CN111561333B - 一种急倾斜煤层顶板岩层支护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种急倾斜煤层顶板岩层支护系统，该系统包括抗拉构件，所述抗拉构件包括板状主体，所述板状主体的中部凸出形成纵向拱形结构；间隔件，所述间隔件的下表面具有与所述抗拉构件的内侧表面相同的轮廓形状；所述间隔件的上侧表面用于与顶板岩层的下表面相抵接，所述间隔件的下表面用于与所述抗拉构件的内侧表面相抵接；多根锚固螺栓，多根所述锚固螺栓成对布置于所述抗拉构件的纵向两端；本申请提供的急倾斜煤层顶板岩层支护系统，结构简单合理，安装使用方便。可以在不破坏顶板岩层原有结构的基础上实现支护，支护时可以通过施加朝向顶板岩层的预应力使得支护效果更好。还可以对顶板岩层对支护结构的压力变化进行实时监控。
Description
技术领域
本发明涉及巷道支护结构技术领域，特别是涉及一种急倾斜煤层顶板岩层支护系统。
背景技术
急倾斜煤层开采后岩层移动的主要特征和水平煤层开采条件下有显著的不同，覆岩破坏范围的最终形态也与水平煤层开采有较大的区别。在开采急倾斜煤层时，覆岩破坏的范围主要位于在采空区的偏上山方向的上方。岩层在自重力的作用下，直接顶顶板岩层在产生法向弯曲的同时，易受沿层理面法向分力的作用而产生沿层理面向采空区方向的移动和滑落。
因此，对顶板岩层进行合理支护显得尤为重要了。
发明内容
本发明提供了一种急倾斜煤层顶板岩层支护系统。
本发明提供了如下方案：
一种急倾斜煤层顶板岩层支护系统，包括：
抗拉构件，所述抗拉构件包括板状主体，所述板状主体的中部凸出形成纵向拱形结构；
间隔件，所述间隔件的下表面具有与所述抗拉构件的内侧表面相同的轮廓形状；所述间隔件的上侧表面用于与顶板岩层的下表面相抵接，所述间隔件的下表面用于与所述抗拉构件的内侧表面相抵接；
多根锚固螺栓，多根所述锚固螺栓成对布置于所述抗拉构件的纵向两端，并分别与所述抗拉构件的外侧表面相连；
其中，所述锚固螺栓经由顶板岩层与巷道立壁连接处延伸至岩体内部，所述锚固螺栓的的轴向与水平面呈0-30°夹角。
优选地：所述间隔件的靠近所述抗拉构件一侧的一部分缺失形成压力传感器安装槽，所述压力传感器安装槽用于安装压力传感器，以便获取顶板岩层施加给所述抗拉构件力的变化。
优选地：所述压力传感器包括第一电导夹板以及第二电导夹板，所述第二电导夹板的下表面的轮廓形状与所述抗拉构件的内侧表面与其对应位置处的轮廓形状相同且与所述抗拉构件的内侧表面相抵接；所述第一电导夹板与所述第二电导夹板之间设置有电介质，以便根据所述电介质厚度的变化确定压力变化。
优选地：还包括与所述压力传感器相连的压力监测器，所述压力监测器用于根据所述电介质厚度的变化带来的电容变化确定顶板岩层施加给抗拉构件的压力变化。
优选地：所述板状主体的外侧形成有多个垂直于其外侧表面的连接板，所述连接板开设有通孔，所述锚固螺栓的一端形成有螺纹段且穿过所述通孔通过螺母实现与所述板状主体的相连接。
优选地：所述连接板与所述板状主体之间形成有多条加强肋。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
通过本发明，可以实现一种急倾斜煤层顶板岩层支护系统，在一种实现方式下，该系统可以包括抗拉构件，所述抗拉构件包括板状主体，所述板状主体的中部凸出形成纵向拱形结构；间隔件，所述间隔件的下表面具有与所述抗拉构件的内侧表面相同的轮廓形状；所述间隔件的上侧表面用于与顶板岩层的下表面相抵接，所述间隔件的下表面用于与所述抗拉构件的内侧表面相抵接；多根锚固螺栓，多根所述锚固螺栓成对布置于所述抗拉构件的纵向两端，并分别与所述抗拉构件的外侧表面相连；其中，所述锚固螺栓经由顶板岩层与巷道立壁连接处延伸至岩体内部，所述锚固螺栓的的轴向与水平面呈0-30°夹角。本申请提供的急倾斜煤层顶板岩层支护系统，结构简单合理，安装使用方便。可以在不破坏顶板岩层原有结构的基础上实现支护，支护时可以通过施加朝向顶板岩层的预应力使得支护效果更好。还可以对顶板岩层对支护结构的压力变化进行实时监控。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
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，下面描述中的附图仅仅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是本发明实施例提供的一种急倾斜煤层顶板岩层支护系统的结构示意图。
图中：抗拉构件1、间隔件2、锚固螺栓3、第一电导夹板4、第二电导夹板5、电介质6、连接板7、顶板岩层8、巷道立壁9。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
参见图1，为本发明实施例提供的一种急倾斜煤层顶板岩层支护系统，如图1所示，该系统包括抗拉构件1，所述抗拉构件1包括板状主体，所述板状主体的中部凸出形成纵向拱形结构；该抗拉构件1对顶板岩层形成支护时，可以在设置时施加纵向预应力，该抗拉构件可以采用施加预应力后变形不明显的材料制作。
间隔件2，所述间隔件2的下表面具有与所述抗拉构件1的内侧表面相同的轮廓形状；所述间隔件2的上侧表面用于与顶板岩层8的下表面相抵接，所述间隔件2的下表面用于与所述抗拉构件1的内侧表面相抵接； 该间隔件2可以保证抗拉构件与顶板岩层接触紧密，以使抗拉构件可以形成对顶板岩层的支护。
多根锚固螺栓3，多根所述锚固螺栓3成对布置于所述抗拉构件1的纵向两端，并分别与所述抗拉构件1的外侧表面相连；具体选择连接方式时，所述板状主体的外侧形成有多个垂直于其外侧表面的连接板7，所述连接板7开设有通孔，所述锚固螺栓3的一端形成有螺纹段且穿过所述通孔通过螺母实现与所述板状主体的相连接。为了提高连接板与抗拉构件的连接强度，所述连接板与所述板状主体之间形成有多条加强肋。
其中，所述锚固螺栓3经由顶板岩层8与巷道立壁9连接处延伸至岩体内部，所述锚固螺栓的的轴向与水平面呈0-30°夹角。该系统将抗拉构件与顶板岩层相连采用的是非传统的向上锚栓紧固，由于传统采用向上锚栓紧固会在一定程度上破坏顶板岩层的自身结构，对于顶板岩层的强度造成一定的损害。本申请采用的是由顶板岩层与巷道立壁连接处插入锚栓，这样锚栓在进入顶板岩层后会位于巷道立壁的上方，不会位于采空区，保证采空区上部的顶板岩层结构始终保持完整。
为了实现对顶板煤层对抗拉构件施加的压力是否有变化进行监控，所述间隔件的靠近所述抗拉构件一侧的一部分缺失形成压力传感器安装槽，所述压力传感器安装槽用于安装压力传感器，以便获取顶板岩层施加给所述抗拉构件力的变化。具体的，所述压力传感器包括第一电导夹板4以及第二电导夹板5，所述第二电导夹板5的下表面的轮廓形状与所述抗拉构件1的内侧表面与其对应位置处的轮廓形状相同且与所述抗拉构件1的内侧表面相抵接；所述第一电导夹板4与所述第二电导夹板5之间设置有电介质6，以便根据所述电介质6厚度的变化确定压力变化。还包括与所述压力传感器相连的压力监测器（图中未示出），所述压力监测器用于根据所述电介质厚度的变化带来的电容变化确定顶板岩层施加给抗拉构件的压力变化。该压力监测器可以间隔一定时间对第一电导夹板与第二电导夹板之间的电容进行检测，判断是否出现变化。如果出现变化说明顶板岩层对抗拉构件的压力发生变化，可以向工作人员发出警示。同时还可以根据电容变化值计算获得压力变化值，以便实现对顶板岩层压力变化规律进行分析预测。
总之，本申请提供的急倾斜煤层顶板岩层支护系统，结构简单合理，安装使用方便。可以在不破坏顶板岩层原有结构的基础上实现支护，支护时可以通过施加朝向顶板岩层的预应力使得支护效果更好。还可以对顶板岩层对支护结构的压力变化进行实时监控。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种急倾斜煤层顶板岩层支护系统，其特征在于，包括：
抗拉构件，所述抗拉构件包括板状主体，所述板状主体的中部凸出形成纵向拱形结构；
间隔件，所述间隔件的下表面具有与所述抗拉构件的内侧表面相同的轮廓形状；所述间隔件的上侧表面用于与顶板岩层的下表面相抵接，所述间隔件的下表面用于与所述抗拉构件的内侧表面相抵接；所述间隔件的靠近所述抗拉构件一侧的一部分缺失形成压力传感器安装槽，所述压力传感器安装槽用于安装压力传感器，以便获取顶板岩层施加给所述抗拉构件力的变化；
多根锚固螺栓，多根所述锚固螺栓成对布置于所述抗拉构件的纵向两端，并分别与所述抗拉构件的外侧表面相连；
其中，所述锚固螺栓经由顶板岩层与巷道立壁连接处延伸至岩体内部，所述锚固螺栓的轴向与水平面呈0-30°夹角。
2.根据权利要求1所述的急倾斜煤层顶板岩层支护系统，其特征在于，所述压力传感器包括第一电导夹板以及第二电导夹板，所述第二电导夹板的下表面的轮廓形状与所述抗拉构件的内侧表面与其对应位置处的轮廓形状相同且与所述抗拉构件的内侧表面相抵接；所述第一电导夹板与所述第二电导夹板之间设置有电介质，以便根据所述电介质厚度的变化确定压力变化。
3.根据权利要求2所述的急倾斜煤层顶板岩层支护系统，其特征在于，还包括与所述压力传感器相连的压力监测器，所述压力监测器用于根据所述电介质厚度的变化带来的电容变化确定顶板岩层施加给抗拉构件的压力变化。
4.根据权利要求1所述的急倾斜煤层顶板岩层支护系统，其特征在于，所述板状主体的外侧形成有多个垂直于其外侧表面的连接板，所述连接板开设有通孔，所述锚固螺栓的一端形成有螺纹段且穿过所述通孔通过螺母实现与所述板状主体的相连接。
5.根据权利要求4所述的急倾斜煤层顶板岩层支护系统，其特征在于，所述连接板与所述板状主体之间形成有多条加强肋。
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