CN111734460A - 煤矿巷道临时支护装置及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
煤矿巷道临时支护装置及其施工方法，包括垂直设置在巷道内的若干根伸缩支柱，伸缩支柱呈矩形阵列布置，每根伸缩支柱的下端支撑在巷道底板上，每根伸缩支柱的上端均设有一块垫块，巷道顶板底面铺设有金属网，垫块顶部与金属网底面支撑连接，相邻两根伸缩支柱之间均连接或绑扎有防倒绳。本发明中的材料均为等常见矿山废旧材料，符合修旧利废节支降耗的经营理念。同时该装置成本低，操作方便，降低了工人的劳动强度，由3个人操作降低为1个人就可实现操作。相比以前的吊环式前探梁临时支护，在确保支护强度的前提下，大大提高了支护作业的效率。
Description
技术领域
本发明属于巷道支护技术领域，具体涉及一种煤矿巷道临时支护装置及其施工方法。
背景技术
目前大多数煤矿巷道掘进工作面采用U型钢支护或锚杆支护。在施工使用过程中，顶板需要超前临时支护，采用传统吊环式前探梁作为临时支护，该支护方式工人工作强度大、工序繁琐、辅助工作时间长、不利于单产单进。
传统采煤工作面端头采用乳化液单体柱支护。乳化液单体柱支护强度大，用于采煤工作面巷道端头支护，能够满足支护强度的要求，但是由于单体柱较重、搬运困难。而且需要专用的乳化液泵站提供液压，因此，用乳化液单体柱作为巷道掘进临时支护有一定的困难。
传统摩擦式单体柱，相较于乳化液单体柱设备轻便便于移动，满足一定的可缩性，便于移动。曾用于浅部井工开采炮采工艺中采煤工作面支护。用摩擦式单体柱作为临时支护的支护方案的缺点：1、临时支护不需要摩擦式单体柱的可缩性：2、摩擦式单体柱支护强度不满足工作面对安全的要求；3、摩擦式单体柱还是较为笨重不方便运移。为保证工作面的安全，必须保证临时支护的强度，减少可缩性对强度的影响，同时要发扬摩擦式单体柱的设备轻便便于移动的优点。
基于上述原因借鉴单体摩擦柱的优点回避缺点，围绕满足支护强度的要求、设备轻便便于移动的要求，进行了一系列技术改进，提出本设计方案。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、轻便、便于操作、伸缩易调节、支撑强度大的煤矿巷道临时支护装置及其施工方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：煤矿巷道临时支护装置，包括垂直设置在巷道内的若干根伸缩支柱，伸缩支柱呈矩形阵列布置，每根伸缩支柱的下端支撑在巷道底板上，每根伸缩支柱的上端均设有一块垫块，巷道顶板底面铺设有金属网，垫块顶部与金属网底面支撑连接，相邻两根伸缩支柱之间均连接或绑扎有防倒绳。
伸缩支柱包括底托盘组件、下固定管、上伸缩管、支撑杆和顶托盘组件，上伸缩管下部由下固定管的上端口插设在下固定管内部，下固定管上部沿长度方向均匀间隔开设有若干条固定插销孔，上伸缩管下部沿长度方向间隔开设有两条活动插销孔，固定插销孔和活动插销孔均沿下固定管的径向方向开设，相邻两条固定插销孔的距离等于相邻两条活动插销孔的距离，两条活动插销孔与其中两条固定插销孔对应并通过连接销插接配合；
上伸缩管的内孔上部设置的内螺纹，支撑杆外圆设置有外螺纹，支撑杆下部通过上伸缩管的上端口伸入并螺纹连接在上伸缩管内，支撑杆上螺纹连接有与上伸缩管上端压接的预紧螺母；
底托盘组件设置在下固定管下端，顶托盘组件设置在支撑杆上端。
底托盘组件包括连接座、底托盘、下连接柱和下万向球头，连接座为凸型结构，连接座上部过盈装配在下固定管的下端口内，连接座下部开设有底部敞口的下球头窝，下万向球头转动设置在下球头窝内，下万向球头底部通过下连接柱与底托盘上表面固定连接。
顶托盘组件包括顶托盘、上连接柱和上万向球头，支撑杆上端部开设有顶部敞口的上球头窝，上万向球头转动设置在上球头窝内，上万向球头底部通过上连接柱与顶托盘下表面固定连接。
支撑杆上部外圆周设有用于卡接扳手的正六棱或正四棱结构。
煤矿巷道临时支护装置的施工方法，包括以下步骤，
（1）岩巷掘进工作面放炮后观察围岩情况，清除浮石确保安全；
（2）在掘进工作面迎头根据断面大小确定布设临时伸缩支柱的数量及位置；
（3）清除巷道底板上的浮石；
（4）支设伸缩支柱；
（5）在伸缩支柱的顶托盘上根据循环进尺长度布设前金属网；
（6）旋转伸缩支柱的支撑杆使顶托盘向上顶压金属网；
（7）在相邻两根伸缩支柱之间均连接或绑扎上防倒绳。
步骤（4）的具体过程为，将底托盘设置在巷道底板上，向上抽拉上伸缩管，直到顶托盘距离巷道顶板5-10cm时，上伸缩管上的两条活动销孔与邻近的两条固定销孔对应，插入两根连接销使上伸缩管和下固定杆固定为一体。
步骤（6）的具体过程为，用扭矩扳手拧紧卡住支撑杆上部的正六棱或正四棱结构，由于支撑杆下部与上伸缩管螺纹连接，在旋转支撑杆时使支撑杆向上伸长，顶托盘向上顶压巷道顶板，在顶托盘上设置垫块，垫块为平板或楔形板，扭矩扳手的扭矩达到临时支护要求的扭矩值时取下扭矩扳手，再拧动预紧螺母，使预紧螺母压紧支撑杆上端。
采用上述技术方案，本发明中的上伸缩管采用三寸钢管，下固定管采用四寸钢管，顶托盘和底托盘采用边角料的钢板制成，支撑柱采用圆钢，这些材料均为等常见矿山废旧材料，符合修旧利废节支降耗的经营理念。同时该装置成本低，操作方便，降低了工人的劳动强度，由3个人操作降低为1个人就可实现操作。相比以前的吊环式前探梁临时支护，在确保支护强度的前提下，大大提高了支护作业的效率。
本发明中的上伸缩管和下固定管均垂直设置，但在支护过程中，会受到巷道顶板不同方向的压力，因此设置了顶托盘和底托盘，不仅提高受力面积，而且可以根据上万向球头和下万向球头的360°旋转改变倾斜方向，使上伸缩管和下固定管尽量保持垂直度，提高支护效果。
防倒绳的设置，使所有的伸缩支柱都连接为一体，当某一根伸缩支柱出现倾斜时，可通过防倒绳牵拉，避免个别伸缩支柱倾倒。
附图说明
图1是本发明的支护断面结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是单根伸缩支柱的放大结构图。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本发明的煤矿巷道临时支护装置，包括垂直设置在巷道1内的若干根伸缩支柱2，伸缩支柱2呈矩形阵列布置，每根伸缩支柱2的下端支撑在巷道1底板上，每根伸缩支柱2的上端均设有一块垫块3，巷道1顶板底面铺设有金属网4，垫块3顶部与金属网4底面支撑连接，相邻两根伸缩支柱2之间均连接或绑扎有防倒绳5。
伸缩支柱2包括底托盘组件、下固定管6、上伸缩管7、支撑杆8和顶托盘组件，上伸缩管7下部由下固定管6的上端口插设在下固定管6内部，下固定管6上部沿长度方向均匀间隔开设有若干条固定插销孔9，上伸缩管7下部沿长度方向间隔开设有两条活动插销孔，固定插销孔9和活动插销孔均沿下固定管6的径向方向开设，相邻两条固定插销孔9的距离等于相邻两条活动插销孔的距离，两条活动插销孔与其中两条固定插销孔9对应并通过连接销10插接配合；
上伸缩管7的内孔上部设置的内螺纹，支撑杆8外圆设置有外螺纹，支撑杆8下部通过上伸缩管7的上端口伸入并螺纹连接在上伸缩管7内，支撑杆8上螺纹连接有与上伸缩管7上端压接的预紧螺母11；
底托盘组件设置在下固定管6下端，顶托盘组件设置在支撑杆8上端。
底托盘组件包括连接座12、底托盘13、下连接柱14和下万向球头15，连接座12为凸型结构，连接座12上部过盈装配在下固定管6的下端口内，连接座12下部开设有底部敞口的下球头窝，下万向球头15转动设置在下球头窝内，下万向球头15底部通过下连接柱14与底托盘13上表面固定连接。
顶托盘组件包括顶托盘16、上连接柱17和上万向球头18，支撑杆8上端部开设有顶部敞口的上球头窝，上万向球头18转动设置在上球头窝内，上万向球头18底部通过上连接柱17与顶托盘16下表面固定连接。
支撑杆8上部外圆周设有用于卡接扳手的正四棱结构19（也可以为正六棱结构）。
煤矿巷道1临时支护装置的施工方法，包括以下步骤：
（1）岩巷掘进工作面放炮后观察围岩情况，清除浮石确保安全；
（2）在掘进工作面迎头根据断面大小确定布设临时伸缩支柱2的数量及位置；
（3）清除巷道1底板上的浮石；
（4）支设伸缩支柱2；
（5）在伸缩支柱2的顶托盘16上根据循环进尺长度布设前金属网4；
（6）旋转伸缩支柱2的支撑杆8使顶托盘16向上顶压金属网4；
（7）在相邻两根伸缩支柱2之间均连接或绑扎上防倒绳5。
步骤（4）的具体过程为，将底托盘13设置在巷道1底板上，向上抽拉上伸缩管，直到顶托盘16距离巷道1顶板5-10cm时，上伸缩管上的两条活动销孔与邻近的两条固定销孔对应，插入两根连接销10使上伸缩管和下固定杆固定为一体。
步骤（6）的具体过程为，用扭矩扳手拧紧卡住支撑杆8上部的正四棱结构19，由于支撑杆8下部与上伸缩管7螺纹连接，在旋转支撑杆8时使支撑杆8向上伸长，顶托盘16向上顶压巷道1顶板，在顶托盘16上设置垫块3，垫块3为平板或楔形板，扭矩扳手的扭矩达到临时支护要求的扭矩值时取下扭矩扳手，再拧动预紧螺母11，使预紧螺母11压紧支撑杆8上端。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.煤矿巷道临时支护装置，其特征在于：包括垂直设置在巷道内的若干根伸缩支柱，伸缩支柱呈矩形阵列布置，每根伸缩支柱的下端支撑在巷道底板上，每根伸缩支柱的上端均设有一块垫块，巷道顶板底面铺设有金属网，垫块顶部与金属网底面支撑连接，相邻两根伸缩支柱之间均连接或绑扎有防倒绳。
2.根据权利要求1所述的煤矿巷道临时支护装置，其特征在于：伸缩支柱包括底托盘组件、下固定管、上伸缩管、支撑杆和顶托盘组件，上伸缩管下部由下固定管的上端口插设在下固定管内部，下固定管上部沿长度方向均匀间隔开设有若干条固定插销孔，上伸缩管下部沿长度方向间隔开设有两条活动插销孔，固定插销孔和活动插销孔均沿下固定管的径向方向开设，相邻两条固定插销孔的距离等于相邻两条活动插销孔的距离，两条活动插销孔与其中两条固定插销孔对应并通过连接销插接配合；
上伸缩管的内孔上部设置的内螺纹，支撑杆外圆设置有外螺纹，支撑杆下部通过上伸缩管的上端口伸入并螺纹连接在上伸缩管内，支撑杆上螺纹连接有与上伸缩管上端压接的预紧螺母；
底托盘组件设置在下固定管下端，顶托盘组件设置在支撑杆上端。
3.根据权利要求2所述的煤矿巷道临时支护装置，其特征在于：底托盘组件包括连接座、底托盘、下连接柱和下万向球头，连接座为凸型结构，连接座上部过盈装配在下固定管的下端口内，连接座下部开设有底部敞口的下球头窝，下万向球头转动设置在下球头窝内，下万向球头底部通过下连接柱与底托盘上表面固定连接。
4.根据权利要求3所述的煤矿巷道临时支护装置，其特征在于：顶托盘组件包括顶托盘、上连接柱和上万向球头，支撑杆上端部开设有顶部敞口的上球头窝，上万向球头转动设置在上球头窝内，上万向球头底部通过上连接柱与顶托盘下表面固定连接。
5.根据权利要求4所述的煤矿巷道临时支护装置，其特征在于：支撑杆上部外圆周设有用于卡接扳手的正六棱或正四棱结构。
6.如权利要求5所述的煤矿巷道临时支护装置的施工方法，其特征在于：包括以下步骤，
（1）岩巷掘进工作面放炮后观察围岩情况，清除浮石确保安全；
（2）在掘进工作面迎头根据断面大小确定布设临时伸缩支柱的数量及位置；
（3）清除巷道底板上的浮石；
（4）支设伸缩支柱；
（5）在伸缩支柱的顶托盘上根据循环进尺长度布设前金属网；
（6）旋转伸缩支柱的支撑杆使顶托盘向上顶压金属网；
（7）在相邻两根伸缩支柱之间均连接或绑扎上防倒绳。
7.根据权利要求6所述的煤矿巷道临时支护装置的施工方法，其特征在于：步骤（4）的具体过程为，将底托盘设置在巷道底板上，向上抽拉上伸缩管，直到顶托盘距离巷道顶板5-10cm时，上伸缩管上的两条活动销孔与邻近的两条固定销孔对应，插入两根连接销使上伸缩管和下固定杆固定为一体。
8.根据权利要求6或7所述的煤矿巷道临时支护装置的施工方法，其特征在于：步骤（6）的具体过程为，用扭矩扳手拧紧卡住支撑杆上部的正六棱或正四棱结构，由于支撑杆下部与上伸缩管螺纹连接，在旋转支撑杆时使支撑杆向上伸长，顶托盘向上顶压巷道顶板，在顶托盘上设置垫块，垫块为平板或楔形板，扭矩扳手的扭矩达到临时支护要求的扭矩值时取下扭矩扳手，再拧动预紧螺母，使预紧螺母压紧支撑杆上端。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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