CN105178997B - 一种适于破碎围岩的全断面快速支护设备及支护方法 - Google Patents

Abstract

一种适于破碎围岩的全断面快速支护设备，包括主支柱，左侧向支柱，右侧向支柱，底板千斤顶，主支护板，左侧向支护板和右侧向支护板；主支护板固定安装于主支柱顶端，左侧向支护板固定安装于左侧向支柱顶端，右侧向支护板固定安装于右侧向支柱顶端，主支柱位于底板千斤顶顶端，左侧向支柱和右侧向支柱分别安装于主支柱左右两侧。本发明能够全断面快速对巷道围岩进行支护，能够解决深部地下工程资源开采过程中，巷道围岩变形严重，尤其是在断层、褶曲等地质构造带附近，围岩破碎易冒落伤人的技术问题。

Description

一种适于破碎围岩的全断面快速支护设备及支护方法

技术领域

本发明涉及一种支护设备及支护方法，尤其是一种适于破碎围岩的全断面快速支护设备及支护方法。

背景技术

随着水利水电、公路隧道及地下资源开采等岩土工程施工规模和作业深度的不断扩大，生产企业和施工单位所面临的各种工程问题也日益严重。其中各种硐室及巷道开挖过程中的严重变形问题尤为突出。硐室及巷道严重变形对工程进度及人员安全产生巨大影响。以煤矿为例，据不完全统计，我国煤矿每年新掘进的巷道总长度超过10000km，这其中包括松软破碎围岩巷道、高地应力巷道、受强烈动压影响巷道、大断面巷道等围岩变形较严重的巷道，这些巷道围岩变形量大(一般在500mm以上，有些巷道的位移高达 3 000mm以上，如淮南、铁法小康等矿区，金川镍铂矿区)，巷道围岩难以控制。同时，在我国的煤矿各类事故中，巷道顶板的发生次数占总事故数量的52.9％，位居第一。如何快速有效的控制巷道围岩的变形，确保采掘过程中巷道围岩的稳定，尤其是在地质构造复杂的深部进行开采，是关系到煤矿安全高效开采和矿工生命安全的首要任务。但现有技术中并没有一种能够快速有效控制围岩变形的支护设备及支护方法。

发明内容

为了解决深部地下工程资源开采过程中，巷道围岩变形严重，尤其是在断层、褶曲等地质构造带附近，围岩破碎易冒落伤人的技术问题，本发明提供了一种适于破碎围岩的全断面快速支护设备。

本发明采用的技术方案如下：

一种适于破碎围岩的全断面快速支护设备，包括主支柱，左侧向支柱，右侧向支柱，底板千斤顶，主支护板，左侧向支护板和右侧向支护板。

所述主支护板固定安装于所述主支柱顶端，所述左侧向支护板固定安装于所述左侧向支柱顶端，所述右侧向支护板固定安装于所述右侧向支柱顶端，所述主支柱位于所述底板千斤顶顶端，所述左侧向支柱和所述右侧向支柱分别安装于所述主支柱左右两侧。

在上述适于破碎围岩的全断面快速支护设备中，所述主支护板，所述左侧向支护板和所述右侧向支护板分别成型有若干个通孔。

在上述适于破碎围岩的全断面快速支护设备中，所述主支护板，所述左侧向支护板和所述右侧向支护板两侧均装配有侧翼板，通过两个侧翼板连接件和一个侧翼板支杆连接。

在上述适于破碎围岩的全断面快速支护设备中，所述主支柱和所述底板千斤顶之间还安装有旋转平台，所述主支柱固定于所述旋转平台上，所述旋转平台由所述底板千斤顶支撑。

在上述适于破碎围岩的全断面快速支护设备中，所述左侧向支柱和所述右侧向支柱分别连接有左立支柱和右立支柱，所述左立支柱和所述右立支柱均立于所述旋转平台上。

在上述适于破碎围岩的全断面快速支护设备中，所述主支柱与所述旋转平台之间还装配有主支柱垫板。

在上述适于破碎围岩的全断面快速支护设备中，所述旋转平台固定于转载矿车上。

在上述适于破碎围岩的全断面快速支护设备中，所述主支护板，所述左侧向支护板和所述右侧向支护板及所述侧翼板与围岩接触面呈弧面状。

一种适于破碎围岩的全断面快速支护系统，包括若干个上述适于破碎围岩的全断面快速支护设备，相邻的所述适于破碎围岩的全断面快速支护设备之间通过横向连接支柱连接，所有支柱和支杆的动作均由液压控制系统进行控制。

一种适于破碎围岩的全断面快速支护方法，使用上述适于破碎围岩的全断面快速支护系统对巷道围岩进行支护，步骤包括：

a)首先通过转载矿车将所述适于破碎围岩的全断面快速支护系统运输至需要对围岩进行支护的巷道内；

b)通过所述液压控制系统升高所述主支柱，所述左侧向支柱，所述右侧向支柱和所述底板千斤顶，使所述主支护板，左侧向支护板和右侧向支护板与巷道围岩接触；

c)通过所述液压控制系统驱动所述侧翼板支杆，伸出全部所述侧翼板；

d)经过观察，在围岩最大变形量降低到2-5mm/d后，在巷道顶板和两帮铺设锚网，通过所述通孔进行锚杆或锚索固定。

上述适于破碎围岩的全断面快速支护方法在步骤b)之后，步骤c)之前，还包括步骤：c1)通过所述液压控制系统驱动所述左侧向支柱和所述左立支柱，所述右侧向支柱和所述右立支柱，增大所述左侧向支护板和所述右侧向支护板与接触围岩的接触面积。

上述适于破碎围岩的全断面快速支护方法在步骤c)之后，步骤d)之前，还包括步骤：d1)通过所述通孔对围岩进行注浆加固。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

①「本发明提供的适于破碎围岩的全断面快速支护设备及支护方法，由于采用主支柱，左侧向支柱，右侧向支柱分别作用主支护板，左侧向支护板，右侧向支护板实现对巷道顶板和两帮围岩的支护，采用底板千斤顶实现对底板的支护，并采用液压控制系统统一操作，因此，本发明能够全断面快速支护巷道围岩，支护效果十分明显。

②「本发明提供的适于破碎围岩的全断面快速支护设备，由于在主支护板，左侧向支护板和右侧向支护板上成型有若干通孔，方便在支护板状态下，同时实施对围岩的注浆作业和锚网锚杆/锚索支护作业，因此，本发明能够实现对破碎围岩的二次支护，支护效果更加明显。

③「本发明提供的适于破碎围岩的全断面快速支护设备，由于在支护板两侧还装配有侧翼板，并使用铰链连接，侧翼板能够相对于支护板旋转，因此，本发明能够对围岩进行更大范围的支护，尤其是对破碎围岩，支护效果更加明显。

④「本发明提供的适于破碎围岩的全断面快速支护设备，由于将主支柱安装于旋转平台上，因此，本发明能够更加灵活的适用巷道的走向变化，适应性更强。

⑤「本发明提供的适于破碎围岩的全断面快速支护设备，由于左侧向支柱和右侧向支柱与主支柱采用铰链连接，并在左侧向支柱和右侧向支柱下方分别与左立支柱和右立支柱铰链连接，因此，本发明能够适应巷道断面形状的变化进行灵活支护，能够适应不同巷道断面形状的支护要求，适应能力更强。

⑥「本发明提供的适于破碎围岩的全断面快速支护设备，由于主支柱安装于转载矿车之上，能够通过转载矿车实现快速移动，因此，本发明更加能够满足破碎围岩快速支护的要求。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明适于破碎围岩的全断面快速支护设备结构示意图；

图2是本发明适于破碎围岩的全断面快速支护系统结构示意图；

图3是本发明适于破碎围岩的全断面快速支护设备中主(左侧向、右侧向)支护板结构示意图；

图4是本发明适于破碎围岩的全断面快速支护系统实施例二 中的主(左侧向、右侧向)支护板结构示意图；

图5是本发明适于破碎围岩的全断面快速支护系统实施例一 中的主(左侧向、右侧向)支护板结构示意图。

图中标记为：1-主支柱，2-左侧向支柱，3-右侧向支柱，4-底板千斤顶， 5-主支护板，6-左侧向支护板，7-右侧向支护板，8-通孔，9-侧翼板，10- 侧翼板连接件，11-侧翼板支杆，12-旋转平台，13-左立支柱，14-右立支柱， 15-主支柱垫板，16-转载矿车。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1-5显示的是本发明适于破碎围岩的全断面快速支护设备及支护系统的优选实施例。

实施例一

所述适于破碎围岩的全断面快速支护设备，包括主支柱1，左侧向支柱 2，右侧向支柱3，底板千斤顶4，主支护板5，左侧向支护板6和右侧向支护板7；所述主支护板5固定安装于所述主支柱1顶端，所述左侧向支护板 6固定安装于所述左侧向支柱2顶端，所述右侧向支护板7固定安装于所述右侧向支柱3顶端，所述主支柱1位于所述底板千斤顶4顶端，所述左侧向支柱2和所述右侧向支柱3分别安装于所述主支柱1左右两侧。

在本实施例中，所述主支护板5，所述左侧向支护板6和所述右侧向支护板7分别成型有若干个通孔8。

在本实施例中，所述主支护板5，所述左侧向支护板6和所述右侧向支护板7两侧均装配有侧翼板9，通过两个侧翼板连接件10和一个侧翼板支杆11连接。

在本实施例中，所述主支柱1和所述底板千斤顶4之间还安装有旋转平台12，所述主支柱固定于所述旋转平台12上，所述旋转平台12由所述底板千斤顶4支撑。

在本实施例中，所述左侧向支柱2和所述右侧向支柱3分别连接有左立支柱13和右立支柱14，所述左立支柱13和所述右立支柱14均立于所述旋转平台12上。

在本实施例中，所述主支柱1与所述旋转平台12之间还装配有主支柱垫板15。

在本实施例中，所述旋转平台12固定于转载矿车16上。

所述适于破碎围岩的全断面快速支护系统，包括若干个本实施例，相邻的本实施例之间通过横向连接支柱17连接，所有支柱和支杆的动作均由液压控制系统进行控制。

采用本实施例对巷道围岩进行支护的方法，步骤包括：

a)首先通过转载矿车16将所述适于破碎围岩的全断面快速支护系统运输至需要对围岩进行支护的巷道内；

b)通过所述液压控制系统升高所述主支柱1，所述左侧向支柱2，所述右侧向支柱3和所述底板千斤顶4，使所述主支护板5，左侧向支护板6和右侧向支护板7与巷道围岩接触；

c)通过所述液压控制系统驱动所述左侧向支柱2和所述左立支柱 13，所述右侧向支柱3和所述右立支柱14，调整所述左侧向支护板6和所述右侧向支护板7与接触围岩的接触面积，使接触面积达到最大；

d)通过所述液压控制系统驱动所述侧翼板支杆11，伸出全部所述侧翼板9；

e)通过所述通孔对围岩进行注浆加固；

f)经过观察，在围岩最大变形量降低到2-5mm/d后，在巷道顶板和两帮铺设锚网，通过所述通孔(8)进行锚杆或锚索固定。

实施例二

在本实施例中，所述主支护板5，所述左侧向支护板6和所述右侧向支护板7及所述侧翼板9与围岩接触面呈弧面状。

除上述区别特征外，其余技术特征与实施例一相同。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (2)

1.一种适于破碎围岩的全断面快速支护设备，其特征在于：包括主支柱(1)，左侧向支柱(2)，右侧向支柱(3)，底板千斤顶(4)，主支护板(5)，左侧向支护板(6)和右侧向支护板(7)；

所述主支护板(5)固定安装于所述主支柱(1)顶端，所述左侧向支护板(6)固定安装于所述左侧向支柱(2)顶端，所述右侧向支护板(7)固定安装于所述右侧向支柱(3)顶端，所述主支柱(1)位于所述底板千斤顶(4)顶端，所述左侧向支柱(2)和所述右侧向支柱(3)分别安装于所述主支柱(1)左右两侧；

所述主支护板(5)，所述左侧向支护板(6)和所述右侧向支护板(7)分别成型有若干个通孔(8)；

所述主支护板(5)，所述左侧向支护板(6)和所述右侧向支护板(7)两侧均装配有侧翼板(9)，通过两个侧翼板连接件(10)和一个侧翼板支杆(11)连接；

所述主支柱(1)和所述底板千斤顶(4)之间还安装有旋转平台(12)，所述主支柱固定于所述旋转平台(12)上，所述旋转平台(12)由所述底板千斤顶(4)支撑；

所述左侧向支柱(2)和所述右侧向支柱(3)分别连接有左立支柱(13)和右立支柱(14)，所述左立支柱(13)和所述右立支柱(14)均立于所述旋转平台(12)上；

所述旋转平台(12)固定于转载矿车(16)上。

2.根据权利要求1所述的适于破碎围岩的全断面快速支护设备，其特征在于：所述主支护板(5)，所述左侧向支护板(6)和所述右侧向支护板(7)及所述侧翼板(9)与围岩接触面呈弧面状。