CN106121537A - 无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法，应用自移式打钻支护一体机。本发明的有益效果为：打钻操作简单、安全可靠，打钻施工质量高，操作人员的劳动强度低，形成预切钻孔效率高，可满足无煤柱沿空留巷切顶成巷施工的进度要求；在使用多组自移式打钻支护一体机时，施工过程中减少了顺槽中单体液压支柱的使用数量，从而在采煤工作面的推进过程中减轻了回撤顺槽中单体液压支柱的工作量；在分析判断某处的直接顶较难垮落时，可以通过自移式打钻支护一体机快速形成多种预切钻孔的布置方案供选择。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿开采技术领域，特别是涉及一种无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法。
背景技术
无煤柱沿空留巷切顶成巷施工技术是目前煤矿生产中经济、有效的开采技术，在直接顶上形成预切钻孔，在预切钻孔内填装炸药，炸药爆破预裂直接顶，采煤工作面推过之后，在采场周期来压作用下，直接顶沉降至底板形成巷帮以隔绝采空区，其克服了传统沿空留巷施工技术中出现的诸多缺点。但是，在进行无煤柱沿空留巷切顶成巷施工时，在直接顶上形成预切钻孔效率低下，打钻施工质量较差，不能满足无煤柱沿空留巷切顶成巷施工的进度要求，进而影响了采煤推进速度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法，解决在直接顶上形成预切钻孔效率低下且打钻施工质量较差的问题。
本发明提供一种无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法，应用自移式打钻支护一体机，自移式打钻支护一体机包括支柱底座、移位缸、单体液压支柱、支撑缸、钻机平台架、钻机底座、调位缸、转动盘、转盘马达、调角杆、支撑杆、钻机支撑架、调角缸、钻机座、钻机马达、夹持器和钻杆，支柱底座的一端固定连接移位缸，支柱底座的两端分别固定连接两单体液压支柱，两单体液压支柱均固定连接两支撑缸，两支撑缸分别位于支柱底座的两侧，两单体液压支柱分别与钻机平台架的两端固定连接，钻机底座滑动连接钻机平台架，钻机平台架经调位缸与钻机底座连接，钻机底座转动连接转动盘，转盘马达固定连接钻机底座，转盘马达的转轴连接转动盘，转动盘的前端铰接调角杆，转动盘的后端固定连接支撑杆，钻机支撑架的前端与调角杆铰接，钻机支撑架的后端与支撑杆铰接，调角缸的一端铰接转动盘，调角缸的另一端铰接钻机支撑架，钻机支撑架滑动连接钻机座，钻机座上固定连接钻机马达，钻机支撑架的前端固定连接夹持器，钻杆穿过夹持器与钻机马达连接；所述无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法包括以下步骤：
步骤一、在预采的采煤工作面的两侧分别掘进顺槽巷道，掘进顺槽巷道的同时进行传统的锚杆、锚网支护，待顺槽巷道开掘完毕，布置采煤工作面；
步骤二、随着采煤工作面的不断推进的同时，在采煤工作面的前方靠近预采煤层的巷帮布置若干个自移式打钻支护一体机组，每个自移式打钻支护一体机组包括两台所述自移式打钻支护一体机，两台自移式打钻支护一体机的支柱底座经移位缸连接；
步骤三、沿采煤工作面后方靠近采空区一侧巷帮安装柔性帘布，进行采空区与顺槽巷道的密封；
步骤四、自移式打钻支护一体机中的单体液压支柱顶贴直接顶，支撑缸的活柱末端伸出支撑底板，调位缸的伸缩驱动钻机支撑架在左右方向定位，调角缸的伸缩驱动钻机支撑架在上下方向上较大角度范围内定位，转盘马达驱动转动盘360°旋转，带动钻机支撑架旋转摆动，以在左右方向和上下方向定位的基础上实现定位角度的微调，钻机马达驱动钻杆对直接顶推进打钻形成预切钻孔；
步骤五，每个自移式打钻支护一体机组在单体液压支柱和移位缸的配合下，于顺槽巷道中沿采煤工作面的推进方向自行移动，继续对直接顶推进打钻形成预切钻孔；
步骤六，将炸药放置于预切钻孔中进行超前定向爆破直接顶，待采煤工作面推过之后，爆破的直接顶下落至底板且位于柔性帘布的一侧。
进一步的，步骤四中，钻杆在垂直于巷帮的平面内倾斜向上对直接顶推进打钻形成预切钻孔，仅旋转转动盘，在预切钻孔的两侧对直接顶推进打钻形成第一辅助预切钻孔和第二辅助预切钻孔。
进一步的，第一辅助预切钻孔和第二辅助预切钻孔相对于垂直于巷帮的平面对称布置。
进一步的，步骤四中，钻杆在垂直于巷帮的平面内倾斜向上对直接顶推进打钻形成预切钻孔，仅改变调角缸的伸缩量，在垂直于巷帮的平面内于预切钻孔旁对直接顶推进打钻形成第三辅助预切钻孔。
进一步的，步骤四中，钻杆在垂直于巷帮的平面内倾斜向上对直接顶推进打钻形成预切钻孔，仅改变调位缸的伸缩量，在预切钻孔的两侧对直接顶推进打钻形成第四辅助预切钻孔和第五辅助预切钻孔。
进一步的，第四辅助预切钻孔和第五辅助预切钻孔相对于垂直于巷帮的平面对称布置。
进一步的，钻机平台架固定连接有滑轨，钻机底座固定连接有滑块，滑块与滑轨滑动连接。
进一步的，所述调角杆为两根，两调角杆之间固定连接有第一转动杆，钻机支撑架的前端固定连接有第一铰接套，第一铰接套铰接第一转动杆。
进一步的，所述支撑杆为两根，两支撑杆之间固定连接有第二转动杆，钻机支撑架的后端固定连接有第二铰接套，第二铰接套铰接第二转动杆。
进一步的，钻机支撑架固定连接有导轨，钻机座固定连接有钻机滑座，钻机滑座与导轨滑动连接。
与现有技术相比，本发明的无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法具有以下特点和优点：
1、本发明的无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法，打钻操作简单、安全可靠，打钻施工质量高，操作人员的劳动强度低，形成预切钻孔效率高，可满足无煤柱沿空留巷切顶成巷施工的进度要求；
2、本发明的无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法，在使用多组自移式打钻支护一体机时，施工过程中减少了顺槽巷道中普通单体液压支柱的使用数量，从而在采煤工作面的推进过程中减轻了回撤顺槽巷道中普通单体液压支柱的工作量；
3、本发明的无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法，在分析判断某处的直接顶较难垮落时，可以通过自移式打钻支护一体机快速形成多种预切钻孔的布置方案供选择。
结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法中自移式打钻支护一体机的立体图；
图2为本发明实施例中无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法中自移式打钻支护一体机的俯视图；
图3为本发明实施例中无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法中自移式打钻支护一体机的主视图；
图4为本发明实施例中两台无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法中自移式打钻支护一体机经移位缸连接后的立体图；
图5为本发明实施例中两台无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法中采煤工作面布置的立体图；
图6为本发明实施例中两台无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法中采煤工作面布置的俯视图；
图7为本发明实施例中两台无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法中仅旋转转动盘形成预切钻孔的布置示意图；
图8为本发明实施例中两台无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法中仅改变调角缸的伸缩量形成预切钻孔的布置示意图；
图9为本发明实施例中两台无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法中仅改变调位缸的伸缩量形成预切钻孔的布置示意图；
其中，
11、支柱底座，12、单体液压支柱，13、支撑缸，14、移位缸，21、钻机平台架，211、滑轨，22、调位缸，23、钻机底座，24、转盘马达，25、转动盘，26、调角杆，27、支撑杆，28、调角缸，291、第一转动杆，292、第二转动杆，31、钻机支撑架，311、导轨，32、钻机座，321、钻机滑座，33、钻机马达，34、夹持器，35、钻杆，a、自移式打钻支护一体机，b、顺槽巷道，c、采煤工作面，d、柔性帘布，e、直接顶，f、预切钻孔，f1、第一辅助预切钻孔，f2、第二辅助预切钻孔，f3、第三辅助预切钻孔，f4、第四辅助预切钻孔，f5、第五辅助预切钻孔，g、爆破的直接顶，h、垂直于巷帮的平面，i、煤层。
具体实施方式
实施例1
如图1至图7所示，本实施例提供一种无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法，应用自移式打钻支护一体机a，自移式打钻支护一体机a包括支柱底座11、移位缸14、单体液压支柱12、支撑缸13、钻机平台架21、钻机底座23、调位缸22、转动盘25、转盘马达24、调角杆26、支撑杆27、钻机支撑架31、调角缸28、钻机座32、钻机马达33、夹持器34和钻杆35，支柱底座11的一端固定连接移位缸14，支柱底座11的两端分别固定连接两单体液压支柱12，两单体液压支柱12均固定连接两支撑缸13，两支撑缸13分别位于支柱底座11的两侧，两单体液压支柱11分别与钻机平台架21的两端固定连接，钻机平台架21固定连接有滑轨211，钻机底座23固定连接有滑块，滑块与滑轨211滑动连接，以使钻机底座23滑动连接钻机平台架21，钻机平台架21经调位缸22与钻机底座23连接，钻机底座23转动连接转动盘25，转盘马达24固定连接钻机底座23，转盘马达24的转轴连接转动盘25，转动盘25的前端铰接调角杆26，转动盘25的后端固定连接支撑杆27，调角杆26为两根，两调角杆26之间固定连接有第一转动杆291，钻机支撑架31的前端固定连接有第一铰接套，第一铰接套铰接第一转动杆291，以使钻机支撑架31的前端与调角杆26铰接，支撑杆27为两根，两支撑杆27之间固定连接有第二转动杆292，钻机支撑架31的后端固定连接有第二铰接套，第二铰接套铰接第二转动杆292，以使钻机支撑架31的后端与支撑杆27铰接，调角缸28的一端铰接转动盘25，调角缸28的另一端铰接钻机支撑架31，钻机支撑架31固定连接有导轨311，钻机座32固定连接有钻机滑座321，钻机滑座321与导轨311滑动连接，以使钻机支撑架31滑动连接钻机座32，钻机座32上固定连接钻机马达33，钻机支撑架31的前端固定连接夹持器34，钻杆35穿过夹持器34与钻机马达33连接；
步骤一、在预采的采煤工作面c的两侧分别掘进顺槽巷道b，掘进顺槽巷道b的同时进行传统的锚杆、锚网支护，待顺槽巷道b开掘完毕，布置采煤工作面c；
步骤二、随着采煤工作面c的不断推进的同时，在采煤工作面c的前方靠近预采煤层i的巷帮布置若干个自移式打钻支护一体机a组，每个自移式打钻支护一体机a组包括两台上述自移式打钻支护一体机a，两台自移式打钻支护一体机a的支柱底座经移位缸14连接；
步骤三、沿采煤工作面c后方靠近采空区一侧巷帮安装柔性帘布d等密封装置，进行采空区与顺槽巷道b的密封；
步骤四、自移式打钻支护一体机a中的单体液压支柱12顶贴直接顶e，支撑缸13的活柱末端伸出支撑底板，调位缸22的伸缩驱动钻机支撑架31在左右方向定位，调角缸28的伸缩驱动钻机支撑架31在上下方向上较大角度范围内定位，转盘马达24驱动转动盘25进行360°旋转，带动钻机支撑架31旋转摆动，以在左右方向和上下方向定位的基础上实现定位角度的微调，钻机马达33驱动钻杆35对直接顶e推进打钻形成预切钻孔f，当在钻孔的过程中分析判断某处的直接顶e较难垮落时，钻杆35在垂直于巷帮的平面内倾斜向上对直接顶e推进打钻形成预切钻孔f，仅通过旋转转动盘25左右转动一定角度，在预切钻孔f的两侧对直接顶e推进打钻形成第一辅助预切钻孔f1和第二辅助预切钻孔f2，可以使旋转转动盘25左右转动相同的角度，使第一辅助预切钻孔f1和第二辅助预切钻孔f2相对于垂直于巷帮的平面对称布置，从而为后续的步骤六中在预切钻孔f、第一辅助预切钻孔f1和第二辅助预切钻孔f2内放置炸药做好准备；
步骤五，每个自移式打钻支护一体机a组在单体液压支柱12和移位缸14的配合下，于顺槽巷道b中沿采煤工作面c的推进方向自行移动，继续对直接顶e推进打钻形成预切钻孔f；
步骤六，随着采煤工作面c的推进，将炸药放置于预切钻孔f、第一辅助预切钻孔f1和第二辅助预切钻孔f2中进行超前定向爆破直接顶e，待采煤工作面c推过之后，爆破的直接顶e下落至底板且位于柔性帘布d的一侧。
本实施例中的上述自移式打钻支护一体机，其具体操作施工过程如下：将自移式打钻支护一体机在施工位置装配完成后，将乳化液注入单体液压支柱12，升高单体液压支柱12的上油缸，单体液压支柱12的上油缸顶贴直接顶，待单体液压支柱12达到设计要求的初撑力时停止注射乳化液。控制支柱底座11前后的共四根支撑缸13活柱末端支撑底板，使支柱底座11以及整个机体保持稳定，为后续的打钻施工操作提供稳定可靠的支撑。需要说明的是，在底板不平的情况下，可以通过调节各支撑缸13活柱不同伸缩量来保持支柱底座11以及整个机体保持稳定。通过控制钻机底座23两侧的调位缸22的伸缩，使钻机底座23、钻机支撑架31等部件可以沿着滑轨211左右滑动，从而可以实现在左右方向上滑轨211范围内选择位置进行打钻。通过控制调角缸28的伸缩，可以驱动钻机支撑架31在上下方向上较大角度范围内定位，可以实现垂直打钻、向上倾斜打钻以及向下倾斜打钻。转盘马达24驱动转动盘25可进行360°旋转，以带动钻机支撑架31左右旋转摆动，以在钻机支撑架31左右方向和上下方向上定位的基础上实现打钻角度的微调。在夹持器34的夹持作用下，钻机座32沿着钻机支撑架31推进，钻机马达33驱动钻杆35推进打钻施工。当前位置打钻施工完成后，如图4所示，成组的左侧的自移式打钻支护一体机的单体液压支柱2的上油缸下降，同时收起左侧的自移式打钻支护一体机的支撑缸13，由移位缸14推动左侧的自移式打钻支护一体机向左移动一个工作行程距离，然后升起左侧的自移式打钻支护一体机的单体液压支柱2的上油缸以支护住顶板。右侧的自移式打钻支护一体机的单体液压支柱2的上油缸下降，移位缸14拉动右侧的自移式打钻支护一体机向左移动一个工作行程距离，升起右侧的自移式打钻支护一体机的单体液压支柱2的上油缸支护住顶板。左侧的自移式打钻支护一体机和右侧的自移式打钻支护一体机的支撑缸13下降顶住底板，以准备进行上述的打钻施工操作。
本实施例中的上述无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法，利用自移式打钻支护一体机a，使在施工过程中简化了打钻操作，操作人员在打钻过程中有单体液压支柱12支撑直接顶，防止顶板垮落，使操作过程安全可靠；钻孔严格按照生产技术措施进行，钻孔位置偏差很低，使打钻施工质显著量高；操作人员的劳动强度低，形成预切钻孔f效率高，可满足无煤柱沿空留巷切顶成巷施工的进度要求；在使用多组自移式打钻支护一体机a时，施工过程中减少了顺槽巷道b中普通单体液压支柱的使用数量，从而在采煤工作面c的推进过程中减轻了回撤顺槽巷道b中普通单体液压支柱的工作量，进而提高了采煤推进和沿空留巷施工效率。
实施例2
如图1至图6、图8所示，本实施例与实施例1的区别之处在于，步骤四中，当在钻孔的过程中分析判断某处的直接顶e较难垮落时，钻杆35在垂直于巷帮的平面内倾斜向上对直接顶e推进打钻形成预切钻孔f，仅改变调角缸28的伸缩量，在垂直于巷帮的平面内于预切钻孔f前或后对直接顶e推进打钻形成第三辅助预切钻孔f3，步骤六中，将炸药放置于预切钻孔f、第三辅助预切钻孔f3中进行超前定向爆破直接顶e。
实施例3
如图1至图6、图9所示，本实施例与实施例1的区别之处在于，步骤四中，当在钻孔的过程中分析判断某处的直接顶e较难垮落时，钻杆35在垂直于巷帮的平面内倾斜向上对直接顶d推进打钻形成预切钻孔f，仅改变调位缸22的伸缩量，在预切钻孔f的两侧对直接顶e推进打钻形成第四辅助预切钻孔f4和第五辅助预切钻孔f5，第四辅助预切钻孔f4和第五辅助预切钻孔f5可以相对于垂直于巷帮的平面对称布置，步骤六中，将炸药放置于预切钻孔f、第四辅助预切钻孔f4和第五辅助预切钻孔f5中进行超前定向爆破直接顶。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法，应用自移式打钻支护一体机，该自移式打钻支护一体机包括支柱底座、移位缸、单体液压支柱、支撑缸、钻机平台架、钻机底座、调位缸、转动盘、转盘马达、调角杆、支撑杆、钻机支撑架、调角缸、钻机座、钻机马达、夹持器和钻杆，支柱底座的一端固定连接移位缸，支柱底座的两端分别固定连接两单体液压支柱，两单体液压支柱均固定连接两支撑缸，两支撑缸分别位于支柱底座的两侧，两单体液压支柱分别与钻机平台架的两端固定连接，钻机底座滑动连接钻机平台架，钻机平台架经调位缸与钻机底座连接，钻机底座转动连接转动盘，转盘马达固定连接钻机底座，转盘马达的转轴连接转动盘，转动盘的前端铰接调角杆，转动盘的后端固定连接支撑杆，钻机支撑架的前端与调角杆铰接，钻机支撑架的后端与支撑杆铰接，调角缸的一端铰接转动盘，调角缸的另一端铰接钻机支撑架，钻机支撑架滑动连接钻机座，钻机座上固定连接钻机马达，钻机支撑架的前端固定连接夹持器，钻杆穿过夹持器与钻机马达连接；其特征在于，所述无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法包括以下步骤：
步骤一、在预采的采煤工作面的两侧分别掘进顺槽巷道，掘进顺槽巷道的同时进行传统的锚杆、锚网支护，待顺槽巷道开掘完毕，布置采煤工作面；
步骤二、随着采煤工作面的不断推进的同时，在采煤工作面的前方靠近预采煤层的巷帮布置若干个自移式打钻支护一体机组，每个自移式打钻支护一体机组包括两台所述自移式打钻支护一体机，两台自移式打钻支护一体机的支柱底座经移位缸连接；
步骤三、沿采煤工作面后方靠近采空区一侧巷帮安装柔性帘布，进行采空区与顺槽巷道的密封；
步骤四、自移式打钻支护一体机中的单体液压支柱顶贴直接顶，支撑缸的活柱末端伸出支撑底板，调位缸的伸缩驱动钻机支撑架在左右方向定位，调角缸的伸缩驱动钻机支撑架在上下方向上较大角度范围内定位，转盘马达驱动转动盘360°旋转，带动钻机支撑架旋转摆动，以在左右方向和上下方向定位的基础上实现定位角度的微调，钻机马达驱动钻杆对直接顶推进打钻形成预切钻孔；
步骤五，每个自移式打钻支护一体机组在单体液压支柱和移位缸的配合下，于顺槽巷道中沿采煤工作面的推进方向自行移动，继续对直接顶推进打钻形成预切钻孔；
步骤六，将炸药放置于预切钻孔中进行超前定向爆破直接顶，待采煤工作面推过之后，爆破的直接顶下落至底板且位于柔性帘布的一侧。
2.根据权利要求1所述的无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法，其特征在于：步骤四中，钻杆在垂直于巷帮的平面内倾斜向上对直接顶推进打钻形成预切钻孔，仅旋转转动盘，在预切钻孔的两侧对直接顶推进打钻形成第一辅助预切钻孔和第二辅助预切钻孔。
3.根据权利要求2所述的无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法，其特征在于：第一辅助预切钻孔和第二辅助预切钻孔相对于垂直于巷帮的平面对称布置。
4.根据权利要求1所述的无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法，其特征在于：步骤四中，钻杆在垂直于巷帮的平面内倾斜向上对直接顶推进打钻形成预切钻孔，仅改变调角缸的伸缩量，在垂直于巷帮的平面内于预切钻孔旁对直接顶推进打钻形成第三辅助预切钻孔。
5.根据权利要求1所述的无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法，其特征在于：步骤四中，钻杆在垂直于巷帮的平面内倾斜向上对直接顶推进打钻形成预切钻孔，仅改变调位缸的伸缩量，在预切钻孔的两侧对直接顶推进打钻形成第四辅助预切钻孔和第五辅助预切钻孔。
6.根据权利要求5所述的无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法，其特征在于：第四辅助预切钻孔和第五辅助预切钻孔相对于垂直于巷帮的平面对称布置。
7.根据权利要求1所述的无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法，其特征在于：钻机平台架固定连接有滑轨，钻机底座固定连接有滑块，滑块与滑轨滑动连接。
8.根据权利要求1所述的无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法，其特征在于：所述调角杆为两根，两调角杆之间固定连接有第一转动杆，钻机支撑架的前端固定连接有第一铰接套，第一铰接套铰接第一转动杆。
9.根据权利要求1所述的无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法，其特征在于：所述支撑杆为两根，两支撑杆之间固定连接有第二转动杆，钻机支撑架的后端固定连接有第二铰接套，第二铰接套铰接第二转动杆。
10.根据权利要求1所述的无煤柱沿空留巷切顶成巷施工方法，其特征在于：钻机支撑架固定连接有导轨，钻机座固定连接有钻机滑座，钻机滑座与导轨滑动连接。
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