CN111456775B - 薄煤层高档普采对拉工作面支架系统的移架方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及煤矿开采技术领域，提出一种薄煤层高档普采对拉工作面支架系统及其移架方法。该薄煤层高档普采对拉工作面支架系统，在工作面的靠近回风巷道和运输巷道的部分为端头部，该支架系统包括多个点立柱支架和多组端头支架；多个点立柱支架设于工作面；多组端头支架设于端头部，端头支架包括多个第一单体液压支柱和设于多个第一单体液压支柱的靠近顶板一端的钢梁。对工作面和端头部采用不同的支护结构；而且对端头部的支护采用多个第一单体液压支柱结合钢梁的结构，防止工作面及端头顶板垮落破坏巷道，以适用于N00工法，且使支护效果更为稳固。

Description

薄煤层高档普采对拉工作面支架系统的移架方法

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，尤其涉及一种薄煤层高档普采对拉工作面支架系统及薄煤层高档普采对拉工作面支架系统的移架方法。

背景技术

在煤炭地下开采过程中，对拉工作面是采煤工作面布置方式之一，它是两个工作面共用中间的运输巷道，上工作面采落的煤炭向下，下工作面采落的煤炭向上运至运输巷道，然后由运输巷道集中运至采区运输上山。

在薄煤层中N00工法下布置高档普采对拉工作面时，上回风巷道、下回风巷道通过沿空留巷的方法形成，中间运输巷道通过超前掘进方式留出，形成了上下两个工作面和四个端头部。如何对上下两个工作面及四个端头采取有效的支护方式，成为防止工作面顶板破坏和保证采煤工作安全进行的重要因素，现有的支架布置和移架方法不适用于N00工法。

因此，有必要研究一种适用于N00工法的薄煤层高档普采对拉工作面支架系统及薄煤层高档普采对拉工作面支架系统的移架方法。

所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不适用于N00工法的不足，提供一种适用于N00工法的薄煤层高档普采对拉工作面支架系统及薄煤层高档普采对拉工作面支架系统的移架方法。

本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。

根据本发明的一个方面，提出一种薄煤层高档普采对拉工作面支架系统，在工作面的靠近回风巷道和运输巷道的部分为端头部，其特征在于，所述支架系统包括：

多个点立柱支架，设于所述工作面；

多组端头支架，设于所述端头部，所述端头支架包括多个第一单体液压支柱和设于多个所述第一单体液压支柱的靠近顶板一端的钢梁。

根据本发明的一示例实施方式，所述点立柱支架包括：

第二单体液压支柱；

木帽，设于所述第二单体液压支柱的靠近顶板的一端。

根据本发明的一示例实施方式，多个所述点立柱支架呈矩形整列排布。

根据本发明的一示例实施方式，所述端头支架包括两个第一单体液压支柱和设于两个所述第一单体液压支柱的靠近顶板一端的∏型钢梁组。

根据本发明的一示例实施方式，所述∏型钢梁组包括至少两个∏型钢梁，两个所述∏型钢梁的长度相同,且两个所述∏型钢梁在宽度方向齐头固定连接。

根据本发明的一示例实施方式，其中一个所述第一单体液压支柱支撑于两个所述∏型钢梁的一端，另一个所述第一单体液压支柱支撑于两个所述∏型钢梁的另一端。

根据本发明的一示例实施方式，多组所述端头支架互相平行设置，且各组所述端头支架从采空区延伸至煤壁。

根据本发明的一示例实施方式，在各个所述端头部设置有四组所述端头支架。

根据本发明的另一个方面，提出一种薄煤层高档普采对拉工作面支架系统的移架方法，用于上述所述的薄煤层高档普采对拉工作面支架系统，其特征在于，所述移架方法包括：

依次将靠近采空区一侧的所述点立柱支架卸下后支撑于靠近煤壁一侧；

依次完成奇数序号的所述端头支架的移架；

依次完成偶数序号的所述端头支架的移架。

根据本发明的一示例实施方式，未移架前，所述端头支架的靠近所述煤壁的所述第一单体液压支柱为第一前单体液压支柱，靠近所述采空区的所述第一单体液压支柱为第一后单体液压支柱，所述端头支架的移架，包括：

先卸下第一后单体液压支柱并立在靠近所述煤壁一侧，然后将第一前单体液压支柱卸载降柱，待钢梁能够移动时，停止降柱，人工前移所述钢梁至所述第一后单体液压支柱上方，然后给所述第一前单体液压支柱和第一后单体液压支柱补液升压以支撑所述钢梁。

由上述技术方案可知，本发明具备以下优点和积极效果中的至少之一：

本发明的薄煤层高档普采对拉工作面支架系统，包括多个点立柱支架和多组端头支架；通过多个点立柱支架支护工作面；通过多组端头支架支护端头部，端头支架包括多个第一单体液压支柱和设于多个第一单体液压支柱的靠近顶板一端的钢梁。对工作面和端头部采用不同的支护结构；而且对端头部的支护采用多个第一单体液压支柱结合钢梁的结构，防止工作面及端头顶板垮落破坏巷道，以适用于N00工法，且使支护效果更为稳固。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本发明薄煤层高档普采对拉工作面支架系统一实施方式的结构示意图；

图2是图1中的点立柱支架的结构示意图；

图3是图1中的端头支架的结构示意图；

图4是本发明薄煤层高档普采对拉工作面支架系统的移架方法一实施方式的结构示意图。

图中主要元件附图标记说明如下：

1、运输巷道；2、上回风巷道；3、下回风巷道；

4、点立柱支架；41、第二单体液压支柱；42、木帽；

5、端头支架；51、第一单体液压支柱；52、∏型钢梁；

6、煤层；7、采空区。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

无煤柱自成巷N00工法开采新技术，在煤炭地下开采时，无需提前掘出回采巷道，而是利用系列关键技术和配套设备，实现在工作面采煤过程中形成回采巷道。

本发明首先提供了一种薄煤层高档普采对拉工作面支架系统，参照图1所示的本发明薄煤层高档普采对拉工作面支架系统一实施方式的结构示意图；一侧为煤层6，一侧为采空区7，具有两个工作面，中间的为运输巷道1，最上方为上回风巷道2，最下方为下回风巷道3，位于上回风巷道2与运输巷道1之间的区域和位于下回风巷道3与运输巷道1 之间的区域为采空区7。在工作面的靠近回风巷道和运输巷道1的部分为端头部。该支架系统可以包括多个点立柱支架4和多组端头支架5；多个点立柱支架4设于所述工作面，用于支撑工作面处的顶板；多组端头支架5设于所述端头部，所述端头支架5包括多个第一单体液压支柱 51和设于多个所述第一单体液压支柱51的靠近顶板一端的钢梁。

多个点立柱支架4呈矩形整列排布。在本示例实施方式中，共有112 个点立柱支架4，均匀分成两部分，每一部分为56个。其中，第一部分设置在上工作面，第二部分设置在下工作面。第一部分点立柱支架4分为两个区域，第一个区域的点立柱支架4设置为十一行四列，第二个区域的点立柱支架4设置为三行四列，第一个区域与第二个区域错位设置，即第一个区域的第二列与第二个区域的第一列同列。第二部分点立柱支架4分为两个区域，第三个区域的点立柱支架4设置为十一行四列，第四个区域的点立柱支架4设置为三行四列，第三个区域与第四个区域错位设置，即第三个区域的第二列与第四个区域的第一列同列。行间距大约为1.5m，列间距大约为1.5m。当然，在本发明的其他示例实施方式中，点立柱支架4的数量可以根据需要设置的更多或更少，其行数和列数也可以根据需要设置的更多或更少。

另外，需要说明的是，多个点立柱支架4的分区情况是随着移架过程经常变化的，因为移架过程可能是一列中的多个点立柱支架4分批进行移架。

参照图2所示的点立柱支架4的结构示意图；点立柱支架4可以包括第二单体液压支柱41和木帽42；木帽42设于第二单体液压支柱41 的靠近顶板的一端，即木帽42设于第二单体液压支柱41的顶端。

请继续参照图1所示，在本示例实施方式中，设置有四个端头部，在每一个端头部设置有四组端头支架5，且四组端头支架5相互平行设置，即齐梁走向棚布置；各个端头支架5从采空区7延伸至煤壁。相邻两个端头支架5之间的间隔距离大约为1.5m。当然，在本发明的其他示例实施方式中，端头支架5的数量可以根据需要设置的更多或更少。

参照图3所示的端头支架5的结构示意图；端头支架5可以包括两个第一单体液压支柱51和设于两个第一单体液压支柱51的靠近顶板一端的∏型钢梁组。在本示例实施方式中，∏型钢梁组包括两个∏型钢梁 52，两个∏型钢梁52的长度相同，且两个∏型钢梁52在宽度方向齐头固定连接，即两个∏型钢梁52固定连接后长度不变宽度为一个∏型钢梁52的两倍。其中一个第一单体液压支柱51支撑于两个∏型钢梁的一端52，另一个第一单体液压支柱51支撑于两个∏型钢梁52的另一端。且端头支架5靠运输巷道一侧为跨机头对顶板支护。当然，在本发明的其他示例实施方式中，第一单体液压支柱51的数量可以根据需要设置更多个，∏型钢梁52的数量也可以根据需要设置更多个。

本发明的薄煤层高档普采对拉工作面支架系统，包括多个点立柱支架4和多组端头支架5；通过多个点立柱支架4支护工作面；通过多组端头支架5支护端头部，端头支架5包括多个第一单体液压支柱51和设于多个第一单体液压支柱51的靠近顶板一端的钢梁。对工作面和端头部采用不同的支护结构；而且对端头部的支护采用多个第一单体液压支柱51结合钢梁的结构，防止工作面及端头顶板垮落破坏巷道，以适用于N00工法，且使支护效果更为稳固。

进一步的，本发明还提供了一种薄煤层高档普采对拉工作面支架系统的移架方法，用于上述所述的薄煤层高档普采对拉工作面支架系统，参照图4所示的本发明薄煤层高档普采对拉工作面支架系统的移架方法一实施方式的结构示意图，该移架方法可以包括以下步骤：

步骤S10，依次将靠近采空区7一侧的所述点立柱支架4卸下后支撑于靠近煤壁一侧。

步骤S20，依次完成奇数序号的所述端头支架5的移架。

步骤S30，依次完成偶数序号的所述端头支架5的移架。

下面对该移架方法的各个步骤进行详细说明。

步骤S10，依次将靠近采空区7一侧的所述点立柱支架4卸下后支撑于靠近煤壁一侧。

在本示例实施方式中，在将应该开采的煤炭采出后，需要将支架系统进行移架。一般情况下，煤炭的开采是逐步进行的，开采完设定厚度的煤炭后，再继续开采裸露的设定厚度的煤炭，直至开采完毕。在该设定厚度的煤炭的开采过程也是逐步进行的，即开采设定长度的煤炭后就需要将支架系统进行移架。对于设于工作面处的点立柱支架4的移架顺序，与煤炭的开采顺序是一致的。例如，图1中所示的煤炭的开采方向是从运输巷道一侧到回风巷道一侧，在煤炭刚开始开采过程可以开采大约6米即进行移架，6米对应的点立柱支架4大约为四个或五个，这些点立柱支架4的移架顺序可以是从运输巷道一侧开始，依次逐一进行移架。

需要说明的是，在移架过程中，采煤工作是不停的。因此，在第一段长度(大约为6米)的移架的时间内，开采煤炭的长度刚好满足第二次移架的长度，完成第一段长度的移架即进行第二段长度的移架，如此循环进行，直至开采完毕。

步骤S20，依次完成奇数序号的所述端头支架5的移架。

步骤S30，依次完成偶数序号的所述端头支架5的移架。

在本示例实施方式中，可以将端头支架5进行排列序号，排列序号的顺序可以为从靠近点立柱支架4一侧开始，端头支架5排列序号为“1”、“2”、“3”、“4”。当然，也可以是相反的顺序。端头支架 5的移架顺序为“1”、“3”、“2”、“4”。

为了清除说明本发明的移架方法，对端头支架5的两个第一单体液压支柱51进行区分，未移架前，端头支架5的靠近煤壁的第一单体液压支柱51为第一前单体液压支柱，靠近采空区7的所述第一单体液压支柱 51为第一后单体液压支柱。

在本示例实施方式中，端头支架5的具体的移架方法为：先卸下第一后单体液压支柱并立在靠近煤壁一侧，然后将第一前单体液压支柱卸载降柱，并不移动，待钢梁能够移动时，停止降柱，人工推动前移钢梁至第一后单体液压支柱上方，然后给第一前单体液压支柱和第一后单体液压支柱补液升压以支撑钢梁。

另外，需要说明的是上述步骤各自进行，无所谓顺序。即上述步骤的顺序是可以替换的，即可以先完成端头支架5的移架，然后再进行点立柱支架4的移架。在端头支架5的移架过程中，可以先完成偶数序号的端头支架5的移架，然后再进行奇数序号的端头支架5的移架。

采用间隔交替移架方法，在移架过程中还对工作面和端头部保持有支护，防止工作面及端头顶板垮落破坏巷道，保证煤炭开采工作顺利进行，而且适用于N00工法，使支护效果更为稳固。

上述所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中，如有可能，各实施例中所讨论的特征是可互换的。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。

本说明书中使用“约”“大约”的用语通常表示在一给定值或范围的20％之内，较佳是10％之内，且更佳是5％之内。在此给定的数量为大约的数量，意即在没有特定说明的情况下，仍可隐含“约”“大约”“大致”“大概”的含义。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“高”“低”“顶”“底”“前”“后”等也作具有类似含义。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

本说明书中，用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。

Claims (2)

1.一种薄煤层高档普采对拉工作面支架系统的移架方法，在工作面的靠近回风巷道和运输巷道的部分为端头部，其特征在于，支架系统包括：

多个点立柱支架，设于所述工作面处；

多组端头支架，设于所述端头部，所述端头支架包括多个第一单体液压支柱和设于多个所述第一单体液压支柱的靠近顶板一端的钢梁；

所述移架方法包括：

依次将靠近采空区一侧的所述点立柱支架卸下后支撑于靠近煤壁一侧；

依次完成奇数序号的所述端头支架的移架；

依次完成偶数序号的所述端头支架的移架。

2.根据权利要求1所述的薄煤层高档普采对拉工作面支架系统的移架方法，其特征在于，未移架前，所述端头支架的靠近所述煤壁的所述第一单体液压支柱为第一前单体液压支柱，靠近所述采空区的所述第一单体液压支柱为第一后单体液压支柱，所述端头支架的移架，包括：

先卸下第一后单体液压支柱并立在靠近所述煤壁一侧，然后将第一前单体液压支柱卸载降柱，待钢梁能够移动时，停止降柱，人工前移所述钢梁至所述第一后单体液压支柱上方，然后给所述第一前单体液压支柱和第一后单体液压支柱补液升压以支撑所述钢梁。

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