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一种缓冲式矿用支护设备及支护方法


技术摘要:
本发明公开一种缓冲式矿用支护设备,包括液压系统和多个缓冲支护装置,缓冲支护装置包括第一底座,第一底座上端的第一主框架内依次设有第一液压支柱、缓冲器和第二液压支柱,第一液压支柱和第二液压支柱的上端设有浮动顶梁;第一液压支柱、第二液压支柱分别通过第一液  全部
背景技术:
超前支架是煤炭开采工作面端巷最重要的支护设备,其在支护过程中可有效抵抗 工作面超前扰动,控制围岩变形,为端巷煤机设备、人员通行提供安全作业空间。冲击地压 是井下开采时,造成工作面支护失稳的重大动力灾害之一。当冲击地压发生时,采煤工作面 围岩体会在瞬间释放出巨大能量,对支护装备造成严重冲击,严重影响工作面的安全生产。 因此如何有效地控制、降低冲击地压产生的巨大冲击灾害是保障工作面安全开采的关键。 现有的超前支架(包涵工作面综采支架)在冲击压力来临期间,均依靠支架配备的安全阀溢 流进行卸压防冲,而实际使用时由于弹簧式安全阀的时滞效应,导致冲击压力来临瞬间,安 全阀并不能迅速开启,从而导致支架立柱内封闭油液迅速升高,造成爆缸伤架、飞阀伤人等 一系列问题。 中国专利文献ZL  201310470864.5及论文文献[矿用缓冲吸能装置及其填充材料 试验研究]、[防冲支架的核心吸能构件设计与吸能性能研究]均公布了一种超前支架用破 坏式防冲吸能结构,通过吸能结构的变形、破断,实现对顶板冲击压力的性能、缓冲,该方式 虽然能在一定程度上缓解顶板冲击压力,但一旦冲击来压发生且吸能结构破坏后,支架即 不再能继续工作。因此有必要设计一种抗冲击支架及缓冲器,确保支架在冲击压力出现后 仍能继续有效支护顶板。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种缓冲式矿用支护设备,该矿用支护设备支护安全效果 好,卸压防护更好,预警迅速并且后期维修方便。 本发明为了实现上述目的,采用的技术解决方案是: 一种缓冲式矿用支护设备,包括液压系统和多个缓冲支护装置,每相邻的两个缓 冲支护装置通过第一过渡板组件相连;缓冲支护装置包括第一底座,第一底座上设有第一 主框架,第一主框架内从左到右依次设有第一液压支柱、缓冲器和第二液压支柱,第一液压 支柱和第二液压支柱的上端设有浮动顶梁; 液压系统包括液压泵站,液压泵站通过分别通过第一液压输送油管、第二液压输 送油管与第一液压支柱、第二液压支柱连接,第一液压支柱通过第一液压缓冲油管与缓冲 器连接,第二液压支柱通过第二液压缓冲油管与缓冲器连接; 缓冲器包括缓冲缸体和设在缓冲缸体内的活动缸组件,缓冲缸体的上端连有缓冲 缸盖,缓冲缸盖的下端连有导向柱,导向柱的中部连有第一缓冲限位销,第一缓冲限位销上 方的导向柱上依次套有限位卡箍和第一限位弹簧,缓冲缸盖和限位卡箍之间连有拉线式传 感器;导向柱的下部连有第二缓冲限位销;活动缸组件包括活动缸筒和连接在活动缸筒下 端的活动缸塞,活动缸筒套在导向柱外并通过第二缓冲限位销与导向柱定位连接。 5 CN 111594235 A 说 明 书 2/7 页 优选的,所述第一底座呈长方形板状,每个第一底座上连接有两组第一过渡板组 件,两组第一过渡连接板分被连接在第一底座的左部和右部上; 第一过渡板组件包括第一上过渡连接板和第一下过渡撑板,第一上过渡连接板连 接在第一底座的上端并且与第一主框架的侧端固连;第一下过渡撑板连接在第一上过渡连 接板的下端并且与第一底座的侧壁固连; 第一上过渡连接板和第一下过渡撑板上均开设有第一过渡板销孔,每相邻的两个 第一过渡板组件通过设在第一过渡板销孔内的第一过渡连接杆组件连接。 优选的,所述第一主框架包括第一外方形框板,第一外方形框板内的第一底座上 设置有第一加强隔断板和第二加强隔断板,第一底座上设有第一安装凹槽、第二安装凹槽 和第三安装凹槽; 第二安装凹槽位于第一加强隔断板和第二加强隔断板之间,第一安装凹槽位于第 一加强隔断板左侧,第三安装凹槽位于第二加强隔断板右侧;缓冲缸体安装在第二安装凹 槽内并通过第一缸体定位轴销与第一底座定位连接。 优选的,所述第一液压支柱的下部安装在第一安装凹槽内,第一液压支柱的底部 通过第一定位轴销与第一底座连接,第一液压支柱的中部通过第一限位抱卡与第一加强隔 断板连接; 第二液压支柱的下部安装在第三安装凹槽内,第二液压支柱的底部通过第二定位 轴销与第一底座连接,第二液压支柱的上部通过第二限位抱卡与第二加强隔断板连接。 优选的,所述浮动顶梁包括顶梁主板和连接在顶梁主板外的主板结构加强皮层, 顶梁主板的下端面开设有两个顶梁板凹槽,第一液压支柱和第二液压支柱均通过顶梁板凹 槽与顶梁主板定位连接; 所述缓冲缸体的下部上开设有零压回油孔,零压回油孔内设置有回油孔闭合塞。 优选的,所述缓冲缸体为上端开口的圆形壳,缓冲缸盖包括上缓冲盖板部和下缓 冲旋入部,下缓冲旋入部螺旋连接在缓冲缸体内,上缓冲盖板部卡接在缓冲缸体的上端面 上;所述缓冲缸盖的右部上开设有第一通气孔; 拉线式传感器包括第一感应器本体,第一感应器本体连接在下缓冲旋入部的下 端,第一感应器本体通过第一拉线与设置在限位卡箍上的第一感应器定位块连接。 优选的,所述限位卡箍包括第一卡箍限位管和连接在第一卡箍限位管上部外端的 第一卡箍限位环,第一卡箍限位管套在导向柱上后与第一缓冲限位销连接; 所述导向柱的中部开设有用于第一缓冲限位销穿过的第一导向柱通孔,第一卡箍 限位管的下端开设有用于卡接第一缓冲限位销的第一卡箍卡槽; 所述第一限位弹簧为圆弹簧,第一限位弹簧位于第一卡箍限位环和缓冲缸盖之 间。 优选的,所述导向柱呈圆形柱状,导向柱的下部上开设有用于第二缓冲限位销穿 过的第二导向柱通孔; 所述活动缸筒呈圆筒状,活动缸筒的内径值大于导向柱的外径值,活动缸筒的上 部开设有用于第二缓冲限位销穿过的第一缸筒定位孔;第二缓冲限位销穿过第一缸筒定位 孔和第一缸筒定位孔后将活动缸筒定位; 所述活动缸塞呈圆板状,活动缸塞的外壁与缓冲缸体的内壁相接,活动缸塞的外 6 CN 111594235 A 说 明 书 3/7 页 壁和缓冲缸体的内壁之间设有缸筒密封环。 优选的,所述液压泵站至少有一个,每个液压泵站上连接多个第一液压输送油管 和多个第二液压输送油管,第一液压输送油管上串接有第一液压油安全阀,第二液压输送 油管上串接有第二液压油安全阀; 第一液压缓冲油管上串接有第一电磁启闭阀,第一液压缓冲油管上串接有第一电 磁启闭阀。 本发明的目的在于提供一种矿用巷道支护方法,该支护方法不仅可对巷道进行安 全有效的支护,并且预警效果好。 本发明为了实现上述目的,采用的技术解决方案是: 一种矿用巷道支护方法,采用上述缓冲式矿用支护设备,具体包括如下步骤: 步骤A,提供多个缓冲支护装置,将多个缓冲支护装置放置在需要支护的区域,每 相邻的两个缓冲支护装置通过第一过渡板组件相连; 步骤B,将液压泵站与多个缓冲支护装置连接,打开第一液压油安全阀和第二液压 油安全阀,液压泵站通过第一液压输送油管和第二液压输送油管为第一液压支柱和第二液 压支柱输入液压油充能,第一液压支柱和第二液压支柱的伸出轴带动浮动顶梁上升; 步骤C,当第一液压支柱和第二液压支柱输入液压油充能的过程前,工作人员通过 与缓冲式矿用支护设备配套的电气控制系统控制第一电磁启闭阀和第一电磁启闭阀关闭; 当第一液压支柱和第二液压支柱输入液压油充能完成后,第一电磁启闭阀和第一电磁启闭 阀打开,第一液压支柱和第二液压支柱内的一小部分液压油进入到活动缸塞下方的缓冲缸 体内; 步骤D,当浮动顶梁受到过载压力后,第一液压支柱和第二液压支柱内的液压油逐 步的进入到活动缸塞下方的缓冲缸体内,活动缸筒依次顶断第二缓冲限位销和第一缓冲限 位销后与限位卡箍相接; 步骤E,此时压缩状态的第一限位弹簧不再受第一缓冲限位销的限位约束,压缩状 态的第一限位弹簧将带动拉线式传感器及限位卡箍进行伸出动作; 步骤F,拉线式传感器响应后,首先向电气控制系统中传递警示信号,提醒支护设 备作业人员前来检修;同时,输出反馈控制信号,关闭电磁启闭阀,从而断开缓冲器与第一 液压支柱、第二液压支柱的连接; 步骤G,使用工具卸下回油孔闭合塞,通过零压回油孔卸除缓冲器内内高压油液, 然后更换缓冲器内损坏的部件。 本发明的有益效果是: 上述缓冲式矿用支护设备,设置有多个缓冲支护装置,多个缓冲支护装置连接定 位简单,并且加工方便。该缓冲支护装置中,首先设置有新型的底座及其连接框架结构,可 对新型的缓冲器和液压支柱进行良好的定位。设置有新型的缓冲器,该缓冲器可以对液压 支柱承受的瞬时峰值冲击压力的缓冲泄压,同时该装置可实现卸压后的报警功能以及实现 液压支柱卸压后继续对浮动顶梁进行有效支撑。本发明中的矿用巷道支护方法,采用缓冲 式矿用支护设备,可更安全方便的完成支护工作,并且可迅速的完成后期的支护预警及安 全隐患的排除。 7 CN 111594235 A 说 明 书 4/7 页 附图说明 为了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是缓冲式矿用支护设备整体结构示意图。 图2是缓冲支护装置整体结构等轴测示意图。 图3是缓冲支护装置整体结构正视示意图。 图4是第一液压支柱、缓冲器和第二液压支柱连接结构正视示意图。 图5是导向柱和第一限位弹簧连接结构正视示意图。 图6是导向柱和第一限位弹簧连接结构等轴测示意图
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