一种适用于煤矿巷道坚硬顶板的破矸装置的制作方法

1.本发明涉及一种煤矿机械，具体的说，涉及了一种适用于煤矿巷道坚硬顶板的破矸装置。


背景技术：

2.目前，我国采煤工作面采空区顶板处理的方法主要以直接垮落法为主，当顶板比较坚硬时，长壁工作面的来压步距大，周期悬顶长，可达60m左右，突然垮落时将对采场设备和人员造成严重威胁。坚硬顶板下，初次来压和周期来压步距大，容易造成工作面的支架压死、临空巷道变形破坏，严重影响煤矿安全高效生产。
3.为了解决坚硬顶板问题，目前常用的方式是在两侧巷道内，在坚硬顶板上钻孔，采用爆破或者水压致裂方式控制矿压。爆破方式为超前工作面一定距离，在工作面上、下巷道中向顶板打深孔，采用炸药爆破，对坚硬完整岩层进行预裂，使其来压或断裂步距缩短。水压致裂方式为超前工作面煤壁向坚硬岩层预注高压水致裂和软化顶板，即在工作面前方预先向坚硬岩层钻孔实施高压注水，利用高压水压裂和长时间浸泡软化坚硬岩层，达到缩短来压或断裂步距的目的。
4.但是以上方法均为宏观控制方法，预测和控制的精度较差，经常出现破碎过度和破碎不足的问题，破碎过度时会导致顶板破碎冒漏和煤壁片帮，造成采场顶板和煤壁管理的困难；破碎不足时效果不明显。
5.为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。


技术实现要素：

6.本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种能够定点量化控制顶板，通过破碎顶板诱导工作面垮落、控制来压步距，从而减少悬顶的适用于煤矿巷道坚硬顶板的破矸装置。
7.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种适用于煤矿巷道坚硬顶板的破矸装置，包括端头支架底座、支撑梁、第一调向油缸、第二调向油缸、导轨架和破顶立柱，所述端头支架底座的侧面安装有铰接座，所述支撑梁的一端铰接在所述铰接座上，所述支撑梁的另一端与所述导轨架的底端铰接；所述第一调向油缸的两端分别铰接在所述端头支架底座和所述支撑梁上，以便调整所述支撑梁的水平角度；所述第二调向油缸的两端分别铰接在所述支撑梁和所述导轨架上，以便调整所述导轨架的竖向角度；所述导轨架顶部设置有支撑板、侧面平行设置有滑竿，所述破顶立柱的柱头上安装有冲头，所述破顶立柱的缸筒外侧对应所述滑竿设置有滑套，所述支撑板对应所述破顶立柱的活柱开设有通孔，所述破顶立柱缩回状态下，所述冲头的底部压在位于所述通孔周围的支撑板上。
8.基于上述，所述破顶立柱的缸筒外侧套设有卡箍，所述滑套固定在所述卡箍上。
9.基于上述，所述支撑梁包括连接在一起的弯折段和平直段，所述弯折段的端部铰接在所述铰接座上，所述弯折段朝向远离所述端头支架底座的方向弯折，所述平直段的端
部与所述导轨架的底端铰接，所述第一调向油缸位于所述平直段和所述端头支架底座之间的缝隙中。
10.本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明将破矸装置集成在端头液压支架上，在破顶作业中，通过控制所述第一调向油缸、所述第二调向油缸能够调节所述破顶立柱的水平位置和竖向角度，实现对破顶位置的定点锁定，然后，控制所述破顶立柱伸长，随着所述滑套在所述滑竿上的滑动，所述破顶立柱的缸筒底部先顶在巷道底面上，这样能够为冲顶提供充足的支撑力，所述破顶立柱的活柱再向上伸出，驱动所述冲头完成冲顶动作，后续再通过不断调节冲顶角度，直到完成破顶作业，最后，所述破顶立柱缩回，所述破顶立柱的活柱上的冲头先压在所述支撑板上，再拉动所述破顶立柱的缸筒抬离底面，使其在综采工作面推进过程中，能够跟随端头液压支架前移。
附图说明
11.图1是本发明中适用于煤矿巷道坚硬顶板的破矸装置的结构示意图。
12.图2是本发明中适用于煤矿巷道坚硬顶板的破矸装置的俯视图。
13.图中：1. 端头支架底座；2. 支撑梁；3. 第一调向油缸；4. 第二调向油缸；5. 导轨架；6. 破顶立柱；7. 支撑板；8. 滑竿；9. 冲头；10. 滑套；11. 铰接座；12. 卡箍；13. 巷道；21. 弯折段；22. 平直段。
具体实施方式
14.下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
15.如图1和图2所示，一种适用于煤矿巷道坚硬顶板的破矸装置，包括端头支架底座1（即端头液压支架的底座）、支撑梁2、第一调向油缸3、第二调向油缸4、导轨架5和破顶立柱6，所述端头支架底座1的侧面安装有铰接座11，所述支撑梁2的一端铰接在所述铰接座11上，所述支撑梁2的另一端与所述导轨架5的底端铰接；所述第一调向油缸3的两端分别铰接在所述端头支架底座1和所述支撑梁2上，以便调整所述支撑梁2的水平角度；所述第二调向油缸4的两端分别铰接在所述支撑梁2和所述导轨架5上，以便调整所述导轨架5的竖向角度。
16.所述导轨架5顶部设置有支撑板7、侧面平行设置有滑竿8，所述破顶立柱6的柱头上安装有冲头9，所述破顶立柱6的缸筒外侧套设有卡箍12，所述卡箍12的外侧固定有滑套10，滑套10滑设在滑竿8上，所述支撑板7对应所述破顶立柱6的活柱开设有通孔，所述破顶立柱6缩回状态下，所述冲头9的底部压在位于所述通孔周围的支撑板7上。
17.端头液压支架靠近巷道壁13的一侧空间比较狭小，为了能够适用于该狭小空间，所述支撑梁2包括连接在一起的弯折段21和平直段22，所述弯折段21的端部铰接在所述铰接座11上，所述弯折段21朝向远离所述端头支架底座1的方向弯折，所述平直段22的端部与所述导轨架5的底端铰接，所述第一调向油缸3位于所述平直段22和所述端头支架底座1之间的缝隙中，这样在第一调向油缸3缩回时，平直段22基本能够贴设在端头支架底座1侧面，使结构更加紧凑，从而适用于端头液压支架靠近巷道13壁一侧的狭小空间。
18.工作原理：先将该破矸装置安装在端头液压支架靠近巷道13的一侧，在破顶作业中，通过控
制所述第一调向油缸3、所述第二调向油缸4伸缩，调节所述破顶立柱6的水平位置和竖向角度，实现对破顶位置的定点锁定，然后，控制所述破顶立柱6伸长，随着所述滑套10在所述滑竿8上的滑动，所述破顶立柱6的缸筒底部先顶在巷道13底面上，这样能够为冲顶提供充足的支撑力，所述破顶立柱6的活柱再向上伸出，驱动所述冲头9完成冲顶动作，后续再通过不断调节冲顶角度，直到完成破顶作业，最后，所述破顶立柱6缩回，所述破顶立柱6的活柱上的冲头9先压在所述支撑板7上，再拉动所述破顶立柱6的缸筒抬离底面，使其在综采工作面推进过程中，能够跟随端头液压支架前移。
19.最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。


技术特征：
1.一种适用于煤矿巷道坚硬顶板的破矸装置，其特征在于：包括端头支架底座、支撑梁、第一调向油缸、第二调向油缸、导轨架和破顶立柱，所述端头支架底座的侧面安装有铰接座，所述支撑梁的一端铰接在所述铰接座上，所述支撑梁的另一端与所述导轨架的底端铰接；所述第一调向油缸的两端分别铰接在所述端头支架底座和所述支撑梁上，以便调整所述支撑梁的水平角度；所述第二调向油缸的两端分别铰接在所述支撑梁和所述导轨架上，以便调整所述导轨架的竖向角度；所述导轨架顶部设置有支撑板、侧面平行设置有滑竿，所述破顶立柱的柱头上安装有冲头，所述破顶立柱的缸筒外侧对应所述滑竿设置有滑套，所述支撑板对应所述破顶立柱的活柱开设有通孔，所述破顶立柱缩回状态下，所述冲头的底部压在位于所述通孔周围的支撑板上。2.根据权利要求1所述的适用于煤矿巷道坚硬顶板的破矸装置，其特征在于：所述破顶立柱的缸筒外侧套设有卡箍，所述滑套固定在所述卡箍上。3.根据权利要求1或2所述的适用于煤矿巷道坚硬顶板的破矸装置，其特征在于：所述支撑梁包括连接在一起的弯折段和平直段，所述弯折段的端部铰接在所述铰接座上，所述弯折段朝向远离所述端头支架底座的方向弯折，所述平直段的端部与所述导轨架的底端铰接，所述第一调向油缸位于所述平直段和所述端头支架底座之间的缝隙中。

技术总结
本发明提供了一种适用于煤矿巷道坚硬顶板的破矸装置，包括端头支架底座、支撑梁、第一调向油缸、第二调向油缸、导轨架和破顶立柱，端头支架底座的侧面安装有铰接座，支撑梁的一端铰接在铰接座上，支撑梁的另一端与导轨架的底端铰接；第一调向油缸的两端分别铰接在端头支架底座和支撑梁上，以便调整支撑梁的水平角度；第二调向油缸的两端分别铰接在支撑梁和导轨架上，以便调整导轨架的竖向角度；导轨架顶部设置有支撑板、侧面平行设置有滑竿，破顶立柱的柱头上安装有冲头，破顶立柱的缸筒外侧对应滑竿设置有滑套，支撑板对应破顶立柱的活柱开设有通孔，破顶立柱缩回状态下，冲头的底部压在位于通孔周围的支撑板上。压在位于通孔周围的支撑板上。压在位于通孔周围的支撑板上。


技术研发人员：杨俊哲 原长锁 王挨荣 许联航 贺安民 王旭峰 满洋 李文君
受保护的技术使用者：中国神华能源股份有限公司神东煤炭分公司
技术研发日：2022.07.28
技术公布日：2022/11/15