一種掘進機托載式升降運移支架機械手的制作方法
【專利摘要】本實用新型具體公開了一種掘進機托載式升降運移支架機械手，機械手的結構包括一個支撐架，所述的支撐架上面設有一個導軌，所述的導軌上面設有一個能沿其來回運動的載架小車，所述的載架小車在驅(qū)動裝置的作用下能前、后來回運動；且在載架小車的前面設有一個由驅(qū)動裝置驅(qū)動的前后移動的移動梁。該裝置上的千斤頂采用電液控制閥，加上可視化監(jiān)測監(jiān)控，可實現(xiàn)遠程控制掘支一體化。該裝置與配套的臨時支架配合，解決了掘進工作面臨時支架的機前架設、機后回撤、前移至機前再架設的循環(huán)問題及巷道永久支護與掘進機截割平行作業(yè)問題。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種地下工程安全高效快速施工的機械化作業(yè)工藝及設備，具 體涉及一種掘進機托載式升降運移支架機械手。 一種掘進機托載式升降運移支架機械手

【背景技術】
[0002] 地下工程綜合機械化掘進施工工藝，因其安全可靠、單進效率遠高于傳統(tǒng)的炮掘 工藝，目前已被廣泛推廣應用。綜合機械化掘進施工工藝一個循環(huán)的主要耗時在于掘進機 截割和巷道支護。如何實現(xiàn)掘進機截割與巷道支護平行作業(yè)，自上個世紀五十年代至今，國 內(nèi)外采礦界進行了大量的探索，并產(chǎn)生了很多技術與裝備。其中主要的技術點涉及兩個方 面，即快速實施安全可靠的臨時支護和掘進機截割與永久支護的平行作業(yè)。
[0003] 臨時支護是為防止巷道開掘后圍巖冒落坍塌傷人，為保證永久支護作業(yè)人員的安 全而設的，對于開采深度較淺且圍巖強度高、開挖后自支撐穩(wěn)定可靠、地質(zhì)構造簡單等適合 條件，可以不作臨時支護，直接進行永久支護，一般情況下的巷道施工在巷道開挖后要先在 掘進迎頭附近實施臨時支護，在臨時支護的保護下實施巷道的永久支護。
[0004] 現(xiàn)有掘進巷道臨時支護方式主要有6種類型：
[0005] 1、傳統(tǒng)的臨時支護方式有吊環(huán)加鋼管(或?qū)к?、型鋼）等，通過前竄鋼管(或?qū)к墶?型鋼）等再加護頂材料臨時支護頂板。
[0006] 2、掘進機機架式托梁護頂方式。
[0007] 3、掘錨一體化掘進機。
[0008] 4、前后推拉式或成對交替邁步式液壓自移支架。
[0009] 5、德國研制的單軌吊架棚機。
[0010] 6、TBS遂道施工掘進機臨時支護形式。
[0011] 現(xiàn)有臨時支護存在的主要問題：
[0012] 1、傳統(tǒng)的臨時支護前竄時需人工鋪網(wǎng)、上接頂材料，勞動強度大，空頂下作業(yè)不安 全，對頂板支護力幾乎沒有，只能對作業(yè)人員起到有限的保護作用，常出現(xiàn)現(xiàn)場作業(yè)人員圖 省事、怕麻煩、不使用現(xiàn)象。
[0013] 2、掘進機機架托梁式臨時支護，鋪網(wǎng)作業(yè)仍在空頂下，支護面積達不到全斷面，機 架強度及與掘進機連接強度受限，支護力很小，實施臨時支護及永久支護時掘進機就無法 平行作業(yè)。
[0014] 3、掘錨一體化掘進機。從六十年代第一代掘錨機誕生至今已進行過兩次變革，第 三代掘錨一體化，雖然實現(xiàn)了掘錨平行作業(yè)，但錨桿空頂距大，一般在1. 2-1. 5米以上，支 護不能緊跟迎頭，所以，僅適用于釆深不大、礦壓小、圍巖條件較好的大斷面矩形或梯形巷 道，因此，一直沒有得到廣泛的推廣應用。像我國絕大部分礦區(qū)及德國、波蘭等國家開釆深 度較深，礦壓大，圍巖松軟破碎等條件，錨桿密集，甚至還需要掛網(wǎng)、錨索支護，支護工作量 大，不僅空頂距離滿足不了要求，支護時間遠大于截割時間，也很難與截割同步。
[0015] 4、前后推拉式或成對交替邁步式液壓自移支架，每一個循環(huán)對頂板反復支撐一 次，易破壞頂板，不利于對頂板的支護，頂板條件不好時，必須停機支護，不能實現(xiàn)掘進機截 割與永久支護平行作業(yè)。
[0016] 5、德國研制的單軌吊架棚機?？梢詫崿F(xiàn)永久支護的機械化操作，避免人員進入無 支護區(qū)作業(yè)，但該設備結構太復雜，外形尺寸大，只能適用于大斷面巷道施工，支護與掘進 截割在同一區(qū)域，相互干撓，影響平行作業(yè)效率。
[0017] 6、TBM巖石掘進機有敝開式、雙護盾、單護盾等，遂道施工臨時支護形式是與全斷 面截割掘進機一體化的支護方式。該支護方式掘進迎頭對頂幫的支護是通過護盾全長對圍 巖的整體支撐、收縮、前移、再支撐，反復支撐易破壞圍巖，僅適用于拐彎曲率半徑大、大斷 面、圍巖條件較好的遂道施工，遇斷層、破碎帶易被卡住。 實用新型內(nèi)容
[0018] 為了解決現(xiàn)有技術存在的問題，本實用新型具體公開了一種掘進機托載式升降運 移支架機械手。
[0019] 本實用新型采用的技術方案如下：
[0020] 一種掘進機托載式升降運移支架機械手，包括支撐架，所述的支撐架上面設有導 軌，所述的導軌上面設有一個能沿其來回運動的載架小車，所述的載架小車在驅(qū)動裝置的 作用下能前、后來回運動；且在載架小車的前面設有一個由驅(qū)動裝置驅(qū)動的前后移動的移 動梁。
[0021] 所述的支撐架為兩個相互平行的縱梁，在所述的縱梁上設有導軌，且在支撐架的 末端和中部分別設有與兩個縱梁相聯(lián)的兩個橫梁。
[0022] 所述的驅(qū)動裝置為多級伸縮千斤頂組，包括千斤頂II和千斤頂III，所述的千斤 頂II的缸體固定于橫梁III和橫梁II之間，千斤頂II的活柱驅(qū)動移動梁，實現(xiàn)移動梁與 支撐架的相對運動；所述的千斤頂III的缸體固定載架小車的底部，并在千斤頂II的兩側(cè) 分別設置一個千斤頂III，通過千斤頂III的活柱驅(qū)動，使得載架小車與移動梁能夠相對運 動。
[0023] 所述的驅(qū)動裝置為鋼絲繩滑輪牽引驅(qū)動裝置，或是鏈條齒輪牽引驅(qū)動裝置。
[0024] 所述的千斤頂II、千斤頂III均采用液壓先導閥或電液閥控制，液壓先導閥組或 電液閥組固定于掘進機上。
[0025] 所述的支撐架安裝在掘進機上，且在掘進機上設有掘進機位置聚光指示裝置。
[0026] 支撐架與掘進機的連接方式有三種形式：
[0027] 1.當支撐架為一個整體支撐架時，其底部通過平行四連桿機構、兩個千斤頂V和 兩個千斤頂VI與掘進機相連，千斤頂?shù)膬啥算q接在支撐架和掘進機上，且其中千斤頂V為 升降千斤頂，千斤頂VI為被動千斤頂；當升降千斤頂將支撐架升起后，被動千斤頂伸長，關 閉被動千斤頂?shù)慕刂归y實現(xiàn)其長度固定從而提供支撐力；在臨時支架安裝完成后，打開被 動千斤頂?shù)慕刂归y，控制支撐架的升降千斤頂實現(xiàn)支撐架的降落。
[0028] 2.當支撐架通過鉸接件與一個活動支撐架相連時，支撐架的底部通過平行四連桿 機構、升降千斤頂V與掘進機相連，活動支撐架的底部通過主動千斤頂VII與掘進機相連， 通過升降千斤頂V伸長使得支撐架到達工作位置，控制主動千斤頂VII伸長使得支撐架與 活動支撐架位于同一水平高度；在臨時支架安裝完成后，先收縮主動千斤頂VII，然后收縮 升降千斤頂V，從而實現(xiàn)支撐架與活動支撐架的降落。
[0029] 3.當支撐架通過鉸接件與一個活動支撐架相連時，支撐架的底部通過一個平行 四連桿機構、升降千斤頂V與掘進機相連，活動支撐架的底部墊設方木梁，升降千斤頂升起 支撐架，調(diào)整掘進機炮頭的高度通過方木梁支撐支撐架。
[0030] 以上三種方法均能夠?qū)崿F(xiàn)托載式升降運移支架機械手同掘進機之間的安裝固定。
[0031] 一種掘進機托載式升降運移支架機械手的掘進方法，其操作步驟為：
[0032] 步驟一：掘進機截割完成一個步距；
[0033] 步驟二：移動掘進機就位(根據(jù)掘進機位置聚光指示位置判斷）；
[0034] 步驟三：升支撐架的升降千斤頂V，將支撐架和活動支撐架移動就位；
[0035] 步驟四：升升降支架千斤頂I，降臨時支架，降升降支架千斤頂I，將臨時支架降落 在載架小車上；
[0036] 步驟五：伸運移支架千斤頂II并縮千斤頂III，將臨時支架運至臨時支護區(qū)前 端；
[0037] 步驟六：升升降支架千斤頂I，進行臨時支架的安裝；臨時支架安裝完成后，將載 架小車撤回至支撐架段；
[0038] 步驟七：降支撐架的升降千斤頂V，將支撐架和活動支撐架后撤，讓出掘進機工作 空間。
[0039] 步驟八：掘進機繼續(xù)截割。
[0040] 步驟九重復上述步驟進行下一個循環(huán)，同時，臨時支護區(qū)后端的液壓支架前移 后，立即進行永久支護。
[0041] 本實用新型的有益效果如下：
[0042] 該裝置與配套的臨時支架配合，解決了掘進工作面臨時支架的機前架設、機后回 撤、前移至機前再架設的循環(huán)問題及巷道永久支護與掘進機截割平行作業(yè)問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0043] 圖1裝置透視圖(無活動支撐架）；
[0044] 圖2裝置透視圖(含活動支撐架）；
[0045] 圖3裝置底視圖；
[0046] 圖4 (a)在臨時支架安裝時，本實用新型與掘進機第一種固定方式結構圖；
[0047] 圖4 (b)在掘進機截割裝置時，本實用新型與掘進機第一種固定方式結構圖；
[0048] 圖5 (a)在臨時支架安裝時，本實用新型與掘進機第二種固定方式結構圖；
[0049] 圖5 (b)在掘進機截割裝置時，本實用新型與掘進機第二種固定方式結構圖；
[0050] 圖6 (a)在臨時支架安裝時，本實用新型與掘進機第三種固定方式結構圖；
[0051] 圖6 (b)在掘進機截割裝置時，本實用新型與掘進機第三種固定方式結構圖；
[0052] 圖中：1支撐架，2導軌，3千斤頂II，4橫梁III，5橫梁II，6千斤頂IV，7載架 小車，8千斤頂III，9移動梁，10千斤頂I，11鉸接件，12活動支撐架，13臨時支架，14千斤 頂V，15平行四連桿，16被動千斤頂，17主動千斤頂，18木梁，19掘進迎頭，20掘進機。

【具體實施方式】
[0053] -種掘進機托載式升降運移支架機械手，包括支撐架1，支撐架1上面設有導軌2， 所述的導軌2上面設有一個能沿其來回運動的載架小車7,載架小車7在驅(qū)動裝置的作用下 能前、后來回運動；且在載架小車7的前面設有一個由驅(qū)動裝置驅(qū)動的前后移動的移動梁。
[0054] 支撐架1為兩個相互平行的縱梁，在縱梁上設有導軌2,且在支撐架的末端和中部 分別設有與兩個縱梁相聯(lián)的兩個橫梁。
[0055] 驅(qū)動裝置為多級伸縮千斤頂組，包括千斤頂113和千斤頂1118,所述的千斤頂 113的缸體固定于橫梁III4和橫梁115之間，千斤頂113的活柱驅(qū)動移動梁，實現(xiàn)移動梁與 支撐架的相對運動；所述的千斤頂III8的缸體固定載架小車的底部，并在千斤頂113的兩 側(cè)分別設置一個千斤頂1118,通過千斤頂III8的活柱驅(qū)動，使得載架小車與移動梁能夠相 對運動。
[0056] 驅(qū)動裝置為鋼絲繩滑輪牽引驅(qū)動裝置，或是鏈條齒輪牽引驅(qū)動裝置。
[0057] 千斤頂113、千斤頂III8均采用液壓先導閥或電液閥控制，液壓先導閥組或電液 閥組固定于掘進機上。
[0058] 支撐架安裝在掘進機上，且在掘進機上設有掘進機位置聚光指示裝置。
[0059] 掘進機托載式升降運移支架機械手由支撐架1、導軌2、載架小車7、支撐架升降 千斤頂V 14、小車多級伸縮千斤頂組（由一個多級伸縮千斤頂113和兩個多級伸縮千斤頂 ΠΙ8構成，多級伸縮千斤頂組末端共同固定于移動梁9上)，升降支架千斤頂110、支架側(cè) 撐千斤頂IV6、橫梁1114、多級伸縮千斤頂II 3支撐橫梁II 5、液壓先導閥組或電液控制閥 組、掘進機位置聚光指示裝置等組成。
[0060] 支撐架1采用平行四連桿15鉸接固定于掘進機上，通過支撐架升降千斤頂V14進 行支撐架的升降，從而確保掘進機的正常掘進空間。支撐架1上安裝導軌2,其上載架小車 7的牽引方式是多級伸縮千斤頂組牽引，或是鋼絲繩滑輪牽引，或是鏈條齒輪牽引。多級伸 縮千斤頂組由多級伸縮千斤頂113和兩個多級伸縮千斤頂III8組成，其末端共同固定于橫 梁9上，多級伸縮千斤頂113固定在支撐架1的橫梁III4和支撐梁5上；兩個多級伸縮千 斤頂1118,固定于載架小車7的下方，實現(xiàn)載架小車7在移動導軌2上運移臨時支架13全 程運動；在載架小車7上設置升降架千斤頂110(由四個單體千斤頂組成)，從而實現(xiàn)巷道臨 時支架13的升降。在載架小車7的下方兩側(cè)設置側(cè)撐千斤頂IV6,如果巷道臨時支架13采 用自伸縮巷道支架，則不設升降架千斤頂110和側(cè)撐千斤頂IV6。各液壓千斤頂均采用液壓 先導閥或電液閥控制，液壓先導閥組或電液閥組固定于掘進機上。為便于掘進機快速就位， 在掘進機上設有掘進機位置聚光指示裝置。
[0061] 一種掘進機托載式升降運移支架機械手是固定于掘進機之上的，為了確保在不影 響掘進機工作空間的前提下實現(xiàn)巷道臨時支架的安裝，本實用新型提供三種方法實現(xiàn)支撐 架1和活動支撐架12的起降：（1)如圖4 (a)、圖4 (b)支撐架1作為一個整體，設置一個 被動千斤頂16,其兩端鉸接在支撐架1和掘進機上。當支撐架升降千斤頂V14將支撐架1 升起后，被動千斤頂16伸長，關閉被動千斤頂16截止閥實現(xiàn)其長度固定從而提供支撐力； 在臨時支架13安裝完成后，打開被動千斤頂16的截止閥，控制支撐架升降千斤頂V14實現(xiàn) 支撐架1的降落。（2)如圖5 (a)、如圖5 (b)在支撐架1上設計鉸接件11，與活動支撐架 12相連設置主動千斤頂17,其兩端鉸接在活動支撐架12和掘進機上，通過升降千斤頂V14 和主動千斤頂17,實現(xiàn)支撐架1和活動支撐架12的升降。（3)如圖6 (a)、如圖6 (b)在支 撐架1上設有鉸接件11，與活動支撐架12相連，活動支撐架12下方墊設方木梁18,升降千 斤頂V14升起支撐架1，調(diào)整掘進機炮頭的高度通過方木梁18支撐活動支撐架12。以上三 種方法均能夠?qū)崿F(xiàn)托載式升降運移支架機械手同掘進機之間的安裝固定。
[0062] 一種掘支一體化掘進工藝及托載式升降運移支架機械手掘進方法，其操作步驟 為：
[0063] 步驟一：在掘進迎頭19的方向上，掘進機20截割完成一個步距；
[0064] 步驟二：移動掘進機20就位(根據(jù)掘進機位置聚光指示位置判斷）；
[0065] 步驟三：升支撐架升降千斤頂V14,將支撐架1和活動支撐架12移動就位；
[0066] 步驟四：升升降支架千斤頂110,降臨時支架13,降升降支架千斤頂110,將臨時支 架13降落在載架小車7上；
[0067] 步驟五：伸縮運移支架千斤頂113和千斤頂1118,將臨時支架13運至臨時支護區(qū) 前端；
[0068] 步驟六：升升降支架千斤頂110,進行臨時支架13的安裝；
[0069] 步驟七：降支撐架升降千斤頂V14,將支撐架1和活動支撐架12后撤，讓出掘進機 20的工作空間。
[0070] 步驟八：掘進機20繼續(xù)截割，重復上述步驟進行下一個循環(huán)，同時，臨時支護區(qū)后 端的液壓支架13前移后，立即進行永久支護。
【權利要求】
1. 一種掘進機托載式升降運移支架機械手，其特征在于：包括支撐架，所述的支撐架 上面設有導軌，所述的導軌上面設有一個能沿其來回運動的載架小車，所述的載架小車在 驅(qū)動裝置的作用下能前、后來回運動；且在載架小車的前面設有一個由驅(qū)動裝置驅(qū)動的前 后移動的移動梁。
2. 如權利要求1所述的掘進機托載式升降運移支架機械手，其特征在于：所述的支撐 架為兩個相互平行的縱梁，在所述的縱梁上設有導軌，且在支撐架的末端和中部分別設有 與兩個縱梁相聯(lián)的兩個橫梁。
3. 如權利要求1所述的掘進機托載式升降運移支架機械手，其特征在于：所述的驅(qū)動 裝置為多級伸縮千斤頂組，包括千斤頂II和千斤頂III，所述的千斤頂II的缸體固定于 橫梁III和橫梁II之間，千斤頂II的活柱驅(qū)動移動梁，實現(xiàn)移動梁與支撐架的相對運動； 所述的千斤頂III的缸體固定載架小車的底部，并在千斤頂II的兩側(cè)分別設置一個千斤頂 III，通過千斤頂III的活柱驅(qū)動，使得載架小車與移動梁能夠相對運動。
4. 如權利要求1所述的掘進機托載式升降運移支架機械手，其特征在于：所述的驅(qū)動 裝置為鋼絲繩滑輪牽引驅(qū)動裝置，或是鏈條齒輪牽引驅(qū)動裝置。
5. 如權利要求3所述的掘進機托載式升降運移支架機械手，其特征在于：所述的千斤 頂II、千斤頂ΠΙ均采用液壓先導閥或電液閥控制，液壓先導閥組或電液閥組固定于掘進 機上。
6. 如權利要求2所述的掘進機托載式升降運移支架機械手，其特征在于：所述的支撐 架安裝在掘進機上，且在掘進機上設有掘進機位置聚光指示裝置。
【文檔編號】E21D9/00GK203867600SQ201320856588
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權日:2013年12月23日
【發(fā)明者】鄭東風, 周斌, 翟明華 申請人:鄭東風, 周斌