一种采煤工作面过火成岩回采超前主动支护装置

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，具体为一种采煤工作面过火成岩回采超前主动支护装置。

背景技术

在采煤工作面处，也就是在煤的开采过程中，可能会遇到火成岩。由于火成岩的坚硬和整体性，它在采煤过程中会形成较多的凹凸不平区域，这样就会对采煤工作带来一些困难。比如顶板破碎、采煤难度增加以及超强主动支护调整移动困难等。此外，目前应用的超前液压支架在进行不断移动进行支撑时，容易造成对顶板的过度扰动和破碎以及整体顶梁结构的改变。回采巷道顶板、底面为不平整，支撑压力分布不均匀，容易造成接触区域瞬间冲击或比压过大而破碎，进而影响周围锚杆构件的预紧力，增加了回采作业过程的危险性。

因此，有必要提供一种采煤工作面过火成岩回采超前主动支护装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种采煤工作面过火成岩回采超前主动支护装置，包括支护底板、支护顶板，所述支护底板前后平行设置两组并通过前后推进液压缸进行连接调控，支护底板上至少安装两组升降液压缸一，升降液压缸一底端与支护底板铰接连接，位于所述支护底板上的升降液压缸一顶端铰接安装支护顶板，且所述支护顶板和支护底板上分别安装有用于锁固支护采煤工作面上下岩层的岩层锁固机构；

左右侧相邻所述支护底板还通过左右推进液压缸进行连接调控，左右推进液压缸与支护底板采用铰接连接并可前后活动摆动。

其中，所述岩层锁固机构包括固定侧板，其一端与支护底板或支护顶板固定装配，其另一端固定有与支护底板或支护顶板垂直设置的升降液压缸二，所述升降液压缸二输出端固定有电机，电机输出转轴上固定有装配块，装配块上固定有六角凸头；

所述固定侧板上还安装有螺杆存置架，螺杆存置架上预置有垂直指向支护底板或支护顶板的锁固螺杆，且锁固螺杆一端设有可与六角凸头配合卡固的六角凹槽。

其中，所述螺杆存置架包括与固定侧板固定装配的存置横杆，存置横杆上设有十字腔，十字腔上滑动安装存置多个锁固螺杆，位于十字腔一端的存置横杆上设有与十字腔连通的方形腔孔，且装配块初始位置嵌入背离锁固螺杆的方形腔孔一端侧，位于十字腔另一端的存置横杆上安装有压缩弹簧，压缩压簧上连接有与十字腔滑动配合的十字推块，所述十字推块用于推动多个所述锁固螺杆向装配块方向移动。

其中，所述装配块上设有能够与锁固螺杆磁力吸附的磁块。

其中，位于所述装配块一侧的所述锁固螺杆端头设为八棱柱头。

其中，所述支护底板底端面与采煤工作面底面之间的凹陷区域通过水泥浆液填平凝固，所述支护底板侧的锁固螺杆上端面与支护底板底端面相平齐。

其中，所述支护顶板侧的锁固螺杆下端面与采煤工作面顶面相紧贴。

其中，所述锁固螺杆轴心设有通孔。

与现有技术相比，本发明提供了一种采煤工作面过火成岩回采超前主动支护装置，具备以下有益效果：

1、本发明中通过左右推进液压缸左右伸缩调控、前后推进液压缸前后伸缩调控以及升降液压缸一上下伸缩调控，且左右推进液压缸能够在横向面上进行活动摆动，升降液压缸一能够在竖向面上进行活动摆动，便可随着采煤工作面的持续回采，能够简捷高效的完成对支护底板、支护顶板位置的调控。

2、本发明中通过在每次支护底板和支护顶板完成支护后，便及时通过岩层锁固机构将锁固螺杆嵌入岩层内部形成牵拉作用，既有利于维持岩层自身原始应力结构，又有利于起到加固岩层稳固强度的效果，从而保证回采过程中的安全性。

附图说明

图1为本发明的超前主动支护装置结构示意图；

图2为本发明的超前主动支护装置局部结构示意图；

图3为本发明的螺杆存置架局部剖视结构示意图；

图4为A-A剖视结构示意图；

图中：1、支护底板；2、支护顶板；3、升降液压缸一；4、前后推进液压缸；5、左右推进液压缸；6、岩层锁固机构；61、固定侧板；62、升降液压缸二；63、电机；64、装配块；65、六角凸头；66、磁块；67、螺杆存置架；68、锁固螺杆；671、存置横杆；672、十字腔；673、方形腔孔；674、十字推块；675、压缩弹簧；681、六角凹槽；682、通孔。

具体实施方式

参照图1-4，本发明提供一种技术方案：一种采煤工作面过火成岩回采超前主动支护装置，包括支护底板1、支护顶板2，所述支护底板1前后平行设置两组并通过前后推进液压缸4进行连接调控，支护底板1上至少安装两组升降液压缸一3，升降液压缸一3底端与支护底板1铰接连接，位于所述支护底板1上的升降液压缸一3顶端铰接安装支护顶板2，且所述支护顶板2和支护底板1上分别安装有用于锁固支护采煤工作面上下岩层的岩层锁固机构6；

左右侧相邻所述支护底板1还通过左右推进液压缸5进行连接调控，左右推进液压缸5与支护底板1采用铰接连接并可前后活动摆动；

具体地，通过左右推进液压缸左右伸缩调控、前后推进液压缸前后伸缩调控以及升降液压缸一上下伸缩调控，且左右推进液压缸能够在横向面上进行活动摆动，升降液压缸一能够在竖向面上进行活动摆动，便可随着采煤工作面的持续回采，能够简捷高效的完成对支护底板、支护顶板位置的调控。

本实施例中，在具体实施时，其包括以下步骤：结合图1所示，采煤工作面由左向右方向开采且向后侧方向进行回采，

S1：选定所需调整位置的支护底板、支护顶板，此中，如选定调整图1中所处最左侧位置支护底板、支护顶板，且图1最左侧的支护底板、支护顶板位置已被调整完成；

S2：位于前侧的升降液压缸一收缩调整，前后推进液压缸收缩调整和其右侧相邻且位于前侧的左右推进液压缸同时伸长、其左侧相邻且位于前侧的左右推进液压缸同时收缩，便可带动位于前侧的支护底板、支护顶板向后侧移动调整，并再通过升降液压缸一伸长调整，使得位于前侧的支护顶板、支护底板再次与采煤工作面上下面顶压固位；

S3：位于后侧的升降液压缸一收缩调整，前后推进液压缸伸长调整和其右侧相邻且位于后侧的左右推进液压缸同时伸长、其左侧相邻且位于前侧的左右推进液压缸同时收缩，便可带动位于后侧的支护底板、支护顶板向后侧移动调整，并再通过升降液压缸一伸长调整，使得位于后侧的支护顶板、支护底板再次与采煤工作面上下面顶压固位；

其中，通过岩层锁固机构对采煤工作面过火成岩回采的上下岩层面进行锁固，避免形成的较长置空岩层支撑力不足引起坍塌。

在上述实施例中，所述岩层锁固机构6包括固定侧板61，其一端与支护底板1或支护顶板2固定装配，其另一端固定有与支护底板1或支护顶板2垂直设置的升降液压缸二62，所述升降液压缸二62输出端固定有电机63，电机63输出转轴上固定有装配块64，装配块64上固定有六角凸头65；所述固定侧板61上还安装有螺杆存置架67，螺杆存置架67上预置有垂直指向支护底板1或支护顶板2的锁固螺杆68，且锁固螺杆68一端设有可与六角凸头65配合卡固的六角凹槽681；由于，随着回采的持续进行，支护顶板和支护底板的位置不断进行调整，因此，在支护底板和支护顶板每次脱离和再支护采煤工作面上下面时，会造成对岩层支护力的短暂消失和短暂支护，引起岩层内部结构应力的不断波动变化，容易破坏岩层自身原始应力结构；而本实施例中，则在每次支护底板和支护顶板完成支护后，便及时通过岩层锁固机构将锁固螺杆嵌入岩层内部形成牵拉作用，既有利于维持岩层自身原始应力结构，又有利于起到加固岩层稳固强度的效果，从而保证回采过程中的安全性。

在上述实施例中，所述螺杆存置架67包括与固定侧板61固定装配的存置横杆671，存置横杆671上设有十字腔672，十字腔672上滑动安装存置多个锁固螺杆68，位于十字腔672一端的存置横杆671上设有与十字腔672连通的方形腔孔673，且装配块64初始位置嵌入背离锁固螺杆68的方形腔孔673一端侧，位于十字腔672另一端的存置横杆671上安装有压缩弹簧675，压缩压簧675上连接有与十字腔672滑动配合的十字推块674，所述十字推块674用于推动多个所述锁固螺杆68向装配块64方向移动；通过螺杆存置架的设计，能够使得预存多个锁固螺杆，以便提高作业效率，且安装也较为便捷。

在上述实施例中，所述装配块64上设有能够与锁固螺杆68磁力吸附的磁块66，以便提高装配块与锁固螺杆配合的稳定性。

在上述实施例中，位于所述装配块64一侧的所述锁固螺杆68端头设为八棱柱头，以便相邻的锁固螺杆能够面面接触和锁固螺杆与十字腔腔壁面面接触滑动，有利于锁固螺杆移动放置的稳固性。

在上述实施例中，所述支护底板1底端面与采煤工作面底面之间的凹陷区域通过水泥浆液填平凝固，使得采煤工作面底面相对处于平整状态，有利于支护底板位置的移动调整，所述支护底板1侧的锁固螺杆68上端面与支护底板1底端面相平齐，也就是说，当遇到采煤工作面底面之间的凹陷区域时，锁固螺杆上端面也是与支护底板1底端面相平齐，有利于使得水泥浆液在凹陷区域的固定牢固强度。

在上述实施例中，所述支护顶板1侧的锁固螺杆68下端面与采煤工作面顶面相紧贴，对岩层进行锁固。

在上述实施例中，所述锁固螺杆68轴心设有通孔682，以便后续再次进行加固支护时，能够直接沿着通孔向岩层深处进行钻孔注浆加固，有利于降低对岩层的打孔数量，从而降低岩层内部结构的损伤。

以上所述，仅为发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。