一种矿山开采设备的制作方法

1.本发明涉及矿山开采技术领域，特别地，涉及一种矿山开采设备。


背景技术：

2.随着我国经济的快速发展，对矿产资源的需求逐年增大。目前，在矿山生产中，为了防止挖掘面坍塌，保证矿山开采的安全，需要在矿山开采过程中进行有效的支护，以消除矿山生产过程中的安全隐患，满足矿山开采的需要。
3.现有的矿洞挖掘面的支护主要采用，砌碹支护、棚式支护和锚杆支护。上述几种支护方式的支架为确定的形状和尺寸结构，不能够对不同形状和尺寸的矿洞进行支护，应变能力较差。
4.授权公告号为cn112228125b的发明专利公开了一种支护结构，包括第一支撑板和位于第一支撑板两侧的第二支撑板，利用第一支撑部对第一支撑板进行支撑，第二支撑部对第二支撑板进行支撑，第一支撑部和第二支撑部可伸缩，安装时，第一支撑部和第二支撑部的底部插接在地面内。
5.由于第一支撑板位于矿洞顶部中间位置，此时第一支撑部位于第一支撑板的下侧，安装时，第一支撑部位于矿洞通行路线的中间位置，会影响矿洞内部轨道车的通行，同时也影响作业人员的行走。
6.矿洞侧壁发生坍塌时，此时矿渣容易推动第二支撑部向矿洞中间移动，此时安装在第一支撑部顶部的第二支撑板在第一支撑部的作用下，有向下滑移的趋势，导致支护装置结构大面积的坍塌，存在一定的安全隐患。
7.因此，如何设计一种提高矿山开采安全性的设备，成为本领域人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

8.为了解决背景技术中提到的至少一个技术问题，本发明的目的在于提供一种矿山开采设备，解决矿洞内部轨道车不便通行的问题，同时加强矿洞的安全性能，降低矿洞坍塌的安全隐患。
9.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种矿山开采设备，包括若干个支护单元，所述支护单元包括第一支撑板以及位于第一支撑板两侧的第二支撑板，两侧所述第二支撑板的底部铰接有向下延伸的支撑部，所述支撑部的底端与地面相抵；所述第二支撑板与所述第一支撑板局部重叠形成重叠区，还包括用于将第一支撑板固定在矿洞顶壁上的定位机构，所述第二支撑板与第一支撑板沿矿洞宽度方向滑动连接，所述定位机构的底部安装有位于第一支撑板下侧的定位板，所述定位板与重叠区之间设有顶推第一支撑板和第二支撑板与矿洞顶壁相抵的第一顶推部，所述支撑部上安装有防矿洞侧壁坍塌的防护部，所述定位板与所述防护部之间设有用于顶推防护部的第二顶推部。
10.进一步的，所述定位机构包括锚杆、螺栓，所述锚杆的一端穿过第一支撑板向上延伸且另一端位于第一支撑板的下侧，所述螺栓与所述锚杆螺纹连接。
11.进一步的，所述支撑部包括支撑管、调节杆、调节套，所述支撑管的一端与所述第二支撑板铰接，所述调节杆的部分安装在所述支撑管的内腔中，所述调节套套设于所述支撑管的外侧用于限定支撑管与所述调节杆的相对滑动。
12.进一步的，所述调节杆的端部固定设有承压板，所述承压板上固定设有地钉，安装时，所述地钉插接至地面上。
13.进一步的，所述防护部包括第一防护板和第二防护板，所述第一防护板通过连接件安装在两侧的所述支撑管的外壁上，所述第二防护板上设有收纳腔，所述第二防护板的外壁与所述收纳腔的侧壁滑动连接。
14.进一步的，所述连接件包括抱箍、连接板以及开设于所述第一防护板侧壁上的插接槽，所述抱箍套设在所述支撑管的外壁上并利用螺栓固定，所述连接板的一端安装在所述抱箍上，其另一端插接至所述插接槽内。
15.进一步的，所述第一支撑板的上壁设有第一卡接面，所述第二支撑板的下壁设有第二卡接面，所述第一卡接面上设有沿着矿洞宽度方向设置的滑轨，所述第二卡接面上设有沿着矿洞宽度方向设置的滑槽，所述滑轨插接至所述滑槽内且形成滑动连接。
16.进一步的，所述锚杆的底部固定连接有向下延伸的定位杆，所述定位板上设有上下贯穿的通孔，所述定位杆的下端穿过所述通孔且固定连接有限位板，所述限位板的外径大于所述通孔的直径。
17.进一步的，所述第一顶推部包括第一顶推管、第一顶推杆以及第一铰接块，所述第一铰接块铰接在所述定位板上，位于所述重叠区的所述第一支撑板的底部固定连接有第一支撑座，所述第一顶推管与所述第一铰接块转动连接，所述第一顶推杆的外壁与所述第一顶推管的内壁螺纹连接，所述第一顶推杆的另一端与所述第一支撑座铰接。
18.进一步的，所述第二顶推部包括第二铰接块、第二顶推管、第二顶推杆以及安装在所述第一防护板上的第三支撑座，所述第二铰接块与所述定位板铰接，所述第二顶推管转动安装在所述第二铰接块上，所述第二顶推杆的外壁与所述第二顶推管的内壁螺纹连接，所述第二顶推杆的端部铰接在所述第三支撑座上。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过定位机构将第一支撑板固定在矿洞的顶壁，相对于传统的顶推杆安装在第一支撑板与地面之间,用于对第一支撑板的支撑，优化了第一支撑板的安装位置，使轨道车能够在矿洞内部顺利通行，定位机构不占据矿洞空间；当第一支撑板固定后，通过支撑部带动第二支撑板向矿洞的两侧滑动，进而能够适用不同的矿洞宽度，提高适用范围；当第二支撑板的位置固定后，通过调整第一顶推部的长度，进而对第一支撑板和第二支撑板的重叠区域进行顶推，能够改变第一支撑板和第二支撑板的曲率，将第一支撑板和第二支撑板顶推至与矿洞内壁相抵，提高支撑板安装后的稳定性；利用安装在两支撑部之间的防护部，进而能够防止矿洞侧壁坍塌的坠落物滚至矿洞内部；利用安装在定位板和防护部之间的第二顶推部加强对防护部的支撑，防止防护部
和支撑部在坠落物顶推力的作用下向矿洞内侧倾斜，提高安全性能。
附图说明
20.图1为本发明的整体结构示意图；图2为定位机构的爆炸图；图3为本发明第二支撑板的结构示意图；图4为第二支撑板支撑部的结构示意图；图5为第一支撑板和第二支撑板的安装示意图；图6为防护部加强支撑的结构示意图；图7为防护部与支撑部的安装结构爆炸图；图8为本发明剖视图；图9为矿洞侧壁坍塌状态下的示意图；图10为本发明组装结构示意图。
21.图中：1、第一支撑板；11、第一卡接面；111、滑轨；12、定位孔；13、第一支撑座；2、第二支撑板；21、第二卡接面；211、滑槽；22、第二支撑座；3、定位机构；31、锚杆；32、垫片；33、螺栓；4、支撑部；41、支撑管；42、调节杆；43、调节套；44、承压板；441、地钉；5、第一顶推部；51、第一顶推管；52、第一顶推杆；53、第一铰接块；6、第二顶推部；61、第二铰接块；62、第二顶推管；63、第二顶推杆；64、第三支撑座；7、防护部；71、第一防护板；711、收纳腔；72、第二防护板；8、定位部；81、定位板；811、通孔；82、定位杆；821、限位板；83、第四支撑座；84、第五支撑座；9、连接件；91、抱箍；911、螺栓孔；92、连接板；921、第一孔；922、第二孔；93、插接槽；931、第三孔。
具体实施方式
22.下面对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.本实施例提供一种矿山开采设备，主要用于矿洞侧壁的支撑，在适用于不同宽度矿洞的前提下，优化支撑板的固定方式，便于轨道车和行人在矿洞内部通行，同时加强对矿洞侧壁的支撑强度，提高安全性能。
24.如图1所示，该矿山开采设备包括若干个对矿洞侧壁进行支护的支护单元，其中支护单元包括第一支撑板1以及位于第一支撑板1两侧的第二支撑板2，所述第二支撑板2能够沿着矿洞的宽度方向进行滑移，同时第一支撑板1和第二支撑板2能够一直存在相互重叠的重叠区，在本实施例中，主要适用于顶部为拱形的矿洞，其中所述第一支撑板1和第二支撑板2呈现拱形，具有一定的曲率。
25.通过第二支撑板2与第一支撑板1的相对滑移，能够改变第一支撑板1和第二支撑板2的覆盖范围，进而能够适用不同宽度矿洞侧壁的支撑。
26.为了对第一支撑板1进行固定，在本实施例中，如图1和图2所示，所述第一支撑板1上设有上下贯穿的定位孔12，所述第一支撑板1通过定位机构3将第一支撑板1固定在矿洞
的顶壁上，其中，定位机构3包括锚杆31、垫片32以及螺栓33，所述锚杆31的尖端穿过定位孔12钻入矿洞的顶壁内，然后将锚杆31的尾端位于第一支撑板1的下方，此时，将垫片32套设在所述锚杆31上使得垫片32的上壁与所述第一支撑板1的下壁相抵，然后将螺栓33套设在锚杆31的尾部，使螺栓33的内壁与所述锚杆31的外壁螺纹连接，将第一支撑板1固定在矿洞的顶壁上。
27.由于第二支撑板2能够在第一支撑板1上滑动并，以适用不同宽度的矿洞，为此，在本实施例中，如图2图3和图5所示，所述第一支撑板1两侧的上壁设有第一卡接面11，所述第二支撑板2的下壁设有第二卡接面21，所述第一卡接面11上设有沿着矿洞宽度方向设置的两条滑轨111，所述第二卡接面21上设有与所述滑轨111配合使用的滑槽211，第二支撑板2安装在所述第一支撑板1上时，所述滑轨111插接至所述滑槽211内且形成滑动连接，进而实现第二支撑板2的安装。
28.为了提高第一支撑板1和第二支撑板2滑动过程的稳定性，在本实施例中，所述滑轨111以及滑槽211均设置有两条；除此之外，在本实施例中，如图2和图3所示，所述滑轨111的横截面呈燕尾型，所述滑槽211的横截面与所述滑轨111的横截面外形相适配，能够防止滑轨111从滑槽211上脱离。
29.上述使第二支撑板2压合在第一支撑板1上的优点包括如下解释：当第二支撑板2斜上方的矿洞出现坍塌时，此时坠落物给第二支撑板2施加一压力，由于第二支撑板2的一端叠合在第一支撑板1的上侧，况且，第一支撑板1通过锚杆31固定在矿洞的顶壁，此时坠落物向第二支撑板2施加的压力能够转移至第一支撑板1上，防止第二支撑板2受到压力向下发生坍塌。
30.为了对第二支撑板2进行支撑，在本实施例中，如图4所示，所述第二支撑板2上铰接有向下延伸的支撑部4，所述支撑部4能够进行伸缩，以便适用不同高度的矿洞，其中，所述支撑部4包括支撑管41、调节杆42以及调节套43，所述第二支撑板22上固定连接有第二支撑座22，所述支撑管41的一端与所述第二支撑座22铰接，所述调节杆42部分安装在所述支撑管41的内腔中，且能够沿着所述支撑管41的轴向进行延伸，以便于调整支撑部4的长度，其中，所述节套43套设在所述支撑管41的外侧，当调节杆42的位置调整完毕后，通过调节套43将支撑管41和调节杆42进行锁止，限制支撑管41和调节杆42的相对滑移。
31.为了加强支撑部4的强度，在本实施例中，如图4所示，所述调节杆42的底端固定设有承压板44，所述承压板44通过地钉441钉在矿洞的地面上。
32.为了防止矿洞侧壁坍塌的坠落物滚落至矿洞内，在本实施例中，如图6和图10所示，支撑部4上安装有防护部7，所述防护部7通过连接件9固定安装在所述支撑管41上；其中，所述防护部7包括第一防护板71以及第二防护板72，所述第一防护板71固定安装在相邻两个支护单元的支撑管41之间，如图6所示，所述第一防护板71的底壁设有开口向下的收纳腔711，所述第二防护板72安装在所述收纳腔711内部，且能够沿着支撑杆41的轴向进行滑移，以便能够调整防护部7的防护范围，其中所述第二防护板72可以通过地钉固定在地面上，在此不对第二防护板72的固定方式作出过多的赘述。
33.为了实现第一防护板71的安装，在本实施例中，如图7所示，所述连接件9包括套设在所述支撑管41外壁的抱箍91，所述抱箍91呈两片且每一片抱箍上开设有螺栓孔911，两片
抱箍之间夹持有连接板92，其中，所述连接板92上开设有第一孔921，抱箍91安装时，两片抱箍相对套设在支撑管41的外侧且将两片抱箍上的螺栓孔911进行对正，将连接板92夹持在两片抱箍之间并使第一孔921与螺栓孔911对正，此时将螺栓穿过两螺栓孔以及第一孔，进而实现抱箍91和连接板92的固定，所述第一防护板71的侧壁开设有向内凹陷的插接槽93，第一防护板71安装时，所述连接板92插接至所述插接槽93内，进而对第一防护板71进行支撑。
34.为了加强第一防护板71的牢固强度，在本实施例中，所述第一防护板71的外壁设有与所述插接槽93连通的第三孔931，所述连接板92上贯穿设有第二孔922，当连接板92插入插接槽93内部时第二孔922与第三孔931对正，然后通过销钉或螺栓同时插接至第二孔922和第三孔931内。
35.由于矿洞的顶壁为拱形居多，现有的第一支撑板1和第二支撑板2初步制定时呈拱形结构，且第一支撑板1和第二支撑板2在受到顶推力的时候能够发生形变，当第一支撑板1和第二支撑板2的曲率与矿洞顶部的弧形曲率不同时，第一支撑板1和第二支撑板2的上壁与矿洞的顶壁会存在间隙，为了对该间隙进行消除，需要向第一支撑板1和第二支撑板2施加以顶推力，使得第一支撑板1和第二支撑板2的顶壁与矿洞的顶壁贴合。
36.为此，在本实施例中，如图5和图8所示，所述锚杆31的底部安装有定位部8，其中定位部8包括定位板81，所述定位板81的上壁与所述第一支撑板1或第二支撑板2的下壁之间设有第一顶推部5，其中第一顶推部5用于支撑板的顶推，调整支撑板的曲率，在此支撑板为第一支撑板1或第二支撑板2；第一卡接面11与第二卡接面21定义为重叠区；其中，第一顶推部5包括第一顶推管51、第一顶推杆52以及第一铰接块53，所述第一支撑板1重叠区的下方固定设有第一支撑座13，所述定位板81上固定连接有第四支撑座83，所述第一铰接块53铰接在所述第四支撑座83上，所述第一顶推管51的一端转动安装在所述第一铰接块53上，所述第一顶推杆52的外壁与所述第一顶推管51的内壁通过螺纹进行连接，所述第一顶推杆52与所述第一支撑座13铰接。
37.通过上述设置，当支撑部4拖动第二支撑板2移动至矿洞的边缘位置时，此时通过转动第一顶推管51，由于第一顶推杆52的一端与第一支撑座13铰接，此时第一顶推杆52停止转动，根据第一顶推杆52与第一顶推管51的螺纹连接，进而能够实现第一顶推杆52沿着第一顶推管51的轴向进行移动，改变第一顶推部5的长度，能够对第一支撑板1下端的重叠区进行顶推，进而推动第二支撑板2向矿洞顶壁一侧移动，使得第一支撑板1和第二支撑板2的上壁均与矿洞的顶壁相抵，改变第一支撑板1和第二支撑板2的曲率。
38.为了加强对防护部7的支撑，在本实施例中，如图6和图8所示，所述定位板81与所述第一防护板71之间安装有第二顶推部6，其中，所述第二顶推部6包括第二顶推管62、第二顶推杆63、第二铰接块62以及固定安装在所述第一防护板71上的第三支撑座64，所述定位板81的底壁固定安装有第五支撑座84，所述第二铰接块61铰接在所述第五支撑座84上，所述第二顶推管62转动安装在所述第二铰接块61上，所述第二顶推杆63的外壁与所述第二顶推管62的内壁通过螺纹进行连接，所述第二顶推杆63的端部与所述第三支撑座64铰接。
39.通过上述设置，当支撑部4固定后，通过转动第二顶推管62，进而能够实现第二顶推管62与第二顶推杆63的相对移动，调整支撑部4的角度，防止矿洞侧壁坍塌后落下的坠落物顶推支撑部4或防护部7使得支撑部4向矿洞内侧倾斜，加强支撑部4或防护部7的强度。
40.在本实施例中，为了实现定位板81的安装，如图2和图8所示，所述锚杆31的底部螺纹连接有向下延伸的定位杆82，所述定位板81上设有供所述定位杆82穿过的通孔811，位于所述定位板81下侧的定位杆82上固定设有限位板821，初始状态下，如图8所示，所述定位板81与限位板821相抵限制定位板81向下移动。
41.当矿洞侧壁发生坍塌时，如图9所示，坠落物会推动防护部7和支撑部4向矿洞中间移动，由实线状态转换至虚线状态，由于第二顶推部6的一端安装在定位板81的底壁，支撑部4以及防护部7绕着第二支撑座22转动，此时将定位板81向顶推并沿着定位杆82有向上移动的趋势，此时通过第一顶推部5向第一支撑板1的重叠区施加压力，加强对第一支撑板1重叠区的顶推，使第一支撑板1和第二支撑板2与矿洞的顶壁贴合的牢固程度更高，降低矿洞全面坍塌的风险。
42.由于第一支撑板1、第二支撑板2支撑部4、防护部7、以及定位结构需要若干组进行组合沿着矿洞的长度方向进行铺设，为了加强整个支撑结构的稳定性，在本实施例中，如图1和图10所示，所述第一支撑板1上设有两个定位孔，所述定位板81上设有两组定位杆82，两组定位杆82分别与不同第一支撑板1固定的锚杆31进行结合，每组定位板81上设有四组第一顶推部5，其中两组第一顶推部5固定在对应的第一支撑板1上，另外的两组第一顶推部5固定在相邻一侧的第一支撑板1上，以便提高整个矿洞支撑结构的稳定性。
43.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

技术特征：
1.一种矿山开采设备，包括若干个支护单元，所述支护单元包括第一支撑板(1)以及位于第一支撑板(1)两侧的第二支撑板(2)，两侧所述第二支撑板(2)的底部铰接有向下延伸的支撑部(4)，所述支撑部(4)的底端与地面相抵；其特征在于：所述第二支撑板(2)与所述第一支撑板(1)局部重叠形成重叠区，还包括用于将第一支撑板(1)固定在矿洞顶壁上的定位机构(3)，所述第二支撑板(2)与第一支撑板(1)沿矿洞宽度方向滑动连接，所述定位机构(3)的底部安装有位于第一支撑板(1)下侧的定位板(81)，所述定位板(81)与重叠区之间设有顶推第一支撑板(1)和第二支撑板(2)与矿洞顶壁相抵的第一顶推部(5)，所述支撑部(4)上安装有防矿洞侧壁坍塌的防护部(7)，所述定位板(81)与所述防护部(7)之间设有用于顶推防护部(7)的第二顶推部(6)。2.根据权利要求1所述的一种矿山开采设备，其特征在于：所述定位机构(3)包括锚杆(31)、螺栓(33)，所述锚杆(31)的一端穿过第一支撑板(1)向上延伸且另一端位于第一支撑板(1)的下侧，所述螺栓(33)与所述锚杆(31)螺纹连接。3.根据权利要求1所述的一种矿山开采设备，其特征在于：所述支撑部(4)包括支撑管(41)、调节杆(42)、调节套(43)，所述支撑管(41)的一端与所述第二支撑板(2)铰接，所述调节杆(42)的部分安装在所述支撑管(41)的内腔中，所述调节套(43)套设于所述支撑管(41)的外侧用于限定支撑管(41)与所述调节杆(42)的相对滑动。4.根据权利要求3所述的一种矿山开采设备，其特征在于：所述调节杆(42)的端部固定设有承压板(44)，所述承压板(44)上固定设有地钉(441)，安装时，所述地钉(441)插接至地面上。5.根据权利要求3所述的一种矿山开采设备，其特征在于：所述防护部(7)包括第一防护板(71)和第二防护板(72)，所述第一防护板(71)通过连接件(9)安装在两侧的所述支撑管(41)的外壁上，所述第二防护板(72)上设有收纳腔(711)，所述第二防护板(72)的外壁与所述收纳腔(711)的侧壁滑动连接。6.根据权利要求5所述的一种矿山开采设备，其特征在于：所述连接件(9)包括抱箍(91)、连接板(92)以及开设于所述第一防护板(71)侧壁上的插接槽(93)，所述抱箍(91)套设在所述支撑管(41)的外壁上并利用螺栓固定，所述连接板(92)的一端安装在所述抱箍(91)上，其另一端插接至所述插接槽(93)内。7.根据权利要求1所述的一种矿山开采设备，其特征在于：所述第一支撑板(1)的上壁设有第一卡接面(11)，所述第二支撑板(2)的下壁设有第二卡接面(121)，所述第一卡接面(11)上设有沿着矿洞宽度方向设置的滑轨(111)，所述第二卡接面(121)上设有沿着矿洞宽度方向设置的滑槽(211)，所述滑轨(111)插接至所述滑槽(211)内且形成滑动连接。8.根据权利要求2所述的一种矿山开采设备，其特征在于：所述锚杆(31)的底部固定连接有向下延伸的定位杆(82)，所述定位板(81)上设有上下贯穿的通孔(811)，所述定位杆(82)的下端穿过所述通孔(811)且固定连接有限位板(821)，所述限位板(821)的外径大于所述通孔(811)的直径。9.根据权利要求1所述的一种矿山开采设备，其特征在于：所述第一顶推部(5)包括第一顶推管(51)、第一顶推杆(52)以及第一铰接块(53)，所述第一铰接块(53)铰接在所述定位板(81)上，位于所述重叠区的所述第一支撑板(1)的底部固定连接有第一支撑座(13)，所述第一顶推管(51)与所述第一铰接块(53)转动连接，所述第一顶推杆(52)的外壁与所述第
一顶推管(51)的内壁螺纹连接，所述第一顶推杆(52)的另一端与所述第一支撑座(13)铰接。10.根据权利要求5所述的一种矿山开采设备，其特征在于：所述第二顶推部(6)包括第二铰接块(61)、第二顶推管(62)、第二顶推杆(63)以及安装在所述第一防护板(71)上的第三支撑座(64)，所述第二铰接块(61)与所述定位板(81)铰接，所述第二顶推管(62)转动安装在所述第二铰接块(61)上，所述第二顶推杆(63)的外壁与所述第二顶推管(62)的内壁螺纹连接，所述第二顶推杆(63)的端部铰接在所述第三支撑座(64)上。

技术总结
本发明公开了一种矿山开采设备，包括括若干个支护单元，所述支护单元包括第一支撑板以及位于第一支撑板两侧的第二支撑板，两侧所述第二支撑板的底部铰接有向下延伸的支撑部，所述支撑部的底端与地面相抵；所述第二支撑板与所述第一支撑板局部重叠形成重叠区，还包括用于将第一支撑板固定在矿洞顶壁上的定位机构，所述第二支撑板与第一支撑板沿矿洞宽度方向滑动连接，本发明通过定位机构将第一支撑板固定在矿洞的顶壁，相对于传统的顶推杆安装在第一支撑板与地面之间,用于对第一支撑板的支撑，优化了第一支撑板的安装位置，使轨道车能够在矿洞内部顺利通行。够在矿洞内部顺利通行。够在矿洞内部顺利通行。


技术研发人员：周奇 周凌波 徐巍 刘道会 俞轲
受保护的技术使用者：浙江交投浙东矿业有限公司
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/7/21