一种防抗能力高的煤矿巷道支护加固装置

技术领域

本发明涉及煤矿巷道支护技术领域，尤其涉及一种防抗能力高的煤矿巷道支护加固装置。

背景技术

近年来,随着煤矿开采深度白的增加和机械水平的提高，回采巷道断面逐渐增大，矿山压力逐渐增大。目前的支护装置抗弯和抗扭力弱，当压力增大到一定程度后，容易出现扭斜、压弯、变形等破坏现象，支护效果差差，不能很好地维护巷道围岩体的稳定，棚腿易受侧压作用变曲成半圆形,导致巷道底宽变窄，支护安全系数低,容易发生人身和顶板事故，而且目前的支护只对巷道顶部及帮部进行支护,对底板毫无支护作用，这样在使用时会造成严重的底鼓现象。

专利号为CN204436415U的专利提出了一种种煤矿巷道支护装置，包括拱形棚、加固棚和反底拱，拱形棚设置于加固棚上方，反底拱设置于加固棚下方，拱形棚包括拱形梁和对称设置的支柱，支柱的顶端设有凹槽，拱形梁的两端设在凹槽处，拱形梁与支柱上端弯曲连接，支柱的下端向外侧倾斜，加固棚包括横梁和棚腿，横梁由两根U29型钢通过U29型卡子连接组成，棚腿包括伸缩柱和中空套简，伸缩柱与中空套筒嵌套连接，所述反底拱设置在巷道底板下方，反底拱与巷道底板之间设有填充层，填充层为矸石。

该方案有由于支护装置各组件之间通过焊接或者螺栓的方式进行固定，使得施工难度较大,且由于煤矿巷道内部环境较为潮湿，组件之间的焊接部位容易发生腐蚀，使得强度变低，容易发生变形，螺栓也容易产生锈蚀，给后续的维护造成困难。

发明内容

为了解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供一种防抗能力高的煤矿巷道支护加固装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种防抗能力高的煤矿巷道支护加固装置，包括固定支架、调节支架和支撑拱，所述调节支架固定在固定支架的顶端，支撑拱的底端固定有插销，调节支架的顶端固定有定位套筒，插销延伸至定位套筒内，且定位套筒的外侧设有快速锁紧机构；

所述快速锁紧机构包括水平设置的锁紧片，锁紧片通过安装支架转动安装在定位套筒的四周，安装支架设有多个，且每个安装支架上安装有多个锁紧片，多个锁紧片在安装支架的上方等距分布，定位套筒和插销上分别设有相互对应的第一锁紧槽和第二锁紧槽，第一锁紧槽和第二锁紧槽与锁紧片匹配。

优选地，所述定位套筒的外部转动安装有圆环，圆环的顶端固定有齿圈，齿圈的内圈与外圈均设有啮合齿，且安装支架的底端安装有第一直齿轮，第一直齿轮与锁紧片固定在同一根转轴上，第一直齿轮与齿圈的内圈啮合。

优选地，所述调节支架上转动安装有水平驱动轴和竖直驱动轴，水平驱动轴的外部固定有第一锥齿轮，竖直驱动轴的顶端固定有第二直齿轮，第二直齿轮与齿圈的外圈啮合。

优选地，所述竖直驱动轴的底端固定有第二锥齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，水平驱动轴的一端固定有转动把手。

优选地，所述调节支架的顶端安装有旋转支撑机构，所述旋转支撑机构包括多根支撑柱，多根支撑柱环形均匀分布在定位套筒的四周，支撑柱的顶端转动安装有支撑滚轮，圆环的外侧开设有环形凹槽，滚轮延伸至环形凹槽内。

优选地，所述支撑柱的顶端顶端开设有多个安装槽，安装槽内安装有滚珠，安装槽在支撑柱的顶端环形均匀分布。

优选地，所述固定支架的顶端固定有多个支撑导向条，调节支架的底端开设有多个与支撑导向条对应的缺口，支撑导向条的顶端活动延伸至缺口内，固定支架与调节支架之间设有高度锁定机构。

优选地，所述高度锁定机构包括调节支架上开设的多个水平设置的第一凹槽，第一凹槽在竖直方向上等距分布，支撑导向条上开设有多个水平设置的第二凹槽，第二凹槽在竖直方向上等距分布，位于同一水平高度的第一凹槽和第二凹槽内穿插有限位条。

优选地，所述第一凹槽与第二凹槽的宽通相同，且第二凹槽的宽度大于第一凹槽和第二凹槽的宽度，限位条通过螺栓固定。

优选地，所述调节支架、支撑拱和支撑导向条上均开设有膨胀螺栓安装孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、调节支架能够在固定支架的顶端上下滑动，并在能够在合适的位置锁定住，从而能够根据实际需求来适应不同尺寸的煤矿巷道，支撑拱与调节支架之间通过快速锁紧机构来进行锁定，能够方便的进行安装和拆卸，降低施工难度，组合时，将插销插入到定位套筒内；

2、当驱动锁紧片相对于装支架转动时，驱动锁紧片能够转动至第一锁紧槽和第二锁紧槽，从而将第一锁紧槽和第二锁紧槽填充，且驱动锁紧片设有多组，能够分担支撑拱受力时在各个方向上产生的压力，不仅能够快速的锁紧和松开，且锁紧之后，能够经受住不同方向的压力，稳定坚固；

3、通过转动把手能够省力方便的转动水平驱动轴，从而带动第一锥齿轮转动，再通过第一锥齿轮与第二锥齿轮的啮合即可带动竖直驱动轴和第二直齿轮转动，从而能够通过第二直齿轮与齿圈的啮合来带动驱动圆环转动，从而达到，手动驱动转动把手即可达到锁定和松开的目的；

4、在安装时，可通过气缸来推动调节支架升级移动，升级移动的过程中，支撑导向条始终保持在缺口内滑动，调节至合适高度，通过高度锁定机构锁定住调节支架与固定支架的相对位置，通过将限位条插入至第一凹槽和第二凹槽内，即可自阻止支撑导向条继续相对于缺口内滑动，从而能够达到锁定高度的目的，限位条与第一凹槽和第二凹槽采用过盈配合的方式，在安装限位条，可通过锤子敲击的方式将限位条安装在第一凹槽和第二凹槽内，然后再拧紧螺栓即可完成固定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的主视图；

图2为图1中A位置放大剖视图；

图3为本发明的第一视角立体爆炸图；

图4为本发明的第二视角立体图；

图5为本发明的仰视图；

图6为本发明的剖视图；

图7为图6中B位置放大剖视图；

图8为本发明的第三视角立体图；

图9为图8中C位置放大细节图；

图10为本发明的快速锁紧机构放大细节图；

图11为本发明的快速锁紧机构爆炸图；

图12为本发明的圆环与滚轮配合关系第一视角放大示意图；

图13为本发明的圆环与滚轮配合关系第二视角放大示意图；

图中：1、固定支架；101、支撑导向条；102、第二凹槽；103、限位条；104、螺栓；2、调节支架；201、第一凹槽；202、膨胀螺栓安装孔；203、定位套筒；204、安装支架；205、锁紧片；206、第一锁紧槽；207、第一直齿轮；3、支撑拱；301、插销；302、第二锁紧槽；4、水平驱动轴；401、转动把手；402、第一锥齿轮；403、第二锥齿轮；404、竖直驱动轴；405、第二直齿轮；5、圆环；501、齿圈；502、环形凹槽；6、支撑柱；601、滚轮；602、滚珠。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参照图1、10和11，一种防抗能力高的煤矿巷道支护加固装置，包括固定支架1、调节支架2和支撑拱3，调节支架2固定在固定支架1的顶端，支撑拱3的底端固定有插销301，调节支架2的顶端固定有定位套筒203，插销301延伸至定位套筒203内，且定位套筒203的外侧设有快速锁紧机构；

调节支架2能够在固定支架1的顶端上下滑动，并在能够在合适的位置锁定住，从而能够根据实际需求来适应不同尺寸的煤矿巷道，支撑拱3与调节支架2之间通过快速锁紧机构来进行锁定，能够方便的进行安装和拆卸，降低施工难度，组合时，将插销301插入到定位套筒203内；

快速锁紧机构包括水平设置的锁紧片205，锁紧片205通过安装支架204转动安装在定位套筒203的四周，安装支架204设有多个，且每个安装支架204上安装有多个锁紧片205，多个锁紧片205在安装支架204的上方等距分布，定位套筒203和插销301上分别设有相互对应的第一锁紧槽206和第二锁紧槽302，第一锁紧槽206和第二锁紧槽302与锁紧片205匹配；

当驱动锁紧片205相对于装支架204转动时，驱动锁紧片205能够转动至第一锁紧槽206和第二锁紧槽302，从而将第一锁紧槽206和第二锁紧槽302填充，且驱动锁紧片205设有多组，能够分担支撑拱3受力时在各个方向上产生的压力，不仅能够快速的锁紧和松开，且锁紧之后，能够经受住不同方向的压力，稳定坚固。

实施例2

参照图10和图11，本实施例与实施例1的区别在于，所述定位套筒203的外部转动安装有圆环5，圆环5的顶端固定有齿圈501，齿圈501的内圈与外圈均设有啮合齿，且安装支架204的底端安装有第一直齿轮207，第一直齿轮207与锁紧片205固定在同一根转轴上，第一直齿轮207与齿圈501的内圈啮合；

当圆环5转动时，能够通过齿圈501与第一直齿轮207的啮合同步的带动多个锁紧片205转动，从而能够达到锁定和松开的目的。

为了驱动圆环5转动，所述调节支架2上转动安装有水平驱动轴4和竖直驱动轴404，水平驱动轴4的外部固定有第一锥齿轮402，竖直驱动轴404的顶端固定有第二直齿轮405，第二直齿轮405与齿圈501的外圈啮合，竖直驱动轴404的底端固定有第二锥齿轮403，第二锥齿轮403与第一锥齿轮402啮合，水平驱动轴4的一端固定有转动把手401；

通过转动把手401能够省力方便的转动水平驱动轴4，从而带动第一锥齿轮402转动，再通过第一锥齿轮402与第二锥齿轮403的啮合即可带动竖直驱动轴404和第二直齿轮405转动，从而能够通过第二直齿轮405与齿圈501的啮合来带动驱动圆环5转动，从而达到，手动驱动转动把手401即可达到锁定和松开的目的。

实施例3

参照图12和图13，本实施例与实施例2的区别在于，调节支架2的顶端安装有旋转支撑机构，旋转支撑机构包括多根支撑柱6，多根支撑柱6环形均匀分布在定位套筒203的四周，支撑柱6的顶端转动安装有支撑滚轮601，圆环5的外侧开设有环形凹槽502，滚轮601延伸至环形凹槽502内；

通过滚轮601的支撑，由于滚轮601卡在环形凹槽502内，能够保证圆环5在转动时不会产生较大的阻力，且滚轮601能够对圆环5产生限位作用，使得圆环5在转动的过程中不会脱离滚轮601的束缚，能够始终的限定在几个滚轮601之间。

为了降低滚轮601与圆环5之间产生的摩擦力，支撑柱6的顶端顶端开设有多个安装槽，安装槽内安装有滚珠602，安装槽在支撑柱6的顶端环形均匀分布。

实施例4

参照图1-6，本实施例与实施例1的区别在于，固定支架1的顶端固定有多个支撑导向条101，调节支架2的底端开设有多个与支撑导向条101对应的缺口，支撑导向条101的顶端活动延伸至缺口内，固定支架1与调节支架2之间设有高度锁定机构；

在安装时，可通过气缸来推动调节支架2升级移动，升级移动的过程中，支撑导向条101始终保持在缺口内滑动，调节至合适高度，通过高度锁定机构锁定住调节支架2与固定支架1的相对位置；

高度锁定机构包括调节支架2上开设的多个水平设置的第一凹槽201，第一凹槽201在竖直方向上等距分布，支撑导向条101上开设有多个水平设置的第二凹槽102，第二凹槽102在竖直方向上等距分布，位于同一水平高度的第一凹槽201和第二凹槽102内穿插有限位条103；

通过将限位条103插入至第一凹槽201和第二凹槽102内，即可自阻止支撑导向条101继续相对于缺口内滑动，从而能够达到锁定高度的目的。

其中，第一凹槽201与第二凹槽102的宽通相同，且第二凹槽102的宽度大于第一凹槽201和第二凹槽102的宽度，限位条103通过螺栓104固定，限位条103与第一凹槽201和第二凹槽102采用过盈配合的方式，在安装限位条103，可通过锤子敲击的方式将限位条103安装在第一凹槽201和第二凹槽102内，然后再拧紧螺栓104即可完成固定。

实施例5

参照图3-6，调节支架2、支撑拱3和支撑导向条101上均开设有膨胀螺栓安装孔202，当固定好加固装置后，在膨胀螺栓安装孔202内打上膨胀螺栓，即可完成支撑加固。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，电源的提供也属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和电路连接。

以上所述，仅为本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本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。