁(704)设置在支架顶梁(6)下方。
3.根据权利要求2所述的一种自调整支护状态的液压支架，其特征在于：所述第四横梁(704)设置在横梁座(5)的上方，所述横梁座(5)包括两个连接立柱(501)，两个所述连接立柱(501)下方铰接有连接底座(502)，且两个所述连接立柱(501)的上部与支架顶梁(6)的下方铰接，所述连接底座(502)内部设有等高油缸(503)，所述等高油缸(503)上方设有支撑托(504)，所述第四横梁(704)设置在支撑托(504)上。
4.根据权利要求1所述的一种自调整支护状态的液压支架，其特征在于：在所述支架顶梁(6)的前方设有纵向调节装置(2)，所述纵向调节装置(2)包括顶推油缸(21)，所述顶推油缸(21)铰接在支架顶梁(6)的前端，所述顶推油缸(21)前端设有顶推块(23)，所述顶推块(23)作用于前一单元支架(1)的支架顶梁(6)后端，所述顶推油缸(21)上铰接有偏转油缸(22)的活塞，所述偏转油缸(22)的缸筒通过支撑座铰接在支架顶梁(6)的前端，且与所述顶推油缸(21)的铰接点不在一个水平面上。
5.根据权利要求3所述的一种自调整支护状态的液压支架，其特征在于：所述第四横梁(704)与支...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵立克，潘一山，李宏斌，肖永惠，张学启，罗浩，胡树伟，姜昕健，吴明明，丁树丛，
申请(专利权)人：内蒙古伊泰广联煤化有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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