CN103306694A - 急倾斜松软煤层煤巷掘进前探支护方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种急倾斜松软煤层煤巷掘进前探支护方法及装置，该方法包括在煤巷顶端两侧各设置锚固于岩石层的锚杆；锚杆由螺纹紧固件固定连接一挂接座；在挂接座上挂接一弓形挂钩，弓形挂钩与挂接座之间设置一保险装置；将两个纵梁一端分别置入两弓形挂钩弓形开槽内，两纵梁支撑在弓形挂钩设置的螺纹顶升机构上，两支撑梁另一端伸入拟支护松软煤体下方；在两个纵梁搭设支护面板以形成支护托盘；转动螺纹顶升机构的螺杆将支护托盘顶升至设定高度。本支护装置按前述支护方法设置。本发明的有益效果是，支护方法在确保掘进安全和提高掘进效率的同时，降低支护操作难度和支护成本；支护装置结构简单、操作方便、劳动强度低，使用和维护成本低。

Description

急倾斜松软煤层煤巷掘进前探支护方法及装置

技术领域

本发明涉及一种松软煤层巷道支护技术，特别涉及一种急倾斜松软煤层煤巷掘进临时支护用的前探支护方法及装置。

背景技术

在煤矿采煤作业前的煤巷或半煤巷掘进中，通常采用循环的掘进方式，即每掘进一端设定距离作为一个循环，在一个循环掘进完成后，再对巷道进行永久性支护。对于松软煤层而言，由于煤层自稳定性越差，在单个循环作业还未全部完成时，巷道上部松软煤层就可能发生垮冒，不仅存在安全隐患，而且还会带来掘进效率的降低。煤层越松软就越容易发生煤层垮冒事故，特别是在掘进急倾斜松软煤层巷道时，其问题尤为突出。为确保掘进安全和提高掘进效率，需要对松软煤层实施临时支护。本申请人于2012年8月17日申请了一种名称为“松软煤层掘进超前支护装置”，该申请已于2013年2月13日被授予了专利权并同时予与公告，其公告号为CN202731961U。该装置包括设在煤巷内的轨道、轨道小车，在小车上设置用于临时支护的悬伸式支架，支架通过油缸实现升降，小车上还设有防倾翻装置，利用该装置可方便实现超前临时支护。但在实际应用过程中逐步发现，该装置结构较复杂，制造成本较高，且需设置液压系统，操作较繁琐且需要一定的操作技巧以确保使用安全。为此，需要对此进行改进，以降低制造成本和使用成本，简化操作程序，降低操作难度，以利于更加广泛地推广应用。

发明内容

本发明的第一目的是克服现有技术的不足，提供一种在急倾斜松软煤层煤巷掘进过程中用于防止煤层垮冒的前探支护方法，以在确保掘进安全和提高掘进效率的同时，降低支护操作难度和支护成本。本发明的第二目的是提供一种前探支护装置，以简化操作程序、降低操作难度，便于广泛地推广应用。

为实现第一目的，本发明采用如下技术方案。

一种急倾斜松软煤层煤巷掘进前探支护方法，包括以下步骤：

A、在煤巷顶端两侧各设置锚固于岩石层的至少一锚杆；

B、通过所述锚杆由螺纹紧固件固定连接一挂接座；

C、在所述挂接座上挂接一弓形开槽呈斜向上倾斜的弓形挂钩，在弓形挂钩与挂接座之间设置一用以防止所述弓形挂钩滑脱的保险装置，并在弓形挂钩下横臂上设置一顶持端伸入弓形开槽内的螺纹顶升机构；

D、将两个独立的纵梁或构成支护框架的两纵梁一端分别置入两弓形挂钩弓形开槽内并由所述螺纹顶升机构支撑，两支撑梁另一端伸入拟支护松软煤体下方；

E、在两个独立的纵梁或支护框架上搭设支护面板以形成支护托盘；

F、通过螺纹顶升机构将支护托盘顶升至设定支护高度。

采用上述技术方案的本发明方法，用于前探支护的支托盘由锚固于岩石层的锚杆设置成悬挂式固定连接，支护托盘通过弓形挂钩的弓背部位限制其侧滑，支护托盘弓形挂钩设置的螺纹顶升机构顶升固定。因此，只需在搭设好支护托盘后，通过顶升机构就可实现支护，其不需设置液压系统、轨道小车等，其结构简单，制造和使用成本低，相应操作简单、方便，不需要专业的操作技巧，利于广泛地推广应用。

本发明在实际应用时，可只需松开顶升机构使支护托盘下降后，即可实现支护托盘前移；当一个掘进循环完成后，按前述顺序拆下支护托盘、保险装置、弓形挂钩、挂接座等后，在巷道前方设定位置设置锚杆后，再通过锚杆等固定和顶升支护托盘即可。

优选的技术方案，所述保险装置设置为保险销式快装结构。以提高支护效率。

为实现第二目的，本发明采用如下技术方案。

一种急倾斜松软煤层煤巷掘进前探支护装置，包括一端伸入松软煤体下方的支护托盘，支护托盘包括两个独立的支撑梁或由两支撑梁形成的支护框架，在两个独立的支撑梁或支护框架上设有支护面板；两个支撑梁外端分别位于两弓形挂钩的弓形开槽内，两弓形挂钩的弓形开槽呈斜向上倾斜，其弓背部位用于限制支撑梁侧滑，两弓形挂钩上设有用于顶升两支撑梁的螺纹顶升机构；弓形挂钩挂接于挂接座上，弓形挂钩与挂接座之间设有一用于防止所述弓形挂钩滑脱的快装结构的保险装置；两挂接座位于煤巷顶端两侧，挂接座通过螺纹紧固件固定于锚杆上，锚杆另一端伸入岩石层并锚固于岩体上。

采用上述技术方案的本发明装置，由于只设有支护托盘、挂接座、锚杆和弓形挂钩，不需设置轨道小车、液压系统等，其结构简单，操作方便，操作技能要求低。

优选的技术方案，所述挂接座由相互焊接固定的垫板和工字钢组成，垫板用于支撑在煤巷的顶壁上，垫板连接在工字钢的工字外壁上；所述螺纹紧固件包括具有内凹球面的垫板和具有外凸球面的球面螺母。

优选的技术方案，所述弓形挂钩包括由槽钢支撑的挂钩本体，挂钩本体上端的槽底外壁面上焊接一垂直悬伸的挂臂，挂臂用于搭接在所述工字钢的工字横梁上；挂臂下方还设有一防倾翻臂，防倾翻臂位于工字钢的工字横梁下方，用以防止弓形挂钩倾翻。

优选的技术方案，所述保险装置为保险销式快装结构。以简化结构，降低操作难度和制造、使用成本。

进一步优选的技术方案，所述保险装置包括分别位于所述工字钢两侧的支板，两支板一端焊接固定在挂钩本体的槽底外壁面上，两支板的自由端伸出工字钢远端，在两支板的自由端上设有用于穿接螺杆或销轴的穿孔以形成保险销式快装结构。

优选的技术方案，所述螺纹顶升机构包括螺合在弓形挂钩下方水平壁板上的螺杆，螺杆下端设有横向贯穿孔，螺杆上端与支撑梁之间设有垫套，垫套活动套接在螺杆上。以通过贯穿孔穿接转动手柄用于扳动螺杆，垫套由于增大螺杆与支撑梁之间的接触面，以增大摩擦阻力，防止支撑梁滑移；同时，垫套活动套接在螺杆上可减小垫套与螺杆间的摩擦阻力，降低操作强度。

当在松软煤层中掘进巷道时，先按巷道设计断面，将巷道上部松软煤层掘出一个小空间，然后利用本发明方法设置本发明的支护装置将松软煤层支护好，使松软煤层在本发明支护装置的保护下，掘进巷道中下部煤层，有效防止了松软煤层在巷道掘进过程中防止煤层垮冒事故。当一个循环的巷道断面施工完成后，进行巷道永久支护作业，巷道永久支护完成后，拆除松软煤层掘进临时支护装置，开始进行下一个循环作业。

本发明与现有技术相比的有益效果是，支护方法在确保掘进安全和提高掘进效率的同时，降低支护操作难度和支护成本；支护装置结构简单、操作方便、劳动强度低，使用和维护成本低。

附图说明

图1是本发明的结构示意轴测图。

图2是本发明的部分结构示意图。

图3是本发明图1中的A部放大图。

以上附图同时用于说明本发明的支护方法。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1参见图1、图2、图3，一种急倾斜松软煤层煤巷掘进前探支护方法，包括以下步骤：

A、在煤巷1顶端两侧各设置锚固于岩石层的至少一锚杆2；

B、通过所述锚杆2由螺纹紧固件固定连接一挂接座3；

C、在所述挂接座3上挂接一弓形开槽呈斜向上倾斜的弓形挂钩4，在弓形挂钩4与挂接座3之间设置一用以防止所述弓形挂钩4滑脱的保险装置5，并在弓形挂钩4下横臂上设置一顶持端伸入弓形开槽内的螺纹顶升机构7；

D、将两个独立的纵梁6或构成支护框架的两纵梁6一端分别置入两弓形挂钩4弓形开槽内并由所述螺纹顶升机构7支撑，两支撑梁6另一端伸入拟支护松软煤体下方；

E、在两个独立的纵梁6或支护框架上搭设支护面板8以形成支护托盘；

F、通过螺纹顶升机构7将支护托盘顶升至设定支护高度。

所述保险装置5设置为保险销式快装结构。

实施例2参见图1、图2、图3，一种急倾斜松软煤层煤巷掘进前探支护装置，包括一端伸入松软煤体下方的支护托盘，支护托盘包括两个独立的支撑梁6或由两支撑梁6形成的支护框架，在两个独立的支撑梁6或支护框架上设有支护面板8；两个支撑梁6外端分别位于两弓形挂钩4的弓形开槽内，两弓形挂钩4的弓形开槽呈斜向上倾斜，其弓背部位用于限制支撑梁6侧滑，两弓形挂钩4上设有用于顶升两支撑梁6的螺纹顶升机构7；弓形挂钩4挂接于挂接座3上，弓形挂钩4与挂接座3之间设有一用于防止所述弓形挂钩4滑脱的保险装置5；两挂接座3位于煤巷1顶端两侧，挂接座3通过螺纹紧固件固定于锚杆2上，锚杆2另一端伸入岩石层并锚固于岩体上。

所述挂接座3由相互焊接固定的垫板31和工字钢32组成，垫板31用于支撑在煤巷1的顶壁上，垫板31连接在工字钢32的工字外壁上；所述螺纹紧固件包括具有内凹球面的垫板33和具有外凸球面的球面螺母34。

所述弓形挂钩4包括由槽钢支撑的挂钩本体41，挂钩本体41上端的槽底外壁面上焊接一垂直悬伸的挂臂42，挂臂42用于搭接在所述工字钢32的工字横梁上；挂臂42下方还设有一防倾翻臂43，防倾翻臂43位于工字钢32的工字横梁下方。

所述保险装置包括5分别位于所述工字钢32两侧的支板44，两支板44一端焊接固定在挂钩本体41的槽底外壁面上，两支板44的自由端伸出工字钢32远端，在两支板44的自由端上设有用于穿接螺杆或销轴的穿孔44a，以形成保险销式快装结构。图中未示出螺杆或销轴。

所述螺纹顶升机构7包括螺合在弓形挂钩4下方水平壁板上的螺杆71，螺杆71下端设有横向贯穿孔71a，螺杆71上端与支撑梁6之间设有垫套72，垫套72活动套接在螺杆71上。

以上虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但本领域的普通技术人员也可以意识到对所附权利要求的范围内作出各种变化或修改，这些修改和变化应理解为是在本发明的范围和意图之内的。

Claims (8)

1.一种急倾斜松软煤层煤巷掘进前探支护方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、在煤巷(1)顶端两侧各设置锚固于岩石层的至少一锚杆(2)；

B、通过所述锚杆(2)由螺纹紧固件固定连接一挂接座(3)；

C、在所述挂接座(3)上挂接一弓形开槽呈斜向上倾斜的弓形挂钩(4)，在弓形挂钩(4)与挂接座(3)之间设置一用以防止所述弓形挂钩(4)滑脱的保险装置(5)，并在弓形挂钩(4)下横臂上设置一顶持端伸入弓形开槽内的螺纹顶升机构(7)；

D、将两个独立的纵梁(6)或构成支护框架的两纵梁(6)一端分别置入两弓形挂钩(4)弓形开槽内并由所述螺纹顶升机构(7)支撑，两支撑梁(6)另一端伸入拟支护松软煤体下方；

E、在两个独立的纵梁(6)或支护框架上搭设支护面板(8)以形成支护托盘；

F、通过螺纹顶升机构(7)将支护托盘顶升至设定支护高度。

2.根据权利要求1所述的急倾斜松软煤层煤巷掘进前探支护方法，其特征在于，所述保险装置(5)设置为保险销式快装结构。

3.一种急倾斜松软煤层煤巷掘进前探支护装置，包括一端伸入松软煤体下方的支护托盘，其特征在于，支护托盘包括两个独立的支撑梁(6)或由两支撑梁(6)形成的支护框架，在两个独立的支撑梁(6)或支护框架上设有支护面板(8)；两个支撑梁(6)外端分别位于两弓形挂钩(4)的弓形开槽内，两弓形挂钩(4)的弓形开槽呈斜向上倾斜，其弓背部位用于限制支撑梁(6)侧滑，两弓形挂钩(4)上设有用于顶升两支撑梁(6)的螺纹顶升机构(7)；弓形挂钩(4)挂接于挂接座(3)上，弓形挂钩(4)与挂接座(3)之间设有一用于防止所述弓形挂钩(4)滑脱的保险装置(5)；两挂接座(3)位于煤巷(1)顶端两侧，挂接座(3)通过螺纹紧固件固定于锚杆(2)上，锚杆(2)另一端伸入岩石层并锚固于岩体上。

4.根据权利要求3所述的急倾斜松软煤层煤巷掘进前探支护装置，其特征在于，所述挂接座(3)由相互焊接固定的垫板(31)和工字钢(32)组成，垫板(31)用于支撑在煤巷(1)的顶壁上，垫板(31)连接在工字钢(32)的工字外壁上；所述螺纹紧固件包括具有内凹球面的垫板(33)和具有外凸球面的球面螺母(34)。

5.根据权利要求3所述的急倾斜松软煤层煤巷掘进前探支护装置，其特征在于，所述弓形挂钩(4)包括由槽钢支撑的挂钩本体(41)，挂钩本体(41)上端的槽底外壁面上焊接一垂直悬伸的挂臂(42)，挂臂(42)用于搭接在所述工字钢(32)的工字横梁上；挂臂(42)下方还设有一防倾翻臂(43)，防倾翻臂(43)位于工字钢(32)的工字横梁下方。

6.根据权利要求3所述的急倾斜松软煤层煤巷掘进前探支护装置，其特征在于，所述保险装置(5)为保险销式快装结构。

7.根据权利要求6所述的急倾斜松软煤层煤巷掘进前探支护装置，其特征在于，所述保险装置(5)包括分别位于所述工字钢(32)两侧的支板(44)，两支板(44)一端焊接固定在挂钩本体(41)的槽底外壁面上，两支板(44)的自由端伸出工字钢(32)远端，在两支板(44)的自由端上设有用于穿接螺杆或销轴的穿孔(44a)。

8.根据权利要求3所述的急倾斜松软煤层煤巷掘进前探支护装置，其特征在于，所述螺纹顶升机构(7)包括螺合在弓形挂钩(4)下方水平壁板上的螺杆(71)，螺杆(71)下端设有横向贯穿孔(71a)，螺杆(71)上端与支撑梁(6)之间设有垫套(72)，垫套(72)活动套接在螺杆(71)上。

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