CN105464684A - 一种煤矿井下上山掘进防放炮震动倾倒支架的装置 - Google Patents

一种煤矿井下上山掘进防放炮震动倾倒支架的装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种煤矿井下上山掘进防放炮震动倾倒支架的装置，包括多榀支挡骨架、地梁组件及斜支撑杆；支挡骨架安装在靠近煤层工作面的U型支架的顶部，相邻的支挡骨架的端部连接；所述的地梁组件包括两钢轨及两托架，所述的两托架分别安装在设有支挡骨架的U型支架的两底脚处，两钢轨分别安装在两托架内；斜支撑杆的上端通过球铰与距离煤层工作面最远的支挡骨架尾端的U型支架连接，斜支撑杆的下端支撑在巷道底板上。本发明靠近煤层工作面几榀U型支架顶部通过支挡骨架连接，底脚处通过地梁组件连接成一整体，在距离煤层工作面最远的支挡骨架尾端的U型支架上设置斜支撑杆，增强了U型支架的抗倾覆能力，给掘进工作面提供了安全保障。

Description

一种煤矿井下上山掘进防放炮震动倾倒支架的装置
技术领域
本发明属于煤矿井巷工程领域，特别是涉及一种煤矿井下上山掘进防放炮震动倾倒支架的装置。
技术背景
煤矿井下上山掘进施工往往多采用爆破方式施工作业，为了钻孔施工、落煤（岩）、装运煤（岩石）方便，上山掘进施工要优于下山掘进施工。但上山掘进施工时，往往因放炮震动而造成已经支护好的支架倾斜与倒塌。给掘进工程施工带来危险性与巷道修复的复杂性、长期性。为了提高上山掘进施工放炮震动时支架的稳定性，煤矿井下亦采用过多种不同型式的抗倾覆结构设施，但收效甚微，尤其是在大断面上山炮掘施工过程中，不仅上山支架的稳定性受到放炮震动影响大，而且诱发煤与瓦斯突出及顶部煤（岩）倾出的事故几率亦增大。本发明装置旨在利用煤矿常用的废弃钢轨为基本材料，加工制作一个带弧型防突挡板的支挡骨架，并结合在支柱腿底固定联系地梁的方式，组成一个高强度与刚度的组合装置来提高其抗倾覆能力和确保掘进施工的安全性。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单，操作方便的煤矿井下上山掘进防放炮震动倾倒支架的装置，它能够降低煤与瓦斯突出及顶部煤（岩）倾出的事故几率，且能够使得支架稳定性可靠。
本发明采用的技术方案是：一种煤矿井下上山掘进防放炮震动倾倒支架的装置，包括多榀支挡骨架、地梁组件及斜支撑杆；支挡骨架安装在靠近煤层工作面的U型支架的顶部，相邻的支挡骨架的端部利用螺栓连接；所述的地梁组件包括两钢轨及两托架，所述的两托架分别安装在设有支挡骨架的U型支架的两底脚处，两钢轨分别安装在两托架内；斜支撑杆的上端通过球铰与距离煤层工作面最远的支挡骨架尾端的U型支架连接，斜支撑杆的下端支撑在巷道底板上。
上述的煤矿井下上山掘进防放炮震动倾倒支架的装置中，所述的支挡骨架包括截面为弧形的防突挡板及多根纵梁；所述的纵梁由工字钢制成，纵梁沿防突挡板的轴线设置在防突挡板的凹弧面上；防突挡板的端部设有连接钢板，连接钢板上靠近纵梁处设有螺纹孔；相邻的支挡骨架通过螺栓连接。
上述的煤矿井下上山掘进防放炮震动倾倒支架的装置中，所述的纵梁采用的工字钢的长度为1.8m，位于防突挡板顶部的纵梁的两端中部分别设有凹槽。
上述的煤矿井下上山掘进防放炮震动倾倒支架的装置中，所述的钢轨由15kg/m的轻质工字钢连接而成。
上述的煤矿井下上山掘进防放炮震动倾倒支架的装置中，所述的斜支撑杆的下端设有铁鞋，通过铁鞋支撑在巷道底板上。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
（1）本发明的靠近煤层工作面几榀U型支架顶部通过支挡骨架连接，底脚处通过地梁组件连接，这样，靠近煤层工作面几榀U型支架连接成一整体，而且，在距离煤层工作面最远的支挡骨架尾端的U型支架上设置斜支撑杆承载本发明倾斜方向的分力，增强了U型支架的抗倾覆能力，给掘进工作面提供了安全保障。
（2）本发明让上山掘进过程中，靠近煤层工作面几榀支架顶部通过带弧型防突挡板的支挡骨架连接，使得本发明具有阻挡顶部煤（岩）层倾出或阻挡煤与瓦斯突出的功能，大大降低上山掘进诱发的煤与瓦斯突出事故的几率，增强其抵抗灾害能力，型成安全可靠的施工环境。
（3）本发明还具有结构简单、安装操作方便的优点。
附图说明
图1是本发明的俯视图。
图2是图1中A—A剖面图。
图3是图1中B—B剖面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
在煤矿井下上山1的掘进过程中往往是通过炮眼14装药放炮后崩落煤（岩）层15，然后利用U型支架2对巷道围岩进行支护，为阻挡破碎岩体涌入上山2，则在U型支架与围岩之间安放一些支挡荆条24。上山主要用来安装皮带运输机25而提供皮带运输，也可以安装轨枕26和轨道27而提供矿车运输。
如图1-3所示，本发明包括2-3榀支挡骨架6、地梁组件20及斜支撑杆3；支挡骨架6安装在靠近煤层工作面的U型支架2的顶部，相邻的支挡骨架6的端部用螺栓23连接。所述的支挡骨架6包括截面为弧形的防突挡板及三根纵梁；三根纵梁包括位于防突挡板顶部的顶梁7和位于防突挡板两侧的侧梁9。所述的纵梁由工字钢制成，纵梁沿防突挡板的轴线设置在防突挡板的凹弧面上；防突挡板的两端分别设有连接钢板4；连接钢板上靠近纵梁处设有螺栓孔，用于将相邻的支挡骨架6通过螺栓23连接。
为了方便支挡骨架6的安装，顶梁7的两端中部设有凹槽13，方便在支挡骨架6未固定前，由支挡骨架6前后两端的U型支架2上的挂钩挂住，方便两侧的侧梁9与U型支架固定连接。
所述的地梁组件包括两钢轨及两组托架，所述的两组托架分别安装在设有支挡骨架的U型支架的两底脚处，将靠近煤层工作面的多个U型支架连接成一整体；两钢轨分别安装在两托架内。所述的钢轨由15kg/m的轻质工字钢连接而成。所述的斜支撑杆的上端通过球铰与距离煤层工作面最远的支挡骨架尾端的U型支架连接，斜支撑杆3的下端穿有铁鞋21，通过铁鞋21支撑在巷道底板上，承担本发明的倾斜方向的分力。斜支撑杆3用15kg/m的轻质工字钢制成，其长度根据上山巷道设计高度计算获得；斜支撑杆3下端的铁鞋21增大巷道底板的承载能力。
本发明的施工方法，包括：
地面加工步骤
步骤1：在地面将U支架的2的顶部预先固定安装地梁固定托架10，侧梁固定托架19和顶梁挂钩17，并在局部受力较大处，焊接一固定连接用钢板10。
步骤2：根据上山1的支护设计间距要求，设计每榀支挡骨架6的长度，若相邻的两U型支架2的间距为600mm，确定支挡骨架6的加工长度为1.8m。加工长度确定后，选用15kg/m的轻质工字钢作为纵梁，在两端分别焊接一10mm厚的连接钢板4，并在连接钢板4上靠近纵梁附近加工标准螺栓连接用螺栓孔22，方便相邻支挡骨架6间的连接。在其顶梁7两端的中部加工一方便挂钩挂住的凹槽13。
步骤3：根据上山设计高度计算斜支撑杆3的长度，选用矿用15kg/m的轻质钢轨为基本材料，在其上端加工一球铰5，下端连接铁鞋21。
步骤4：地梁组件20的长度可以与支挡骨架6的长度一致，亦可不一致。在地梁组件20的两端加工螺栓连接用的螺栓孔22。
步骤5：根据设计要求，按标准件要求加工制作足量配套活动式螺杆11、固定螺钉12、连接螺栓22、活动式托架18等辅助性构件。
井下安装步骤
步骤1：将加工好的两根地梁组件20放在地梁固定托架10上，然后对每榀U型支架上的活动式螺栓12转动至固定位置后，拧紧紧固螺钉将地梁组件20与U型支架的柱腿连接成一体。
步骤2：利用挂钩17将加工制作好的支挡骨架6的两端挂在U型支架的最上端，挂钩挂在支挡骨架顶梁7两端的凹槽13中；支挡骨架两侧的侧梁9搁在固定托架19上。
步骤3：利用U型卡环将支挡骨架6的顶梁7与U型支架2卡住；利用活动式螺栓与紧固螺钉将侧梁9与支架2有机连接成一整体。第1榀支挡骨架与地梁安装完成。
步骤4：按步骤1-3完成第2、第3榀支挡骨架的安装。
步骤5：将加工制作好的带半球形铰支座5的斜支撑杆3，固定在第3榀支挡骨架尾端连接的一榀U型支架2上，下端穿上铁鞋21，放置在较结实的巷道底板上。
步骤6：当上山掘进达一榀支挡骨架6的长度距离时，松开各联系地梁的紧固螺钉12，将地梁20移至最前端，按步骤1进行联系地梁20的再固定。
步骤7：松开支挡骨架6的紧固螺钉12和活动式托架18及固定连接螺栓23，从顶梁挂钩17中取出第3榀支挡骨架6，移至靠近工作面而重新挂上。按步骤2和步骤3进行再固定。
步骤8：将刚才松开的带半球形铰支座5的斜支撑杆3，重新固定在新第3榀支挡骨架尾端连接的一榀U型支架2上。
步骤9：如此循环往复，直至上山掘进完成。
拆卸步骤
步骤1：将带球铰5的斜支撑杆3拆卸下来。
步骤2：按第3、第2、第1榀的顺序将支挡骨架6从“U”型支架2上拆卸下来。
步骤3：第3、第2、第1榀的顺序将联系地梁20从“U”型支架2上拆卸下来。
步骤4：将支架“U”型支架2上的固定托架10、19和挂钩17及其他固定连接构件拆卸下来。

Claims (5)

1.一种煤矿井下上山掘进防放炮震动倾倒支架的装置，其特征是：包括多榀支挡骨架、地梁组件及斜支撑杆；支挡骨架安装在靠近煤层工作面的U型支架的顶部，相邻的支挡骨架的端部连接；所述的地梁组件包括两钢轨及两托架，所述的两托架分别安装在设有支挡骨架的U型支架的两底脚处，两钢轨分别安装在两托架内；斜支撑杆的上端通过球铰与距离煤层工作面最远的支挡骨架尾端的U型支架连接，斜支撑杆的下端支撑在巷道底板上。
2.根据权利要求1所述的煤矿井下上山掘进防放炮震动倾倒支架的装置，其特征是：所述的支挡骨架包括截面为弧形的防突挡板及多根纵梁；所述的纵梁由工字钢制成，纵梁沿防突挡板的轴线设置在防突挡板的凹弧面上；防突挡板的端部设有连接钢板，连接钢板上靠近纵梁处设有螺纹孔；相邻的支挡骨架通过螺栓连接。
3.根据权利要求2所述的煤矿井下上山掘进防放炮震动倾倒支架的装置，其特征是：所述的纵梁采用的工字钢的长度为1.8m，位于防突挡板顶部的纵梁的两端中部分别设有凹槽。
4.根据权利要求1所述的煤矿井下上山掘进防放炮震动倾倒支架的装置，其特征是：所述的钢轨由15kg/m的轻质工字钢连接而成。
5.根据权利要求1所述的煤矿井下上山掘进防放炮震动倾倒支架的装置，其特征是：所述的斜支撑杆的下端设有铁鞋，通过铁鞋支撑在巷道底板上。
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