CN101289939A - 沿空留巷综合支护装置 - Google Patents

Abstract

一种沿空留巷综合支护装置，它有效地解决了现有技术尚未解决的如何进行机械化的立模和整体支护，实现墙体充填和采煤生产并行作业的难题，其技术要点是：巷道超前支护支架设置在运输巷道或回风巷道中，巷旁充填后模板支架、巷旁充填侧模板支架和一组工作面液压支架沿巷道旁依次平行顺序排列，并使各支架与运输机运行方向相垂直连接，巷旁充填后模板支架及布置其左、右两侧的巷旁充填侧模板支架和可调式液压模板围成了形成沿空留巷充填墙的充填模腔。其有利于无煤柱开采，且作业安全，操作方便，适应性强，在巷旁既能形成隔离采空区、掩护混凝土充填墙使其凝固硬化成规则墙体，又能掩护并配合工作面运输机、采煤机和模板支架等进行正常采煤生产。

Description

沿空留巷综合支护装置

技术领域

本发明涉及一种煤层开采工作面的回采采煤用的支护装置，特别是一种适用于任何形式的沿空留巷、巷旁充填等采区支护作业，并在采空区的巷道一侧构筑充填体的沿空留巷综合支护装置。它可以在需要构筑充填体的区域内，既能形成隔离采空区、掩护混凝土充填墙使其凝固硬化成规则墙体，又能掩护并配合工作面运输机、采煤机和常用工作面液压支架、模板支架等进行正常采煤生产。属于煤炭开采机械制造领域。

背景技术

我国从二十世纪八十年代开始对无煤柱开采(也称沿空留巷、巷旁充填或Y型通风)的采煤方法进行探索和研究，但是受装备、管理等各种条件限制，仅仅是个别地区针对特定的地质、煤层等客观条件取得一些突破，没有形成系统的具有推广应用价值的综合技术。例如公开号为CN101033689A的“一种煤矿井下无煤柱回收方法”是先留设煤柱，然后开设通风钻孔，最终回收煤柱。这种在煤柱中钻孔通风的方法，只有在煤的硬度较大的情况下有可能实施，而且还有一定的通风风险，该方法中对煤柱的后期回收也存在回采巷道布置困难等实际问题。公开号CN101117890A的“沿空留巷巷帮支护法”是在巷道一侧构筑墙体的方法。这是目前国际上通用流行的沿空留巷充填支护方法，但是该方法中主要陈述了构筑墙体的材料，和墙体的结构，而没有涉及如何在充填过程中使用能实现机械化作业的充填模板和支护装置。

综上所述，目前尚未有完整的沿空留巷充填支护方法及设备用来实现膏体混凝土在机械化充填模板中凝固成型，并且实现对充填区域实施机械化支护手段的报导。

发明内容

本发明的目的是提供一种沿空留巷综合支护装置，它有效地解决了现有技术尚未解决的如何进行机械化的立模和整体支护，以及实现墙体充填和采煤生产并行作业的难题，其综合利用了成熟的回采技术和常用设备，有利于无煤柱开采，且作业安全，操作方便，适应性强，它可以在巷旁需要构筑充填墙的区域内，既能形成隔离采空区、掩护混凝土充填墙使其凝固硬化成规则墙体，又能掩护并配合工作面运输机、采煤机和模板支架等进行正常采煤生产。

本发明的目的是这样实现的：该沿空留巷综合支护装置包括沿工作面铺设的运输机、巷道超前支护支架、巷旁充填后模板支架、巷旁充填侧模板支架和一组工作面液压支架，其技术要点是：所述的巷道超前支护支架设置在运输巷道或回风巷道中，所述的巷旁充填后模板支架、巷旁充填侧模板支架和一组工作面液压支架沿巷道旁依次平行顺序排列，并使所述各支架与所述运输机运行方向相垂直，通过所述各支架的连接头分别与所述运输机相连接，在所述巷道超前支护支架与所述巷旁充填后模板支架之间设置可调式液压模板，并使所述巷旁充填后模板支架及布置其左、右两侧的所述巷旁充填侧模板支架和所述可调式液压模板围成了通过管道浇注膏体混凝土形成沿空留巷充填墙的充填模腔。

围成所述充填模腔的侧面的可调式液压模板采用通过连接头与所述运输机相连接的巷旁充填侧模板支架或其它支撑模板替代。

由于本发明的沿空留巷综合支护装置利用了采区成熟的回采技术及其常用的运输机、工作面液压支架等设备，同时配置本发明人的在先专利，如公告号为CN200999614Y的“巷旁充填侧模板支架”和公告号为CN200999613Y的“巷旁充填后模板支架”、公告号为CN200985799Y的“巷道超前支护支架”以及新设计的“可调式液压模板”等装置，其开采作业安全，操作方便，所以能够在保持工作面进行机械化的无煤柱开采的同时，对后方的采空区采用科学的支护和充填手段。当利用上述支护装置支架中的各推移油缸，沿工作面的回采方向来推移运输机及支架自身后，即可通过管道向各支架围成的充填模腔内浇注膏体混凝土，在整个工作面内沿巷道一侧形成所需要的条带状充填墙。因此，它有效地解决了如何进行机械化的立模和整体支护，以及实现墙体充填和采煤生产并行作业的难题。本发明沿空留巷综合支护装置既可以在巷旁需要构筑充填墙的区域内，形成隔离采空区，掩护混凝土充填墙使其凝固硬化成所需要的条带状充填墙，又能掩护并配合工作面所设置的运输机、采煤机和工作面液压支架、各模板支架等进行正常采煤生产，故能适用于任何形式的沿空留巷、巷旁充填等采区支护作业，由此可见其适应性很强，

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步描述。

图1是本发明布置在回采工作面的一种结构示意图。

图2是图1中的工作面液压支架的结构示意图。

图3是图1中的巷旁充填侧模板支架的结构示意图。

图4是图1中的巷旁充填后模板支架的结构示意图。

图5是图1中的可调式液压模板的结构示意图。。

图6是图5的侧视图。

图中序号说明：1工作面液压支架、2巷旁充填侧模板支架、3巷旁充填后模板支架、4可调式液压模板、5运输机、6巷道超前支护支架、7连接头、8牵拉液压缸、9链条、10连接头、11尾巷、12沿空留巷充填墙、13采空区、14煤层、15顶梁、16液压立柱、17推移液压缸、18推杆、19顶梁、20液压立柱、21推移液压缸、22推杆、23顶梁、24液压立柱、25推移液压缸、26推杆、27模板、28直撑液压缸、29辅助支撑液压缸。

具体实施方式

根据图1～6详细说明本发明的具体结构。该沿空留巷综合支护装置是用于工作面实施沿空留巷，沿采空区边缘进行巷旁充填构筑沿空留巷充填墙12的机械化支护设备。它包括根据采区布置送出工作面的运输巷道和回风巷道并开出切眼后，沿工作面铺设的采煤机(图中未示出)、运输机5和一组带有连接头7的常用工作面液压支架1，同时配置本发明人的在先专利，带有连接头7的巷旁充填侧模板支架2(公告号为CN200999614Y)和带有连接头7的巷旁充填后模板支架3(公告号为CN200999613Y)、设置在回风巷道中或运输巷道的转载机两侧的巷道超前支护支架6(公告号为CN200985799Y)以及新设计的可调式液压模板4等设备。其中也可根据巷道顶板条件和矿压情况选择是否需要将巷道超前支护支架6设置在运输巷道或回风巷道中。在工作面的上端头或下端头需要留设混凝土沿空留巷充填墙12的位置上布置巷旁充填后模板支架3，使之位于沿空留巷充填墙的正前方，在与巷旁充填后模板支架3相邻的采空区的同一侧布置巷旁充填侧模板支架2和一组工作面液压支架1。该组工作面液压支架1的数量根据开采工作面长度确定。这些支架3、2、1可按图1所示沿巷道旁依次平行顺序排列，并使各支架3、2、1与运输机5运行方向相垂直，通过各支架的连接头7分别与运输机5相连接。在巷道超前支护支架6与巷旁充填后模板支架3之间设置可调式液压模板4，并使巷旁充填后模板支架3及布置其左、右两侧的巷旁充填侧模板支架2和可调式液压模板4围成充填模腔。在充填模腔内可以通过管道浇注膏体混凝土形成沿空留巷充填墙12。

围成充填模腔的侧面的可调式液压模板4也可采用通过连接头7与运输机5相连接的巷旁充填侧模板支架2或其它支撑模板替代，当采用巷旁充填侧模板支架2时，也可根据巷道顶板条件和矿压情况不设置巷道超前支护支架6。

上述工作面液压支架1(如图2所示)包括底座及通过四连杆机构和液压立柱16连接的顶梁15等件，在底座中设置推移液压缸17及铰接其活塞杆上的带有连接头7的推杆18。巷旁充填侧模板支架2(如图3所示)包括底座及通过四连杆机构和液压立柱20连接的顶梁19等件，在底座中设置推移液压缸21及铰接其活塞杆上的带有连接头7的推杆22。巷旁充填后模板支架3(如图4所示)包括底座及通过四连杆机构和液压立柱24连接的顶梁23等件，在底座中设置推移液压缸25及铰接其活塞杆上的带有连接头7的推杆26。

可调式液压模板4(如图5～6所示)包括带有牵拉液压缸8的底座及组装其上的由直撑液压缸28、斜撑液压缸、辅助支撑液压缸29进行调整支撑的由上模板、下模板构成的模板27等件。根据可调式液压模板4所处巷道底板的情况，适当调整斜撑液压缸，使底座与巷道底板充分接触，并且下模板和上模板靠紧在沿空留巷充填墙12的侧面。操纵直撑液压缸28，使上模板升高，直至支撑到巷道顶板。在充填膏体混凝土过程中，注意观察，如发现由于膏体混凝土的作用使可调式液压模板4发生向远离沿空留巷充填墙12的方向滑动，则操纵辅助支撑液压缸29，使其或支撑在底座上，或支撑在巷道内其他设备的固定座上。当可调式液压模板4布置在巷旁充填后模板支架3的靠巷道一侧，位于巷旁充填后模板支架3和巷道超前支护支架6之间时，通过牵拉液压缸8、链条9及连接头10连接在巷旁充填后模板支架3上。这样，就形成了一个前方是巷旁充填后模板支架3、靠采空区一侧是巷旁充填侧模板支架2、靠巷道一侧是可调式液压模板4围成的充填模腔，后方是已经(或即将)凝固成型的混凝土沿空留巷充填墙12，并构成了一个封闭的待充填膏体混凝土的空间，膏体混凝土就通过管道被充填进所形成的封闭空间内。

本发明沿空留巷综合支护装置的具体操作步骤如下：

采煤开始时，即采煤机割第一刀煤时，也是由巷旁充填后模板支架3、巷旁充填侧模板支架2和可调式液压模板4围成的充填模腔内已充填好膏体混凝土，等待其凝固成形的过程。此时，操纵工作面液压支架1、巷旁充填侧模板支架2和巷旁充填后模板支架3中的各液压立柱16、20、24使相应的顶梁15、19、23分别支撑住煤层顶板，使各支架1、2、3处于固定不动状态。这时工作面液压支架1的推杆18处于伸出状态、支架2和3的推杆22和26处于收回状态，运输机靠煤壁，处于准备割煤状态。

采煤机沿输送机5行走并割煤，完成割煤一刀后，操纵支架1的液压立柱16使顶梁15稍稍脱离煤层顶板，然后动作推移千斤顶17，使推杆18收回，带动支架1向运输机靠拢。模板支架2和3不动。然后，操纵支架1、2、3底座内的推移千斤顶17、21和25，分别驱动各自的推杆18、22、26向煤壁伸出一个步距，为采煤机割第二刀煤做好准备。此时，模板支架2和3的顶梁19和23前端的伸缩梁伸出临时支护采煤机割过的顶板。

当采煤机沿输送机5行走割完第二刀煤之后，操纵支架1的液压立柱16使顶梁15稍稍脱离煤层顶板，然后动作推移千斤顶17，使推杆18收回，带动支架1向运输机靠拢。模板支架2和3不动。然后，操纵支架1、2、3底座内的推移千斤顶17、21和25，分别驱动各自的推杆18、22、26向煤壁伸出一个步距，为采煤机割第三刀煤做好准备。此时，模板支架2和3的顶梁19和23前端的护帮板打开临时支护采煤机割过的顶板。在此期间，膏体混凝土正在由巷旁充填后模板支架3、巷旁充填侧模板支架2和可调式液压模板4围成的充填模腔内逐渐凝固形成支撑在采空区上方顶板与底板之间的条带状沿空留巷充填墙12。

当采煤机割完第3刀煤之后，操纵支架1的液压立柱16使顶梁15稍稍脱离煤层顶板，然后动作推移千斤顶17，使推杆18收回，带动支架1向运输机靠拢。这时由支架3、2和可调式液压模板4围成的充填模腔内的混凝土已凝固达到可以移模的状态。操纵支架2和3底座内的推移千斤顶21和25，分别驱动推杆22和26收回，使巷旁充填后模板支架3和巷旁充填侧模板支架2向运输机拉靠，再降低直撑液压缸28和辅助支撑液压缸29，操纵牵拉液压缸8使可调式液压模板向回采方向前行一个步距，重新围成充填模腔。开始进行下一个循环的充填和采煤。

如此循环，重复上述各步骤即可在连续完成整体回采采煤作业的同时，又能连续完成条带充填墙12的安全支护和充填作业。

Claims (2)

1、一种沿空留巷综合支护装置，包括沿工作面铺设的运输机、巷道超前支护支架、巷旁充填后模板支架、巷旁充填侧模板支架和一组工作面液压支架，其特征在于：所述的巷道超前支护支架设置在运输巷道或回风巷道中，所述的巷旁充填后模板支架、巷旁充填侧模板支架和一组工作面液压支架沿巷道旁依次平行顺序排列，并使所述各支架与所述运输机运行方向相垂直，通过所述各支架的连接头分别与所述运输机相连接，在所述巷道超前支护支架与所述巷旁充填后模板支架之间设置可调式液压模板，并使所述巷旁充填后模板支架及布置其左、右两侧的所述巷旁充填侧模板支架和所述可调式液压模板围成了通过管道浇注膏体混凝土形成沿空留巷充填墙的充填模腔。

2、根据权利要求1所述的沿空留巷综合支护装置，其特征在于：围成所述充填模腔的侧面的可调式液压模板采用通过连接头与所述运输机相连接的巷旁充填侧模板支架或其它支撑模板替代。

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