CN111304974A - 采煤工作面超前支护范围辅助运输装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及采矿技术领域，特别涉及一种采煤工作面超前支护范围辅助运输装置，具体的，该装置包括轨道机构、滑动机构、框架机构、吊挂机构和承载机构，轨道机构通过吊挂机构悬挂于巷道顶板下，滑动机构设置于轨道机构上，框架机构设置于滑动机构上，框架机构下部设置承载机构；该装置解决了目前落地式辅助运输装备受巷道底臌因素影响严重、机构复杂、故障点较多、所配备的电气设备在回风侧也不利于管理和维护的问题，本发明对降低采煤工作面超前支护工人工劳动强度、提高作业人员的作业安全系数、降低人工成本具有重要意义。

Description

采煤工作面超前支护范围辅助运输装置

技术领域

本发明涉及采矿技术领域，特别涉及一种采煤工作面超前支护范围辅助运输装置。

背景技术

《煤矿安全规程》第97条规定：“采煤工作面所有安全出口与巷道连接处超前压力影响范围内必须加强支护，且加强支护的巷道长度不得小于20m”。受相邻的上一个采煤工作面一次超前压力影响和本采煤工作面二次超前压力影响后，采煤工作面回风侧安全出口与巷道连接处，矿压显现范围一般都较大，且巷道底臌明显。此类现场条件（包括通常情况下），处于超前压力影响范围的巷道目前多采用单体液压支柱进行加强支护，这种加强支护方式操作简单，安全可靠。

目前所采用的上述加强支护方式却给巷道内的机械运输带来了一些不便。具体体现在如下。

第一，超前支护范围，大型机械无法展开作业；采煤工作面多数物资比较笨重，且多数物资都要从回风侧进出采煤工作面，这需要采用人工扛运的方式将物资运进及运出回风侧超前支护范围，更增加了作业人员的人工劳动强度。

第二，采煤工作面每推进1米，超前支护工就要回撤4-8根单体液压支柱，这些回撤的单体液压支柱，都需要人工扛运到超支护范围以外，再重新支设起来，进行循环使用；1根单体液压支柱重量约140千克，人工扛运的劳动强度极高，经常出现作业人员扭伤腰部的情况，长时间作业的还容易出现腰椎间盘突出情况。

第三，超前压力影响后，超前支护范围的巷道底板多底臌明显，起伏不定，人员行走比较困难，不利于作业人员的人工扛运重物作业。

第四，因人工劳动强度极高，回风侧超前支护范围作业人员一般配置4-5人，单体液压支柱钻底严重时，配置6人以上。

针对以上存在的问题，目前的采用单体液压支柱进行加强支护方式对巷道内的机械运输提出了的挑战，为了能够保证巷道内超前支护范围内的机械运输的高效性，就需要对相应的运输方式进行改进。

发明内容

本发明的目的在于解决目前的处于超前压力影响范围的巷道内的机械运输所存在的问题，提供一种采煤工作面超前支护范围辅助运输装置，通过该运输装置来解决上述的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种采煤工作面超前支护范围辅助运输装置，包括轨道机构、滑动机构、框架机构、吊挂机构和承载机构，轨道机构通过吊挂机构悬挂于巷道顶板下，滑动机构设置于轨道机构上，框架机构设置于滑动机构上，框架机构下部设置承载机构；

吊挂机构，悬挂于巷道顶板下；

轨道机构，包括工字钢轨道，工字钢轨道贯穿超前支护范围，工字钢轨道上设置有吊环，吊环悬挂于吊挂机构上；

滑动机构，包括设置于工字钢轨道上的两组滑轮组合，滑轮组合下设置滑动座，两个滑动座下部设置滑动连接座；

框架机构，包括框架主体，框架主体上部具有两个框架连接头，两个框架连接头分别与一个滑动机构上的工字钢连接座相连，框架主体下部设置有承载连接部；

承载机构，悬挂于承载连接部上。

进一步的，工字钢轨道由若干根工字钢连接而成，工字钢上设置有工字钢连接头和工字钢连接座；钢连接头和工字钢连接座配合连接。

进一步的，工字钢连接头包括分别设置于工字钢顶部和底部的两个连接板；连接板上设置有销孔；工字钢连接座包括分别设置于工字钢顶部和底部的两对连接夹板，连接夹板间隔设置，其间距与连接板相配，连接夹板上设置有相应的销孔。

进一步的，工字钢底部还设置有挡板座，挡板座上设置有挡板体。

进一步的，滑动机构中，滑轮组合包括两个滑动轮，分别置于工字钢的两侧，滑动轮上设置对应的滑动座，滑动座下垂；两个滑动座底部设置对应的滑动连接座，滑动连接座上设置有滑动连接部。

进一步的，框架机构中，两个框架连接头设置于框架主体上方，且间隔设置，两个框架连接头分别与位于两个滑动连接座上的滑动连接部相连，框架连接头与主体对应的下方设置承载连接部，承载连接部上设置有吊挂连接孔。

进一步的，吊挂机构包括吊钩、连接机构和链条，吊钩设置于连接机构上，然后通过链条与另一个设置有吊钩的连接机构相连。

进一步的，连接机构为U形结构，链条通过销轴结构设置于连接机构上。

进一步的，承载机构包括承载本体，其上部具有承载钩，承载钩悬挂于吊挂连接孔上，承载本体上设置有若干承载挂钩。

本发明的有益效果是：解决了目前落地式辅助运输装备受巷道底臌因素影响严重、机构复杂、故障点较多、所配备的电气设备在回风侧也不利于管理和维护的问题。

本申请中的装置不受巷道各种因素影响，尤其是巷道底臌因素，这对提高作业人员作业安全非常有利，可以明显提高现场作业安全系数。与采用锚杆悬吊工字钢轨道的轨道运输设备相比，本发明操作简单，投入成本极低，而且采用可重复利用的吊挂装置替代了悬吊锚杆，降低了投入成本。本申请的装置为采煤工作面单体液压支柱、柱鞋、柱帽、钢梁、各种设备备件等常用物资进出采煤工作面超前支护范围提供了一种有效的解决方法。同时，该装置还对显著降低采煤工作面超前支护工人工劳动强度、提高作业人员的作业安全系数、降低人工成本具有重要意义。

附图说明

图1给出的是本发明的轨道机构的结构示意图。

图2给出的是本发明的轨道机构的结构示意图中的部分剖视图。

图3给出的是本发明的滑动机构与工字钢轨道的配合结构示意图。

图4给出的是本发明的框架机构的结构示意图。

图5给出的是本发明的吊挂机构的结构示意图。

图6给出的是本发明的承载机构的结构示意图。

图中：100轨道机构，101工字钢轨道，102吊环，103工字钢连接头，104工字钢连接座，105连接板，106销孔，107连接夹板，108挡板座，109挡板体，200滑动机构，201滑动轮，202滑动座，203滑动连接座，204滑动连接部，300框架机构，301框架主体，302框架连接头，303承载连接部，304吊挂连接孔，400吊挂机构，401吊钩，402连接机构，403链条，500承载机构，501承载本体，502承载钩，503承载挂钩。

具体实施方式

现在将进一步细化基于附图所示的代表性实施方案。应当理解，以下描述并非旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反，其旨在涵盖可被包括在由所附权利要求限定的所述实施方案的实质和范围内的替代形式、修改形式和等同形式。

在以下的详细描述中，参考了形成说明书的一部分的附图，并且在附图中以举例说明的方式示出了根据所述实施方案的具体实施方案。尽管足够详细地描述了这些实施例以使得本领域的技术人员能够实施所述实施例，但应当理解，这些实例不是限制性的，使得可以使用其它实例并且可在不脱离所述实施例的实质和范围的情况下做出相应的修改。

具体的，参考图1、图2、图3、图4、图5和图6，图1-图6给出了一种采煤工作面超前支护范围辅助运输装置，具体的，该装置包括轨道机构100、滑动机构200、框架机构、吊挂机构和承载机构，轨道机构100通过吊挂机构悬挂于巷道顶板下，滑动机构200设置于轨道机构100上，框架机构设置于滑动机构200上，框架机构下部设置承载机构。

更具体的如下设置。

吊挂机构400，如图5所示，悬挂于巷道顶板下；吊挂机构400包括吊钩401、连接机构402和链条403，吊钩401设置于连接机构402上，然后通过链条403与另一个设置有吊钩401的连接机构402相连。连接机构402为U形结构，链条403通过销轴结构设置于连接机构402上。

轨道机构100，图1和图2所示，包括工字钢轨道101，工字钢轨道101贯穿超前支护范围，工字钢轨道101上设置有吊环102，吊环102悬挂于吊挂机构400上；工字钢轨道101由若干根工字钢连接而成，工字钢上设置有工字钢连接头103和工字钢连接座104；钢连接头和工字钢连接座104配合连接。工字钢连接头103包括分别设置于工字钢顶部和底部的两个连接板105；连接板105上设置有销孔106；工字钢连接座104包括分别设置于工字钢顶部和底部的两对连接夹板107，连接夹板107间隔设置，其间距与连接板105相配，连接夹板107上设置有相应的销孔106。工字钢底部还设置有挡板座108，挡板座108上设置有挡板体109。

滑动机构200，如图3所示，包括设置于工字钢轨道101上的两组滑轮组合，滑轮组合下设置滑动座202，两个滑动座202下部设置滑动连接座203；滑轮组合包括两个滑动轮201，分别置于工字钢的两侧，滑动轮201上设置对应的滑动座202，滑动座202下垂；两个滑动座202底部设置对应的滑动连接座203，滑动连接座203上设置有滑动连接部204。滑动座202上设置有挡销孔106，用于插入挡销轴，从而与上述的挡板体109配合，用于使滑动机构200停在某个位置。

框架机构300，如图4所示，包括框架主体301，框架主体301上部具有两个框架连接头302，两个框架连接头302分别与一个滑动机构200上的工字钢连接座104相连，框架主体301下部设置有承载连接部303；两个框架连接头302设置于框架主体301上方，且间隔设置，两个框架连接头302分别与位于两个滑动连接座203上的滑动连接部204相连，框架连接头302与主体对应的下方设置承载连接部303，承载连接部303上设置有吊挂连接孔304。

承载机构500，如图6所示，悬挂于承载连接部303上。承载机构500包括承载本体501，其上部具有承载钩502，承载钩502悬挂于吊挂连接孔304上，承载本体501上设置有若干承载挂钩503。

在具体的实例中，数根对接的工字钢轨道101贯穿整个超前支护范围，数根对接的工字钢轨道101上安装有2个滑轮小车作为滑动机构200，2个滑轮小车的滑动连接座203上对接1个框架机构300，框架机构300的2个吊挂连接孔304上各挂1个承载机构500，数根对接的工字钢轨道101的外端和里端分别对接一个滑轮防脱连接座，数根对接的工字钢轨道101通过对应数量的吊挂机构400悬吊于巷道顶板下。滑轮防脱连接座结构与工字钢连接头103和工字钢连接座104的结构相同，在二者上插上相应的销轴达到限位的作用，防止滑动机构200由轨道机构100的两侧脱落。

结合图1-图6，在图1-图6中对应相应的部件，在采煤工作面回风侧的煤壁以外1-3米处，到超前支护范围以外2-6米范围的巷道中，沿巷道方向悬吊一组由工字钢制作的轨道，再在工字钢轨道的上、下平面之间套上一组滑动小车，在滑动小车下面连接一个连接框架（框架机构），在连接框架的下端挂上承载吊钩（承载机构），利用人工辅助牵引连接框架的方式，带动滑动小车在超前支护范围内进行循环往复运动，进而将需要通过超前支护范围的各种物资运进、运出超前支护范围。

采用可以重复利用的吊挂机构来悬吊工字钢轨道：每根工字钢轨道的长度为3米，其上平面按间距1米均匀设置有3个吊环，每个吊环上可以挂1个吊挂机构，吊挂机构的使用数量通常为工字钢轨道根数的3倍；吊挂机构主要包括吊钩、连接机构和链条，吊钩设置于连接机构上，然后通过链条与另一个设置有吊钩的连接机构相连。连接机构为U形结构，链条通过销轴结构设置于连接机构上。即可实现安全、高效、快速拆装链条及调整链条长短；使用时，将吊挂机构一端的吊钩挂在巷道顶板的点焊金属网的网筋交叉处，另一端的吊钩挂在工字钢轨道的吊环上，调整好链条长度即可，这就省去了打设吊挂锚杆的环节，降低了成本。

在数根对接的工字钢轨道的外端和里端，分别安装有一个便于快速拆装的滑轮防脱连接座，可以有效防止滑轮小车从工字钢轨道上脱落。

在每根工字钢轨道的底部设置有1个挡板座和1个挡板：在滑动小车的挡销孔中插入销子，配合工字钢轨道下平面设置的挡板座和挡板，在起伏巷道中可以使滑轮小车安全稳定的停在任意一根工字钢轨道上。

使用要求：第一，该超前支护范围辅助运输装置，每次运送总载荷不超过1000千克的4根单体液压支柱及其附件，或者其他总重量不超过1000千克的物资；第二，该超前支护范围辅助运输装置，适用于起伏坡度不超过3°的近水平锚网索支护巷道，且有单体液压支柱等支架对运输范围进行了加强支护；第三，该超前支护范围辅助运输装置的运输距离以不超出超前支护范围6米为宜；第四，人工辅助运输期间，移动滑轮小车时手不得脱离连接框架，禁止放“飞车”，运行速度不得超过3.5米/秒；倾斜坡度人工辅助运输时，必须在每根单轨吊下面的上坡方向安装上挡板，并在滑轮小车的挡销孔中插入对应规格的销子，以防滑轮小车自由滑动。

设计说明：单个吊挂机构载重2000千克，每根单轨吊上配套3个吊挂机构；每个吊挂机构焊接点的抗剪切强度为20千牛以上（即承载大于2000千克）；每根单轨吊重量约39千克，连同附属装置约55千克；顶板钢筋网采用6.5mm钢筋焊接制作，钢筋的抗剪切强度约222-236MPa（取抗拉强度的0.577倍，抗拉强度385-410MPa），相当于706-897kg力，悬吊点选择在纵横钢筋交叉位置，其承载力范围为1412-1794kg；安全系数，运送4棵单体液压支柱时为7.82，运送其他不超过1000千克的物资时为4.56；人工辅助牵引力约42-565千牛。

察哈素煤矿31313采煤工作面回风超前支护范围实施例

（1）超前支护范围辅助运输装置的安装

第一步准备工作：一是确定安装范围，一般距离采煤工作面煤壁1-3米位置开始向外安装工字钢轨道，终端（外端）位置距离超前支护范围2-6米即可；二是确定安装位置，一般安装在靠近巷道开采帮一侧的两排单体液压支柱之间，两排单体液压支柱的排距1.0-1.2米为宜；三是根据作业人员的作业习惯和运输对象确定工字钢轨道的悬吊高度，一般距离巷道底板2.0-2.3米为宜；四是准备好超前支护范围辅助运输装置的各组件。

第二步调整单体液压支柱的排距：以满足安装工字钢轨道、运输物资、人员安全通行为准。

第三步安装吊挂装置：沿巷道方向，吊挂机构要挂在两排单体液压支柱的中间；垂直巷道方向，吊挂机构要处于相邻两棵单体液压支柱柱头的连线上；将吊挂机构一端的吊钩挂在巷道顶板点焊金属网的纵横筋交叉点上，调整链条的长度，然后把对应规格的销子插入连接机构的销孔中，吊挂机构的间距为1.0米。

第四步组装工字钢轨道：一般由外向里逐根进行安装；将第一根工字钢轨道上的3个吊环挂在对应的吊挂装置悬空的吊钩）上，调整吊挂机构的链条，使3个吊挂机构均匀受力即可；对接第二根工字钢轨道，安装相应规格的销子进行固定，再如上所述进行悬吊；对接外端滑轮防脱连接座，并安装相应规格的销子进行固定；先安装上2个滑轮小车，再在滑轮小车的滑动连接座上对接连接框架机构，并安装相应规格的销子进行固定，接着将承载吊钩（承载机构）挂在连接框架的吊钩连接孔上；如上所述，一边运输各组件，一边逐一对接工字钢轨道，直至距离采煤工作面煤壁1-3米位置为止；对接里端滑轮防脱连接座，安装相应规格的销子进行固定；根据巷道坡度情况，确定是否安装挡板体及安装挡板体的方向。

第五步收尾：检查吊挂机构受理是否均匀，检查各个销子是否可靠、齐全，检查里端和外端滑轮防脱连接座是否安全有效，清理现场。

备注：登高作业时请规范佩戴保险带；安装作业时3个人为宜。

（2）日常使用中工字钢轨道的拆装：当里端的工字钢轨道可能影响采煤机截割时，就要提前拆除1根工字钢轨道。

第一步：稳定好滑轮小车，依次拆除里端的滑轮防脱连接座、最里端1根工字钢轨道、3个吊挂装置，再安装好里端的滑轮防脱连接座。

第二步：人工辅助牵引，将拆下来的工字钢轨道运至超前支护范围以外。

第三步：按照要求吊挂好刚拆除的3个吊挂机构；然后稳定好滑轮小车，拆除外端的滑轮防脱连接座，再安装上刚拆除的1根工字钢轨道，最后安装上外端的滑轮防脱连接座。

第四步：收尾，检查工字钢轨道、里端和外端的滑轮防脱连接座安装是否固定可靠，吊挂装置是否可靠，清理现场。

（3）日常使用说明：在符合上述本发明使用要求的前提下，通过人工辅助牵引的方式，推动滑轮小车进行循环运动，附带将需要进出超前支护范围的各种物资安全、高效、快速的运进或运出超前支护范围。

为了便于进行解释，上述描述中使用特定命名以提供对所述实施方案的彻底理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，实施上述实施方案不需要这些具体细节。因此，出于说明和描述的目的呈现了对本文所述的具体实施方案的上述描述。其目的并非在于穷举或将实施方案限制到所公开的具体精确形式。对于本领域技术人员而言显而易见的是，在上述教导内容的基础，还能够进行一定的修改、组合和以及变型。

Claims (9)

1.一种采煤工作面超前支护范围辅助运输装置，其特征在于：包括轨道机构、滑动机构、框架机构、吊挂机构和承载机构，轨道机构通过吊挂机构悬挂于巷道顶板下，滑动机构设置于轨道机构上，框架机构设置于滑动机构上，框架机构下部设置承载机构；

吊挂机构，悬挂于巷道顶板下；

轨道机构，包括工字钢轨道，工字钢轨道贯穿超前支护范围，工字钢轨道上设置有吊环，吊环悬挂于吊挂机构上；

滑动机构，包括设置于工字钢轨道上的两组滑轮组合，滑轮组合下设置滑动座，两个滑动座下部设置滑动连接座；

框架机构，包括框架主体，框架主体上部具有两个框架连接头，两个框架连接头分别与一个滑动机构上的工字钢连接座相连，框架主体下部设置有承载连接部；

承载机构，悬挂于承载连接部上。

2.根据权利要求1所述的采煤工作面超前支护范围辅助运输装置，其特征在于：工字钢轨道由若干根工字钢连接而成，工字钢上设置有工字钢连接头和工字钢连接座；钢连接头和工字钢连接座配合连接。

3.根据权利要求2所述的采煤工作面超前支护范围辅助运输装置，其特征在于：工字钢连接头包括分别设置于工字钢顶部和底部的两个连接板；连接板上设置有销孔；工字钢连接座包括分别设置于工字钢顶部和底部的两对连接夹板，连接夹板间隔设置，其间距与连接板相配，连接夹板上设置有相应的销孔。

4.根据权利要求3所述的采煤工作面超前支护范围辅助运输装置，其特征在于：工字钢底部还设置有挡板座，挡板座上设置有挡板体。

5.根据权利要求1所述的采煤工作面超前支护范围辅助运输装置，其特征在于：滑动机构中，滑轮组合包括两个滑动轮，分别置于工字钢的两侧，滑动轮上设置对应的滑动座，滑动座下垂；两个滑动座底部设置对应的滑动连接座，滑动连接座上设置有滑动连接部。

6.根据权利要求5所述的采煤工作面超前支护范围辅助运输装置，其特征在于：框架机构中，两个框架连接头设置于框架主体上方，且间隔设置，两个框架连接头分别与位于两个滑动连接座上的滑动连接部相连，框架连接头与主体对应的下方设置承载连接部，承载连接部上设置有吊挂连接孔。

7.根据权利要求1所述的采煤工作面超前支护范围辅助运输装置，其特征在于：吊挂机构包括吊钩、连接机构和链条，吊钩设置于连接机构上，然后通过链条与另一个设置有吊钩的连接机构相连。

8.根据权利要求7所述的采煤工作面超前支护范围辅助运输装置，其特征在于：连接机构为U形结构，链条通过销轴结构设置于连接机构上。

9.根据权利要求6所述的采煤工作面超前支护范围辅助运输装置，其特征在于：承载机构包括承载本体，其上部具有承载钩，承载钩悬挂于吊挂连接孔上，承载本体上设置有若干承载挂钩。

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