1.本实用新型属于井下煤炭安全开采技术领域，特别涉及一种井下煤矿巷道掘进面超前支架。
背景技术：
2.目前我国能源大部分仍然来自于煤炭，包括化工、电力、冶炼等行业都离不开煤炭。所以如何保证煤炭的高效、安全开采至关重要。井下煤炭的开采机械化程度己达80％以上，掘进机械化程度己达95％以上，而掘进工作面临时超前支护仍是个薄弱环节，大部分矿井采用前探梁临时管理掘进后踝露的巷道顶板，虽然形式多样，但工作效率较低，存在安全隐患，效果不佳。
技术实现要素：
3.本实用新型的目的是提供一种井下煤矿巷道掘进面超前支架，通过前立柱和后立柱的交替升降并配合推移伸缩杆的伸缩来实现在巷道中的前移和对掘进面的支护，进而解决现有利用临时超前探梁对掘进巷道顶板进行支护时效率低下、支护不可靠的问题。
4.本实用新型是这样实现的：
5.一种井下煤矿巷道掘进面超前支架，包括前部支架、后部支架和能纵向伸缩运动的推移组件，所述前部支架和后部支架分别通过升降机构安装在推移组件前后两端，前部支架用于支撑煤巷的巷道顶板，后部支架辅助前部支架支撑巷道顶板；所述前部支架和后部支架下端均为伸缩支架。
6.优选的，所述前部支架包括安装在煤巷两侧的两个前立柱，两个前立柱通过能拆卸的前柱套安装在推移组件的前端，通过打开和夹紧前柱套来升降前立柱，前立柱下端为伸缩端。
7.优选的，所述后部支架包括安装在煤巷两侧的两个后立柱，两个后立柱通过能拆卸的后柱套安装在推移组件的后端，通过打开和夹紧后柱套来升降后立柱，后立柱下端为伸缩端。
8.优选的，所述前部支架还包括前辅助千斤顶和用于支撑煤巷的巷道顶板的支架顶梁，两个前辅助千斤顶分别通过安装夹套固定在前柱套上，所述支架顶梁固定在两个前辅助千斤顶顶部，能对煤巷的巷道顶板提供辅助支撑。
9.优选的，所述后部支架还包括后辅助千斤顶和后连接梁，两个后辅助千斤顶分别通过安装夹套固定在后柱套上，所述后连接梁固定在两个后辅助千斤顶顶部，对煤巷的巷道顶板提供辅助支撑。
10.优选的，所述推移组件包括内滑移梁、外滑移套和伸缩装置，内滑移梁能前后滑动的嵌套在外滑移套内，所述前立柱和后立柱分别通过相应的柱套安装在内滑移梁和外滑移套端部，所述伸缩装置安装在内滑移梁和外滑移套之间，用于驱动内滑移梁和外滑移套相对前后运动。
11.优选的，所述伸缩装置为液压杆或者电动推杆。
12.本实用新型有益效果是：本实用新型提供的这种井下煤矿巷道掘进面超前支架，能有效提高现有巷道掘进顶面的支护效率和支护可靠性，保证一线矿工的更加高效安全的开采。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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它的附图。
14.图1为本实用新型实施例提供的一种井下煤矿巷道掘进面超前支架的整体结构示意图；
15.图2为本实用新型实施例提供的一种井下煤矿巷道掘进面超前支架在巷道中前移时的工作流程图。
16.图中：1-前立柱，2-前辅助千斤顶，3-后立柱，4-后辅助千斤顶，5-外滑移套，6-伸缩装置，7-支架顶梁，8-内滑移梁，9-后柱套，10-前柱套，11-后连接梁，12-安装夹套，13-巷道底板。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.本实用新型实施例提供了一种井下煤矿巷道掘进面超前支架，包括前部支架、后部支架和纵向伸缩运动的推移组件，所述前部支架和后部支架分别通过升降机构安装在推移组件前后两端，使得前部支架和后部支架共同构成对巷道的支撑架；所述前部支架和后部支架下端均为伸缩支架。具体的：
19.如图1所示，所述前部支架面朝巷道掘进方向，前部支架包括前立柱1和支架顶梁7，所述前立柱1有两个，对称设置在巷道的两侧，所述支架顶梁7安装在两个前立柱1顶部，用于支撑煤巷的巷道顶板(图中未画出)，所述支架顶梁7的长度与巷道底板13的宽度相当，所述后部支架包括一对后立柱3，所述后立柱3与所述前立柱1的结构相同，均为可伸缩立柱，具体采用的是一种长度可调的伸缩杆，伸缩杆的下端为伸缩端，从而使所述前部支架和后部支架的为伸缩支架；所述前立柱1和所述后立柱3上部分别还可拆卸设置有前柱套10和后柱套9，所述前柱套10和所述后柱套9均采用的是与所述伸缩杆相配合的套筒，使得所述伸缩杆还能在一定程度上能够沿着所述套筒上下滑动，并且套筒上还设有锁紧机构(比如可以采用顶紧螺栓锁紧或者将套筒设计为抱箍结构)，通过打开和夹紧所述套筒能对所述伸缩杆和所述套筒的相对高度进行调节；当需要对井下煤矿巷道掘进面进行支护时，升高前立柱1，伸长其下端，使得并使前立柱1底部支撑在巷道底板13上，顶部的支架顶梁7顶在巷道顶部的掘进面，对巷道顶板进行支撑，后立柱3伸长后与后连接梁11一起起到辅助支撑
作用。
20.如图1所示，所述前立柱1与所述后立柱3之间通过推移组件相连，具体的，所述推移组件包括内滑移梁8、外滑移套5和伸缩装置6，所述内滑移梁8的一端垂直固定在所述前立柱1上的前柱套10的外壁上，另一端嵌套在所述外滑移套5内，并且能沿着所述外滑移套5前后滑动，所述外滑移套5的另一端垂直固定在后立柱3上的后柱套9上，所述伸缩装置6安装在所述内滑移梁8和所述外滑移套5之间，其两端分别与所述内滑移梁8和所述外滑移套5的自由端固定相连，所述伸缩装置6具体为液压杆或者电动推杆，用于驱动所述内滑移梁8和所述外滑移套5相对前后运动；当需要在井下煤矿巷道中前移时，通过控制所述前立柱1和所述后立柱3的交替升降并配合所述推移伸缩杆的伸缩，从而实现整个装置在巷道中的前移。值得一提的是，去除所述内滑移梁8和外滑移套5，直接将所述前立柱1与所述后立柱3通过伸缩装置6相连也能驱动超前支架在巷道中前移，本实施例只是作为一种优选实施例，通过设置所述内滑移梁8和外滑移套5，能有效减小所述伸缩装置6在工作时承受的弯曲应力，从而提高整个装置的结构强度。
21.如图1所示，在本实用新型实施例中，为了保证本实施例提供的这种井下煤矿巷道掘进面超前支架在巷道中前移时的稳定性，所述井下煤矿巷道掘进面超前支架还包括前辅助千斤顶2和后辅助千斤顶4，所述前辅助千斤顶2和所述后辅助千斤顶4均竖直安装，用于辅助所述前立柱1和所述后立柱3对巷道掘进面进行支撑，其中所述前辅助千斤顶2通过安装夹套12固定在所述前柱套10上，其伸缩端与所述支架顶梁7相连；所述后辅助千斤顶4通过安装夹套12固定在所述后柱套9上，两个后辅助千斤顶4的伸缩端通过后连接梁11相连。
22.当需要对所述巷道掘进面进行辅助支护时，辅助千斤顶会升高，使得后连接梁11和支架顶梁7顶在巷道顶板上；当需要在巷道中前移，例如：当所述后立柱3撑起、所述前立柱1下降并下端收缩，前辅助千斤顶2收缩时，所述前支柱的底部会离开地保持悬空，会产生以后立柱3为支点的力矩，使得整个井下煤矿巷道掘进面超前支架具有倾覆风险，此时通过伸长所述后辅助千斤顶4，并使其上的后连接梁11支撑在巷道掘进面的顶面上，能给所述推移组件又提供一组向下的支反力，使所述推移组件由悬臂梁结构转换成外伸梁结构，提高前立柱1前后移动过程中的稳定性，从而有效防止超前支架在前移过程中过渡倾斜和晃动。
23.如图2所示，本实用新型提供的井下煤矿巷道掘进面超前支架在巷道中前移时的具体工作步骤如下：
24.步骤1：如图2(a)所示，正常支撑时，所述前立柱1、后支柱3、前辅助千斤顶2、后辅助千斤顶4均处于伸长状态且处于最高点，从而使得支架顶梁7对巷道掘进面进行有效的支撑。
25.步骤2：如图2(b)所示，当需要前移时，需要先收缩后后立柱3，使得后立柱3下端悬空，然后收缩后辅助千斤顶4和通过松开后柱套9下降后立柱3，脱离对巷道顶板的支撑，使所述后辅助千斤顶4和后立柱3的顶部不再接触巷道顶面，同时后立柱3下端悬空，此时可以微微顶起所述前辅助千斤顶2，防止所述后立柱3后倾。
26.步骤3：如图2(c)所示，控制所述伸缩装置6伸收缩，使所述后立柱3和后辅助千斤顶4前移一段距离。
27.步骤4：如图2(d)所示，升高所述后立柱3与所述后柱套9的相对高度并进行固定，下放所述后立柱3的下端，使得后立柱3下端着地，升高所述后辅助千斤顶4，使得后连接梁
11支撑在巷道顶面上。
28.步骤5：如图2(e)所示，先收缩前立柱1，使得前立柱1下端悬空，然后收缩前辅助千斤顶2和通过松开前柱套12下降前立柱1，使得前立柱1和所述前辅助千斤顶2顶部脱离对巷道顶板的支撑，并前立柱1下端悬空，同时可以进一步调整后辅助千斤顶4的高度，防止所述前立柱1前倾。
29.步骤6：如图2(f)所示，随后控制所述伸缩装置6伸长，推动所述前立柱1和前辅助千斤顶2前移一段距离；
30.步骤7、如图2(a)所示，升高所述前立柱1和所述前辅助千斤顶2支撑巷道掘进面的顶面，然后下放前立柱1下端支撑在巷道底面，完成对巷道的正常支撑，如果需要再次移动，可以重复步骤2至步骤7，就可以实现在井下煤矿巷道中逐步前移。
31.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。技术特征：
1.一种井下煤矿巷道掘进面超前支架，其特征在于：包括前部支架、后部支架和纵向伸缩运动的推移组件，所述前部支架和后部支架分别通过升降机构安装在推移组件前后两端，前部支架用于支撑煤巷的巷道顶板，后部支架辅助前部支架支撑巷道顶板；所述前部支架和后部支架下端均为伸缩支架；所述前部支架包括安装在煤巷两侧的两个前立柱，两个前立柱通过能拆卸的前柱套安装在推移组件的前端，通过打开和夹紧前柱套来升降前立柱，前立柱下端为伸缩端。2.如权利要求1所述的一种井下煤矿巷道掘进面超前支架，其特征在于：所述后部支架包括安装在煤巷两侧的两个后立柱，两个后立柱通过能拆卸的后柱套安装在推移组件的后端，通过打开和夹紧后柱套来升降后立柱，后立柱下端为伸缩端。3.如权利要求2所述的一种井下煤矿巷道掘进面超前支架，其特征在于：所述前部支架还包括前辅助千斤顶和用于支撑煤巷的巷道顶板的支架顶梁，两个前辅助千斤顶分别通过安装夹套固定在前柱套上，所述支架顶梁固定在两个前辅助千斤顶顶部，能对煤巷的巷道顶板提供辅助支撑。4.如权利要求3所述的一种井下煤矿巷道掘进面超前支架，其特征在于：所述后部支架还包括后辅助千斤顶和后连接梁，两个后辅助千斤顶分别通过安装夹套固定在后柱套上，所述后连接梁固定在两个后辅助千斤顶顶部，对煤巷的巷道顶板提供辅助支撑。5.如权利要求4所述的一种井下煤矿巷道掘进面超前支架，其特征在于：所述推移组件包括内滑移梁、外滑移套和伸缩装置，内滑移梁能前后滑动的嵌套在外滑移套内，所述前立柱和后立柱分别通过相应的柱套安装在内滑移梁和外滑移套端部，所述伸缩装置安装在内滑移梁和外滑移套之间，用于驱动内滑移梁和外滑移套相对前后运动。6.如权利要求5所述的一种井下煤矿巷道掘进面超前支架，其特征在于：所述伸缩装置为液压杆或者电动推杆。
技术总结
本实用新型公开了一种井下煤矿巷道掘进面超前支架，包括前部支架、后部支架和纵向伸缩运动的推移组件，前部支架和后部支架分别通过升降机构安装在推移组件前后两端，后部支架辅助前部支架支撑巷道顶板；所述前部支架包括安装在煤巷两侧的两个前立柱，前立柱下端为伸缩端；所述后部支架包括安装在煤巷两侧的两个后立柱，后立柱下端为伸缩端。通过前立柱和后立柱的交替升降并配合所述推移组件的伸缩来实现在巷道中的前移和对掘进面的支护。本实用新型有效解决现有掘进巷道顶板进行支撑过程中利用临时超前探梁进行支护，效率低下、支护不可靠和对一线矿工生命安全威胁大的问题，提升我国煤炭开采的效率和安全。升我国煤炭开采的效率和安全。升我国煤炭开采的效率和安全。
技术研发人员：马长凯 张国治 马婉倩 马娟
受保护的技术使用者：马长凯
技术研发日：2021.10.21
技术公布日：2022/6/10
声明：
“井下煤矿巷道掘进面超前支架的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：马长凯
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2024年07月26日 ~ 28日 
