CN109707413B - 一种滑移让位式采空区矸石隔离装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种滑移让位式采空区矸石隔离装置及其使用方法，其特征在于，该装置包括挡矸网，挡矸网捆绑在支撑架两端，支撑架包括第一支撑体，第一支撑体通过T型槽与第二支撑体咬合在一起，并由螺栓进行紧固，第一支撑体与第二支撑体的背部嵌有横向阻移器，所述横向阻移器在来压期间可有效阻止支撑架发生侧滑，保证挡矸效果。本发明构思新颖、设计合理且便于操作，在切顶卸压沿空留巷技术中通过调整螺栓和横向阻移器的预紧力，使支撑架即可在采空区顶板垮落前期具备一定轴向初撑力和侧向初撑力，又可在矿压显现较为强烈时通过调整横向阻移器释放掉部分侧向压力，同时挡矸网可将采空区矸石有效隔离，保证矿井采掘工作安全进行。

Description

一种滑移让位式采空区矸石隔离装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及矿山开采领域采空区矸石隔离装置，尤其涉及一种滑移让位式采空区矸石隔离装置。

背景技术

切顶卸压沿空留巷技术是将工作面的一条顺槽保留下来作为下一工作面的一条顺槽，实现自动成巷和无煤柱开采。在切顶卸压沿空留巷技术中为了防止采空区矸石崩落至顺槽内，通常采用“工字钢+钢筋网”组合方式进行采空区矸石的隔离，当顶板来压时该组合方式易发生侧滑以及扭曲变形损坏，无法有效抵挡采空区矸石的侧向冲击力。

在本发明之前，申请号为201810886461.1的发明公布了一种沿空留巷可伸缩限位挡矸柱及其使用方法，该发明包括第一柱体、第二柱体以及连接卡缆，第一柱体和第二柱体均沿竖直方向设置，第一柱体的下端部与第二柱体的上端部通过卡缆连接，第一柱体的上端和第二柱体的下端均固定有锚固限位板。该发明能够避免因顶板下沉产生的挡矸柱弯曲，提高了挡矸柱的性能，但该发明中的挡矸柱在采空区顶板来压期间容易发生侧滑，无法抵挡采空区矸石产生的侧向压力。

在本发明之前，申请号为201720158259.8的实用新型公布了一种新型让压式采空区挡矸装置，该装置由工字钢支架、钢筋网、可调节式撑杆、调整螺栓、固定装置和卡缆组成。该装置根据采空区矸石垮落情况主动调节可调节式撑杆，能够实现让压和挡矸功能，但该装置的钢筋网不具有让压功能，当巷道顶板来压时，钢筋网容易发生扭曲变形，甚至折断，无法保证巷道挡矸效果；此外，该装置的可调节式撑杆体积过于庞大，安装在顺槽内严重影响正常的采掘生产。

因此，需要提供一种滑移让位式采空区矸石隔离装置，该装置能够根据回采工作面的地质情况和矿压显现规律进行主动调节，即可在采空区顶板垮落初期具有一定的轴向初撑力和侧向初撑力，又可以在来压期间释放掉部分压力，并且具有体积小、使用方便、操作简单等特点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种滑移让位式采空区矸石隔离装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种滑移让位式采空区矸石隔离装置，其特征在于，该装置包括挡矸网，所述挡矸网布置在采空区一侧，所述挡矸网的上下两端分别捆绑在支撑架，所述支撑架包括第一支撑体，所述第一支撑体安装在巷道底板，所述第一支撑体底部设置有圆柱状第一限位体，所述第一限位体上方设置有T型导轨，所述第一支撑体上部设置有第二支撑体，所述第二支撑体安装在巷道顶板，所述第二支撑体的底部设置有圆柱状第二限位体，所述第二限位体上方设置有T型槽，所述T型槽通过T型导轨将第一支撑体与第二支撑体咬合在一起，所述T型槽端部设有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔中安装有螺栓；所述第一支撑体和第二支撑体背部设置有限位槽，所述限位槽嵌有横向阻移器。

采用以上技术方案，横向阻移器用来对安装的支撑架施加预紧力，在采空区顶板垮落初期用于抵挡冒落矸石所产生的侧向压力，防止支撑架发生侧向滑移；在来压期间用于释放掉部分采空区垮落矸石的侧向压力。所述横向阻移器设置有支座，所述支座中安装有螺杆，所述螺杆上方连有支撑杆，所述支撑杆通过一段弧形连接杆连有限位块，所述限位块安装在支撑架背部限位槽内。

进一步，当来压期间支撑架发生一定倾斜时为了保证横向阻移器的效果，所述螺杆与支座采用球连接，确保横向阻移器与巷道顶底板的接触不是线和点，而是面，保证横向阻移器的效果。

进一步，为了防止横向阻移器在施加预紧力过程中支座与巷道顶底板之间发生打滑，所述支座中安装有支撑脚。

进一步，为了增加横向阻移器支座底部摩擦力，所述支座底部设有防滑齿牙，且该防滑齿牙由高分子材料制成。

进一步，为了增加横向阻移器的强度，延长横向阻移器的使用寿命，所述支撑杆、弧形连接杆以及限位块为一体成型。

进一步，为了防止巷道顶板大幅度下降，限制支撑架的让位高度，在支撑架实现让位的同时又实现限位，所述第一支撑体和第二支撑体分别设有第一限位体和第二限位体。

进一步，为了防止支撑架在轴向让位过程中第一支撑体与第二支撑体岔开，增强支撑架对巷道顶板的支撑效果，所述第一支撑体设置有T型导轨，所述第二支撑体设置有T型槽，T型导轨安装在T型槽内，保证支撑架在轴向让位过程中第一支撑体与第二支撑体始终咬合在一起。

进一步，为了增强支撑架轴向支撑效果，所述第一支撑体与第二支撑体的表面均涂有高阻尼材料。

进一步，为了保证该装置在轴向让位过程中的挡矸效果，防止挡矸网弯曲变形，甚至折断，所述挡矸网为伸缩式挡矸网，由挡条和限位轴组成，当支撑架轴向让位时，支撑架带动挡矸网上边缘下移，菱形网孔变密。

一种滑移让位式采空区矸石隔离装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1，组装支撑架，将T型导轨安装在T型槽内，使第一支撑体与第二支撑体咬合在一起，用手拧紧螺栓，完成支撑架的组装；

步骤2，安装支撑架，将组装好的支撑架放置在预定位置，调节支撑架的高度，使支撑架与巷道顶底板充分接触，待其充分接触后，用扳手拧紧螺栓，对支撑架施加一定预紧力；

步骤3，安装横向阻移器，将横向阻移器的限位块嵌在支撑架背部设置的限位槽内，并通过手柄旋转螺杆，使支座底部与巷道顶底板充分接触，此时横向阻移器具有一定的预紧力；

步骤4，安装挡矸网，将挡矸网上边缘用铅丝捆绑在支撑架的上端，将挡矸网下边缘用铅丝捆绑在支撑架的下端；

步骤5，沿空留巷期间，所留巷道沿空侧顶板受采动影响发生下沉，当产生下沉的压力超过支撑架的初撑力时，第一支撑体与第二支撑体产生相对滑动，支撑架对巷道顶板实现滑移让位，释放部分压力，同时挡矸网上边缘向下移动，菱形网孔变小，挡矸效果增强；

步骤6，矸石垮落后，视矿压显现情况转动手柄旋转螺杆，调节横向阻移器的预紧力，释放部分矸石侧向压力。

本发明的有益效果是：

本发明构思新颖、设计合理且便于操作，通过设计T型槽咬合的第二支撑体和第一支撑体以及横向阻移器，能够根据回采工作面的地质情况和矿压显现规律主动调节，即可在采空区顶板垮落初期具有一定的轴向初撑力和侧向初撑力，防止采空区矸石窜入到巷道内，又可以在来压期间通过滑移让位释放掉部分压力，避免挡矸装置出现弯曲、变形，甚至“压死”，保证巷道内工人的安全采掘等工作顺利进行。

附图说明

图1为本装置的等轴测图。

图2为图1中A部分的放大示意图。

图3为图1中B部分的放大示意图。

图4为本装置的左视图。

图5为第一支撑体的效果图。

图6为第二支撑体的效果图。

图7为第二支撑体的剖面图。

图8为横向阻移器的效果图。

图9为横向阻移器的剖面图。

图10为横向阻移器下视图。

图例说明：1—挡矸网；11—挡条；12—限位轴；2—采空区；3—支撑架；31—第一支撑体；311—第一限位体；312—T型导轨；32—第二支撑体；321—第二限位体；322—T型槽；323—第一螺纹孔；4—巷道底板；5—巷道顶板；6—螺栓；7—限位槽；8—横向阻移器；81—限位块；82—弧形连接杆；83—支撑杆；831—第二螺纹孔；84—螺杆；841—手柄；842—球体；85—支座；851—凹槽；86—支撑脚；87—防滑齿牙。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的特征和原理进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1到图10所示的一种滑移让位式采空区矸石隔离装置，其特征在于，包括挡矸网1，所述挡矸网1布置在采空区2一侧，所述挡矸网1的上下两端分别捆绑在支撑架3，所述支撑架3包括第一支撑体31，所述第一支撑体31安装在巷道底板4，所述第一支撑体31底部设置有一定厚度的圆柱状第一限位体311，所述第一限位体311上方设置有T型导轨312，所述第一支撑体31上部设置有第二支撑体32，所述第二支撑体32安装在巷道顶板5，所述第二支撑体32底部设置有第二限位体321，所述第二支限位体321上方设置有T型槽322，所述T型槽322通过T型导轨312将第一支撑体31与第二支撑体32咬合在一起，所述T型槽322端部设有第一螺纹孔323，所述第一螺纹孔323中安装有螺栓6；所述第一支撑体31和第二支撑体32背部均设有限位槽7，所述限位槽7嵌有横向阻移器8。在本实施例中，作为一个优选的结构，所述横向阻移器8设有限位块81，所述限位块81通过一段弧形连接杆82连有支撑杆83，所述支撑杆83下部设置有螺杆84，所述支撑杆83设有与所述螺杆84相匹配的第二螺纹孔831，所述螺杆84为半螺纹螺杆，所述螺杆84中部套焊有手柄841，所述螺杆84下部设置有球体842，所述球体842安装在马蹄形支座85中，所述支座85中设有与球体842相匹配的凹槽851，所述限位块81嵌于支撑架3背部的限位槽7中。

本发明的基本原理如下：

一种滑移让位式采空区矸石隔离装置，该装置包括挡矸网1、支撑架3、螺栓6、限位槽7和横向阻移器8，可以有效防止采空区2中的矸石窜出，并对巷道顶板5有一定的支撑作用。所述的支撑架3包括第一支撑体31，所述第一支撑体31和第二支撑体32通过T型槽322咬合在一起，所述T型槽322端部设置有第一螺纹孔323，所述第一螺纹孔323安装有螺栓6，通过扳手调整螺栓6可以对咬合在一起的第一支撑体31和第二支撑体32施加预紧力。所述的挡矸网1布置在采空区2一侧，挡矸网1的上、下边缘分别用铅丝捆绑在支撑架3，在采空区2顶板垮落初期可以有阻止矸石崩落，抵挡部分侧向压力；来压期间，所留巷道沿空侧顶板受采动影响发生下沉，当产生下沉的压力超过支撑架3的初撑力时，第一支撑体31与第二支撑体32产生相对滑动，支撑架3对巷道顶板4实现滑移让位，释放部分压力，同时挡矸网1上边缘向下移动，菱形网孔变小，挡矸效果增强。所述横向阻移器8通过限位槽7固定在支撑架3背部，安装时通过旋转手柄841对支撑架3施加一定的预紧力，在采空区2顶板垮落初期用来抵挡矸石产生的侧向压力，防止支撑架3发生侧向滑移；当矿压显现较为强烈时，通过旋转手柄841以释放矸石侧向压力，避免挡矸装置出现弯曲、变形，甚至“压死”，保证巷道内工人的安全采掘等工作顺利进行。

本发明一种滑移让位式采空区矸石隔离装置的使用方法，具体包括以下步骤：

步骤1，组装支撑架3，将T型导轨312安装在T型槽322内，使第一支撑体31与第二支撑体32咬合在一起，用手拧紧螺栓6，完成支撑架3的组装；

步骤2，安装支撑架3，将组装好的支撑架3放置在预定位置，调节支撑架3的高度，使第一支撑体31和第二支撑体32分别与巷道底板4、巷道顶板5充分接触，待其充分接触后，用扳手拧紧螺栓6，对支撑架3施加一定预紧力；

步骤3，安装横向阻移器8，将横向阻移器8的限位块81嵌在支撑架3背部设置的限位槽7内，并通过手柄841旋转螺杆84，使支座85底部与巷道顶底板充分接触，此时横向阻移器8具有一定的预紧力；

步骤4，安装挡矸网1，将挡矸网1上边缘用铅丝捆绑在支撑架3的上端，将挡矸网1下边缘用铅丝捆绑在支撑架3的下端；

步骤5，沿空留巷期间，所留巷道沿空侧顶板受采动影响发生下沉，当产生下沉的压力超过支撑架3的初撑力时，第一支撑体31与第二支撑体32产生相对滑动，支撑架3对巷道顶板4实现滑移让位，释放部分压力，同时挡矸网1上边缘向下移动，菱形网孔变小，挡矸效果增强；

步骤6，矸石垮落后，视矿压显现情况转动手柄841旋转螺杆84，调节横向阻移器8的预紧力，释放部分矸石侧向压力。

Claims (2)

1.一种滑移让位式采空区矸石隔离装置，其特征在于，包括挡矸网（1），所述挡矸网（1）布置在采空区（2）一侧，所述挡矸网（1）上下两端分别捆绑在支撑架（3），所述支撑架（3）包括第一支撑体（31），所述第一支撑体（31）安装在巷道底板（4），所述第一支撑体（31）底部设置有圆柱状第一限位体（311），所述第一限位体（311）上方设置有T型导轨（312），所述第一支撑体（31）上部连接有第二支撑体（32），所述第二支撑体（32）安装在巷道顶板（5），所述第二支撑体（32）底部设有圆柱状第二限位体（321），所述第二限位体（321）上部设置有T型槽（322），所述T型槽（322）通过T型导轨（312）将第一支撑体（31）与第二支撑体（32）咬合在一起，所述T型槽（322）端部设置有第一螺纹孔（323），所述第一螺纹孔（323）中安装有螺栓（6）；所述第一支撑体（31）和第二支撑体（32）背部均设有限位槽（7），所述限位槽（7）嵌有横向阻移器（8）；所述横向阻移器（8）设有限位块（81），所述限位块（81）通过一段弧形连接杆（82）连有支撑杆（83），所述支撑杆（83）下部设置有螺杆（84），所述支撑杆（83）设有与所述螺杆（84）相匹配的第二螺纹孔（831），所述螺杆（84）为半螺纹螺杆，所述螺杆（84）中部套焊有手柄（841），所述螺杆（84）下部设置有球体（842），所述球体（842）安装在马蹄形支座（85）中，所述支座（85）中设有与球体（842）相匹配的凹槽（851），所述限位块（81）嵌于支撑架（3）背部的限位槽（7）中；所述支座（85）设置有支撑脚（86），所述支座（85）、支撑脚（86）的底部均设置有防滑齿牙（87），且该防滑齿牙（87）由高分子材料制成；所述第一支撑体（31）与第二支撑体（32）均为热轧型钢，且该第一支撑体（31）与第二支撑体（32）的表面均涂有高阻尼材料；所述的挡矸网（1）设有挡条（11），所述挡条（11）之间通过限位轴（12）固定，所述挡矸网（1）的网孔为菱形网孔。

2.根据权利要求1所述的一种滑移让位式采空区矸石隔离装置的使用方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1，组装支撑架（3），将T型导轨（312）安装在T型槽（322）内，使第一支撑体（31）与第二支撑体（32）咬合在一起，用手拧紧螺栓（6），完成支撑架（3）的组装；

步骤2，安装支撑架（3），将组装好的支撑架（3）放置在预定位置，调节支撑架（3）的高度，使支撑架（3）与巷道顶底板充分接触，待其充分接触后，用扳手拧紧螺栓（6），对支撑架（3）施加一定预紧力；

步骤3，安装横向阻移器（8），将横向阻移器（8）的限位块（81）嵌在支撑架（3）背部设置的限位槽（7）内，并通过手柄（841）旋转螺杆（84），使支座（85）底部与巷道顶底板充分接触，此时横向阻移器（8）具有一定的预紧力；

步骤4，安装挡矸网（1），将挡矸网（1）上边缘用铅丝捆绑在支撑架（3）的上端，将挡矸网（1）下边缘用铅丝捆绑在支撑架（3）的下端；

步骤5，沿空留巷期间，所留巷道沿空侧顶板受采动影响发生下沉，当产生下沉的压力超过支撑架（3）的初撑力时，第一支撑体（31）与第二支撑体（32）产生相对滑动，支撑架（3）对巷道顶板（4）实现滑移让位，释放部分压力，同时挡矸网（1）上边缘向下移动，菱形网孔变小，挡矸效果增强；

步骤6，矸石垮落后，视矿压显现情况转动手柄（841）旋转螺杆（84），调节横向阻移器（8）预紧力，释放部分矸石侧向压力。