本發(fā)明涉及液壓支護設備設計技術領域，尤其涉及一種軟巖礦區(qū)巷道用超前循環(huán)支護系統。

背景技術：

軟巖礦區(qū)運輸巷道支護問題一直困擾我國煤礦開采，主要原因有以下幾個方面：軟巖成巖年代晚、膠結程度差、巖石強度低、節(jié)理發(fā)育、巖體破碎、圍巖應力水平高、巖石吸水膨脹。煤礦綜采過程中常采用液壓支架進行支護，其可擺放在綜采工作面前以形成采煤空間，可以完成頂板支護、支架前移、推移輸送機和采空區(qū)處理等工作，超前支架是采煤工作面巷道口常用的支護設備，巷道超前支護目前有兩種方式：1.單體液壓支柱配以金屬鉸接頂梁；2.傳統超前支護支架。前者支護強度低；支護速度慢；勞動強度大；成本高、安全性差；后者分為前推后拉式和交替支護式兩種架型，但無論哪種架型都存在頂梁對頂板反復支撐，破壞頂板結構，尤其是軟巖礦區(qū)。因此，研究一種適應軟巖礦區(qū)綜采工作面快速推進、支護和移動穩(wěn)定的巷道超前支護系統顯得尤為重要，對提高煤礦經濟效益和企業(yè)效益有著重要意義。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提出一種軟巖礦區(qū)巷道用超前循環(huán)支護系統，通過設置移架起吊座、旋轉起吊機構、防脫機構等，結構簡單，使用方便，設計合理，使得超前支架在移動時，可以快速推進，支護和移動穩(wěn)定，安全可靠，節(jié)省人力物力。

本發(fā)明為了解決上述問題所采取的技術方案為：一種軟巖礦區(qū)巷道用超前循環(huán)支護系統，包括并列設置的超前支架、滑動設置在超前支架頂梁下端的軌道和控制支護系統運行的控制系統，軌道延伸方向與超前支架排列的方向一致，軌道內滑動設置吊裝超前支架的移架起吊裝置，所述移架起吊裝置包括一固定板ⅰ，固定板ⅰ上方設置若干移架起吊座，移架起吊座上端與軌道滑動連接，固定板ⅰ下方兩側設置旋轉起吊機構，旋轉起吊機構包括一設置在固定板ⅰ下方的旋轉架，旋轉架兩側鉸接有吊鉤，吊鉤內設置控制其開合度的調節(jié)千斤頂，旋轉起吊機構之間設置防脫機構，防脫機構包括固定設置在固定板ⅰ前后側的翻轉防脫板、設置在固定板ⅰ下方的位移感應器以及設置在固定板ⅰ下表面帶電磁吸附頭的防脫千斤頂；旋轉起吊機構與軌道和移架起吊座相互配合并通過吊鉤旋轉開合起吊超前支架，再將超前支架旋轉至固定板ⅰ正下方，位移感應器通過控制系統驅動翻轉防脫板翻轉固定超前支架頂梁并驅動電磁吸附頭吸附固定頂梁，而后通過移架起吊座帶動超前支架至最前端，位移感應器通過控制系統驅動翻轉防脫板和電磁吸附頭收回，旋轉起吊機構帶動超前支架旋轉開合放置到合適位置后升起超前支架撐頂，循環(huán)往復實現支護；

所述的翻轉防脫板包括固定設置在固定板ⅰ前后側的固定座、鉸接在固定座內的防脫板和設置底座內與防脫板卡接的電磁卡塊，位移感應器通過控制系統驅動電磁卡塊開合，進而驅動翻轉防脫板翻轉防脫；

所述軌道為多段式拼接的結構，包括上、中、下三層水平板，三者之間通過一個豎直設置的固定板ⅱ固定連接，形成上層軌道和下層軌道，上層的水平板與液壓支架頂梁的滾輪連接，上層軌道首尾端兩側設置動力機構，動力機構包括推動軌道前進的推拉千斤頂ⅰ和推動軌道后退的推拉千斤頂ⅱ，推拉千斤頂ⅰ和推拉千斤頂ⅱ分別通過固定塊ⅰ將各自的底座固定在上層軌道上，上層軌道首端左右兩側分別固定設置推拉千斤頂ⅱ和推拉千斤頂ⅰ，上層軌道尾端左右兩側分別固定設置推拉千斤頂ⅰ和推拉千斤頂ⅱ，以驅動上層軌道在滾輪上往復滑動，下層軌道內滑動設置移架起吊座，軌道兩端還設置有防止移架起吊座脫軌的限位板；

所述移架起吊座包括主動起吊座和被動起吊座，二者通過設置在其底部的一水平固定板ⅰ固定連接，固定板ⅰ兩側設置有旋轉起吊機構，主動起吊座包括由銷軸鉸接的雙耳板、設置在雙耳板內壁并與軌道滑動連接的主動輪和從動輪，主動輪下方嚙合有小齒輪，小齒輪通過設置在雙耳板一側的液壓馬達驅動以帶動主動輪和從動輪運動，進而帶動主動起吊座和被動起吊座運動，并與旋轉起吊機構和剎車機構相互配合實現移架起吊；

所述的被動起吊座包括與軌道滑動連接的倒“u”形滑動架，倒“u”形滑動架底部內壁轉動設置連接環(huán)，連接環(huán)下方鉸接有連接板ⅰ，連接板ⅰ下端與固定板ⅰ固定連接；

所述的主動起吊座設置在固定板ⅰ上方兩側，被動起吊座設置在二者之間，以方便帶動首尾的超前支架運動；

所述的旋轉起吊機構的旋轉架中部設置軸承，軸承通過高強螺栓將旋轉起吊機構與固定板ⅰ轉動連接，旋轉架兩側軸對稱鉸接有吊鉤，吊鉤內壁設置調節(jié)吊鉤開合度的雙向伸縮的調節(jié)千斤頂，調節(jié)千斤頂的兩端分別與吊鉤的兩側壁鉸接，吊鉤內壁設置增大阻力的耐磨層，耐磨層表面設有防止超前支架滑動的凸起；

所述任一相鄰的移架起吊座之間設有剎車機構，剎車機構包括雙蝶形剎車片，雙蝶形剎車片中部的銷軸與固定塊ⅱ轉動連接，固定塊ⅱ下端與固定板ⅰ固定連接，雙蝶形剎車片的下端分別與水平穿設在固定塊ⅱ內的剎車千斤頂的底座和活柱鉸接，雙蝶形剎車片的上端設置弧形卡塊，弧形卡塊設置在軌道的正上方，弧形卡塊內壁設置增大摩擦力的剎車墊，雙蝶形剎車片通過剎車千斤頂的活柱伸縮改變其開合度進而驅動弧形卡塊固定在軌道上實現制動；

所述的超前支架包括一頂梁，頂梁下方兩側設置液壓立柱，液壓立柱下部設置柱套，立柱底端設置固定座，柱套外側設置防倒的連接板ⅱ以連接多個超前支架。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明通過設置超前支架、軌道、移架起吊裝置等，利用移架起吊座在軌道內往復滑動，同時利用超前支架的伸縮，用旋轉起吊機構將超前支架吊起后進行旋轉，之后再結合防脫機構固定防脫，將最后方的超前支架快速穩(wěn)定移動到最前方一個步距處，其他超前支架依舊穩(wěn)固撐頂，在確保巷道內所需的安全行人空間的同時，實現對巷道頂板連續(xù)支撐的機械化的超前支護，再將吊起的超前支架旋轉至于初始平行的位置，釋放超前支架，上升撐頂，如此往復，實現超前支架的循環(huán)支護，且其循環(huán)支護是雙向的，前進和后退均可使用該循環(huán)支護系統，解決了現有技術對巷道較長距離超前支護存在的支護移架操作繁瑣、效率低等問題，且其結構緊湊，設計合理，取得了支護和移動穩(wěn)定，操作簡單方便，快速推進、使用安全可靠，節(jié)省人力物力的有益效果；

2、本發(fā)明通過在軌道內設置移架起吊座、旋轉起吊機構、剎車機構和防脫機構，它們相互配合，實現超前支架的吊裝，起吊機構的吊鉤通過旋轉架與起吊座下方的固定板轉動連接，可以進行旋轉后吊裝，也可在吊裝過程中360°隨意調節(jié)超前支架前進的方向，并通過防脫機構的翻轉防脫板防止超前支架歪斜進行一次固定，再通過防脫千斤頂活柱端的電磁吸附頭將超前支架進行吸附固定，達到二次固定的目的，有效防止吊裝過程中與其他超前支架的磕碰，達到吊裝更穩(wěn)定的目的，取得了使用方便，安全穩(wěn)固，吊裝效果好，可旋轉調整角度，節(jié)省人力物力，增大工作效率的有益效果；

3、本發(fā)明通過設置主動起吊座和從動起吊座，且多個移架起吊座配合使用，其下方通過一水平的固定板ⅰ固定連接，增大了力矩，增大了受力面積，使得超前支架的重量分布在多個移架起吊座上，使得主動起吊座通過液壓馬達帶動超前支架運行時，更加平穩(wěn)，不容易損毀軌道，達到增大軌道使用壽命的目的，取得了吊裝速度快，安全穩(wěn)固的有益效果；

4、本發(fā)明通過設置剎車機構，采用雙蝶形剎車片，并通過鉸接在其下端的液壓千斤頂來調節(jié)其開合度，雙蝶形剎車片的上端設置弧形卡塊，弧形卡塊位于軌道的正上方，弧形卡塊內壁還設置有剎車墊，活柱伸長增大雙蝶形剎車片的開合度，將弧形卡塊卡接在軌道上，剎車墊增大了弧形卡塊的摩擦力，從而達到制動的目的，制動效果好，防止超前支架甩動，取得了安全可靠的有益效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的總體布置圖；

圖2為本發(fā)明在使用過程中的結構示意圖；

圖3為本發(fā)明的超前支架的分布圖；

圖4為本發(fā)明的移架起吊裝置的結構示意圖；

圖5為本發(fā)明的主動起吊座的結構示意圖；

圖6為本發(fā)明的被動起吊座的結構示意圖；

圖7為本發(fā)明的軌道的俯視結構示意圖；

圖8為本發(fā)明的循環(huán)支護支架移架運行流程示意圖；

圖中標記：1、超前支架，101、滾輪，102、頂梁，103、液壓立柱，104、柱套，105、連接板ⅱ，106、固定座，2、軌道，201、上層軌道，202、下層軌道，203、動力機構，2031、推拉千斤頂ⅰ，2032、推拉千斤頂ⅱ，2033、固定塊ⅰ，204、限位板，3、移架起吊裝置，301、移架起吊座，3011、雙耳板，3012、主動輪，3013、從動輪，3014、小齒輪，3015、液壓馬達，3016、倒“u”形滑動架，3017、連接環(huán)，3018、連接板ⅰ，302、固定板ⅰ，，303、旋轉起吊機構，3031、吊鉤，3032、調節(jié)千斤頂，3033、旋轉架，3034、高強螺栓，304、防脫機構，3041、翻轉防脫板，3042、位移感應器，3043、防脫千斤頂，305、剎車機構，3051、雙蝶形剎車片，3052、固定塊ⅱ，3053、剎車千斤頂嗎，3054、弧形卡塊。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作詳細說明，本實施例以本發(fā)明技術方案為前提，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

如圖所述，本發(fā)明為一種軟巖礦區(qū)巷道用超前循環(huán)支護系統，包括并列設置的超前支架1、滑動設置在超前支架1頂梁102下端的軌道2和控制支護系統運行的控制系統，本發(fā)明所述的控制系統，為現有技術中常用的控制超前支架1吊裝的控制系統，只要是能控制超前支架1吊裝，實現其循環(huán)往復支護皆可，軌道2延伸方向與超前支架1排列的方向一致，軌道內滑動設置吊裝超前支架1的移架起吊裝置3，所述移架起吊裝置3包括一固定板ⅰ302，固定板ⅰ302上方設置若干移架起吊座301，移架起吊座301上端與軌道2滑動連接，固定板ⅰ302下方兩側設置旋轉起吊機構303，旋轉起吊機構303包括一設置在固定板ⅰ302下方的旋轉架3033，旋轉架3033兩側鉸接有吊鉤3031，吊鉤3031內設置控制其開合度的調節(jié)千斤頂3032，旋轉起吊機構303之間設置防脫機構304，防脫機構304包括固定設置在固定板ⅰ302前后側的翻轉防脫板3041、設置在固定板ⅰ302下方的位移感應器3042以及設置在固定板ⅰ302下表面帶電磁吸附頭的防脫千斤頂3043，所述的位移感應器3042為現有技術中常規(guī)使用的感應位移變化的感應器，只要能實現感受位移功能皆可；旋轉起吊機構303與軌道2和移架起吊座301相互配合并通過吊鉤3031旋轉開合起吊超前支架1，再將超前支架1旋轉至固定板ⅰ302正下方，位移感應器3042通過控制系統驅動翻轉防脫板3041翻轉固定超前支架1頂梁102并驅動電磁吸附頭吸附固定頂梁102，而后通過移架起吊座301帶動超前支架1至最前端，位移感應器3042通過控制系統驅動翻轉防脫板3041和防脫千斤頂3043的電磁吸附頭收回，旋轉起吊機構303帶動超前支架1旋轉開合放置到合適位置后升起超前支架1撐頂，循環(huán)往復實現支護。

以上為本發(fā)明的基本實施方式，可以在以上的基礎上做進一步的改進、優(yōu)化和限定：

所述的翻轉防脫板3041包括固定設置在固定板ⅰ302前后側的固定座、鉸接在固定座內的防脫板和設置底座內與防脫板卡接的電磁卡塊，位移感應器3042通過控制系統驅動電磁卡塊開合，進而驅動翻轉防脫板3041翻轉防脫，同時控制系統驅動防脫千斤頂3043的電磁吸附頭吸附超前支架1的頂梁102，進行二次固定，有效防止吊裝過程中與其他超前支架1的磕碰，吊裝更穩(wěn)定，安全可靠。

所述軌道2為多段式拼接的結構，包括上、中、下三層水平板，三者之間通過一個豎直設置的固定板ⅱ固定連接，形成上層軌道201和下層軌道202，所述的水平板和固定板ⅱ采用不銹鋼材質，結實耐用，固定板ⅱ也可替換成工字鋼結構，只要能達到穩(wěn)固支撐及快速吊裝的效果皆可，上層的水平板與液壓支架1頂梁的滾輪101連接，上層軌道201首尾端兩側設置動力機構203，動力機構203包括推動軌道2前進的推拉千斤頂ⅰ2031和推動軌道2后退的推拉千斤頂ⅱ2032，推拉千斤頂ⅰ2031和推拉千斤頂ⅱ2032分別通過固定塊ⅰ303將各自的底座固定在上層軌道上201，上層軌道201首端左右兩側分別固定設置推拉千斤頂ⅱ2032和推拉千斤頂ⅰ2031，上層軌道201尾端左右兩側分別固定設置推拉千斤頂ⅰ2031和推拉千斤頂ⅱ2032，以同時驅動上層軌道201的首尾端在滾輪101上往復滑動，下層軌道202內滑動設置移架起吊座301，軌道兩端還設置有防止移架起吊座301脫軌的限位板204。

所述移架起吊座301包括主動起吊座和被動起吊座，二者通過設置在其底部的一水平固定板ⅰ302固定連接，固定板ⅰ302兩側設置有旋轉起吊機構303，主動起吊座包括由銷軸鉸接的雙耳板3011、設置在雙耳板3011內壁并與軌道2滑動連接的主動輪3012和從動輪3013，主動輪3012下方嚙合有小齒輪3014，小齒輪3014通過設置在雙耳板3011一側的液壓馬達3015驅動以帶動主動輪3012和從動輪3013運動，進而帶動主動起吊座和被動起吊座運動，并與旋轉起吊機構303和剎車機構305相互配合實現移架起吊。

所述的被動起吊座包括與軌道2滑動連接的倒“u”形滑動架3016，倒“u”形滑動架3016底部內壁轉動設置連接環(huán)3017，連接環(huán)3017下方鉸接有連接板ⅰ3018，連接板ⅰ3018下端與固定板ⅰ302固定連接。

所述的主動起吊座設置在固定板ⅰ302上方兩側，被動起吊座設置在二者之間，主動起吊座帶動首尾的超前支架1往復運動，從動起吊座起到輔助支撐的作用，吊裝速度快，運行更加平穩(wěn)。

所述的旋轉起吊機構303的旋轉架3033中部設置軸承，軸承通過高強螺栓3034將旋轉起吊機構303與固定板ⅰ302轉動連接，旋轉架3033兩側軸對稱鉸接有吊鉤3031，吊鉤3031內壁設置調節(jié)吊鉤3031開合度的雙向伸縮的調節(jié)千斤頂3032，調節(jié)千斤頂3032的兩端分別與吊鉤3031的兩側壁鉸接，吊鉤3031內壁設置增大阻力的耐磨層，耐磨層表面設有防止超前支架1滑動的凸起。

所述任一相鄰的移架起吊座301之間設有剎車機構305，剎車機構305包括雙蝶形剎車片3051，雙蝶形剎車片3051中部的銷軸與固定塊ⅱ3052轉動連接，固定塊ⅱ3052下端與固定板ⅰ302固定連接，雙蝶形剎車片3051的下端分別與水平穿設在固定塊ⅱ3052內的剎車千斤頂3053的底座和活柱鉸接，雙蝶形剎車片3051的上端設置弧形卡塊3054，弧形卡塊3054設置在軌道2的正上方，弧形卡塊3054內壁設置增大摩擦力的剎車墊，雙蝶形剎車片3051通過剎車千斤頂3053的活柱伸縮改變其開合度進而驅動弧形卡塊3054固定在軌道2上，剎車墊增大了弧形卡塊3054的摩擦力，從而達到制動的目的，制動效果好，防止超前支架1甩動，安全可靠。

所述的超前支架1包括一頂梁102，頂梁102下方兩側設置液壓立柱103，液壓立柱103下部設置柱套104，立柱底端設置固定座106，柱套104外側設置防倒的連接板ⅱ105以連接多個超前支架1。

本發(fā)明在使用時，首先通過動力機構203的推拉千斤頂ⅰ2031和推拉千斤頂ⅱ2032驅動軌道2脫離尾端的超前支架1，然后將尾端超前支架1的液壓立柱103收縮，將移架起吊座301向后移動一個步距到尾端的超前支架1頂梁102上方，通過旋轉起吊機構303的吊鉤3031吊裝超前支架1頂梁102，再將超前支架1從①位置旋轉經②號位置最終至③號位置，此時超前支架1與軌道2平行，位移感應器3042感應到超前支架1頂梁102的位置，反饋信號給控制系統，通過控制系統驅動翻轉防脫板3041翻轉固定超前支架1頂梁102并驅動電磁吸附頭吸附固定頂梁102，而后通過移架起吊座301帶動超前支架1至最前端，再向前移動到首端的超前支架1的前一個步距，之后位移感應器3042通過控制系統驅動翻轉防脫板3041和電磁吸附頭收回，旋轉起吊機構303帶動超前支架1從③位置經④位置最終移動到⑤位置，即與首端超前支架1平行的位置，吊鉤3031釋放超前支架1至合適位置后升起超前支架（1）撐頂，如此循環(huán)往復實現支護。