CN112412515A - 一种自移式全掩护破碎顶板的撤架支护方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种自移式全掩护破碎顶板的撤架支护方法，基于掩护支架和支架自移连接装置，将掩护支架沿着采煤工作面并排布满回撤断面，通过支架自移连接装置将撤后掩护支架连接在一起，掩护支架不断自移支护采煤工作面液压支架撤后的顶板，采用撤后掩护支架完全取代了单体液压支柱和木垛支护。本发明中掩护支架自移以实现及时支护回撤顶板，提高支架回撤机械化程度与安全性；同时统一了回撤空间的支护形式与强度，杜绝可燃支护耗材遗留在采空区。

Description

一种自移式全掩护破碎顶板的撤架支护方法

技术领域

本发明属于采煤工作面的回撤空间支护技术，尤其涉及一种自移式全掩护破碎顶板的撤架支护方法。

背景技术

现有技术中，随着采煤工作面的支护设备不断趋于大型化、重型化，造成回撤空间跨度大、支护困难、支架撤除时易发生压架、倾倒等现象，此外回撤工期过长易伴生煤层自燃发火、顶板破碎冒落等灾害。具体的，在传统的采煤工作面回撤空间支护中，常用掩护支架配合木垛、掩护支架配合单体液压支柱这两种支护形式。上述两种支护方式共有的缺陷是在回撤断面上的支护形式、支护强度不统一，无法及时支护液压支架撤后暴露的顶板，人为造成支护薄弱区域，该区域的施工难度大、作业危险性高；采用可燃的木垛支护时，木垛无法回收大量可燃木材遗留在采空区；采用单体液压支柱支护时，搬运、架设以及回收单体液压支柱作业过程需要投入大量劳动力。申请号为201010604467.9的专利公开了一种利用四掩护支架回撤液压支架的方法，该方法利用四架掩护支架以及第四掩护支架里侧支起的木桩支护回撤空间，木桩支护的位置邻近采空区，其施工安全隐患大、支护可靠性低；交错布置的掩护支架不能相互支撑自移，因而增加了牵引四架掩护支架的工序；在回撤断面上支护形式与强度不统一，在较低支护强度区域易发生冒顶危险；申请号为201610021765.2的专利公布了一种综采面收作时液压支架无坑木回撤方法，该方法采用两台移动-支撑掩护式液压支架和单体液压支柱支护回撤后的顶板，两台移动-支撑掩护式液压支架通过慢绞牵引交错前移。该方法存在以下不足：两台移动-支撑掩护式液压支架无法实现自移，在交错前移过程中，其中一台移动-支撑掩护式液压支架将承受2倍以上的支撑阻力，极易产生矸石冒落压架事故；需要人工打设单体液压支护，在回收单体液压支柱时顶板十分破碎容易发生冒顶伤人事故；如图1所示为木垛支护示意图，包含木垛支护13，如图2所示为单体液压支柱支护示意图，包含单体液压支柱支护14。

综上，现有技术中，在回撤空间支护方面，存在以下缺陷：1）回撤断面上的支护形式不统一、支护强度也不一致，人为地造成了顶板支护薄弱区、增加了支护施工难度与施工风险；2）支护整体性不强、各个掩护支架不能相互支撑自移，掩护支架的牵引作业干扰其他回撤作业，影响施工进度。因此，亟需一种支护形式与支护强度统一，机械化程度高的回撤空间支护技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自移式全掩护破碎顶板的撤架支护方法，掩护支架自移以实现及时支护回撤顶板，提高支架回撤机械化程度与安全性；同时统一了回撤空间的支护形式与强度，杜绝可燃支护耗材遗留在采空区。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种自移式全掩护破碎顶板的撤架支护方法，包括以下步骤：

步骤1：在巷道的三角区内，沿采煤工作面的推进方向布置一掩护支架单元以用于支护顶板；所述掩护支架单元包括若干掩护支架；所有所述掩护支架的推移装置输出端均朝向待撤支架单元；所述待撤支架单元包括N个依次排列的待撤支架，其中N为正整数；其中一所述掩护支架的边缘与掩护支架单元所有待撤支架的的顶梁前端对齐；

步骤2：将支架自移连接装置可拆卸地安装在相邻所述掩护支架的推移装置之间，以固定所有推移装置的输出端；

步骤3：朝煤壁方向回撤靠近所述掩护支架单元的一待撤支架，回撤过程中，所述待撤支架先后暴露出顶板的不同位置；同时沿采空区向煤壁方向，各个掩护支架先后伸出伸缩梁以支护暴露出的顶板；

步骤4：待回撤过程结束后，沿采空区向煤壁方向，一掩护支架作业完成后，与其相邻的掩护支架开始作业；其中，作业具体包括：

步骤a：对掩护支架进行伸缩梁收回作业；

步骤b：对掩护支架进行降立柱作业；

步骤c：动作掩护支架的推移装置，所述掩护支架朝向所述待撤支架单元移动以进行移架作业;

步骤d：对掩护支架进行升立柱作业以支护顶板；

步骤5：待所有掩护支架作业完成后，对所有所述推移装置进行推移以靠近下一个待撤支架。

优选地，所述掩护支架的顶梁与待撤支架单元之间的距离为100mm~200mm。

优选地，在步骤1中，调节所述掩护支架的位置至相邻的所述掩护支架平行设置。

优选地，在步骤2中，所述支架自移连接装置包括依次连接的第一连接板、第二连接板和第三连接板；安装时，首先将所述第一连接板与其中一掩护支架可拆卸地连接；所述第三连接板与相邻的另一掩护支架可拆卸地连接；之后将所述第二连接板和第一连接板、第二连接板和第三连接板通过紧固件连接。

优选地，所述第一连接板和对应的掩护支架之间通过连接接头单元连接；所述连接接头单元包括关于第一连接板对称设置一对连接接头；一对所述连接接头关于对应的掩护支架对称设置。

优选地，沿煤壁至采空区方向，所述第一连接板上开设多个连接孔。

优选地，与掩护支架单元的顶梁前端对齐的一掩护支架为进行作业的最后一个支架。

优选地，重复步骤3~步骤5，撤走下一个待撤支架。

与现有技术相比，本发明的优点为：

（1）待撤支架撤回过程中，掩护支架随即伸出伸缩梁以支护待撤支架暴露出的顶板；移架作业时，由于其余4个掩护支架的推移装置的输出端固定，因此当其中一推移装置动作时，该掩护支架实现朝待撤支架单元方向移动，以再次支护暴露出的顶板。因此，掩护支架可不断自移以实时支护待撤支架撤后暴露出的顶板，实现了随撤随护，提高支架回撤机械化程度与安全性。

（2）采用支护强度较高的掩护支架支护回撤空间，替代了险系数高、劳动强度大、支护耗损大的单体液压支柱或者木垛等支护形式，消除了因支护形式与强度不统一造成的人为支护薄弱区。

（3）通过支架自移连接装置将撤后掩护支架连接在一起，实现了掩护支架的自移，减少了移架所需的时间投入，掩护支架能够独立自移，不干扰其他回撤作业工序。

（4）本发明实现了工作面支架的快速、安全、经济回撤。

附图说明

图1为现有技术中一支护方法示意图；

图2为现有技术中另一支护方法示意图；

图3为本发明一实施例的基于自移式全掩护破碎顶板的撤架支护方法的工作布局示意图；

图4为图3的局部剖视图；

图5为本发明一实施例的基于自移式全掩护破碎顶板的撤架支护方法的工作示意图；

图6为图3中支架自移连接装置与掩护支架的装配示意图；

图7为图6中支架自移连接装置的俯视图；

图8为图6中支架自移连接装置的主视图。

其中，1-待撤支架单元，101-第一待撤支架，102-第二待撤支架，103-第三待撤支架，104-第四待撤支架，105-第五待撤支架，106-第六待撤支架，107-第七待撤支架，2-掩护支架单元，201-第一掩护支架，202-第二掩护支架，203-第三掩护支架，204-第四掩护支架，205-第五掩护支架，3-支架自移连接装置，301-第一连接板，302-第二连接板，303-连接接头，4-支架底座对齐线，5-支架顶、尾梁交线，6-煤壁，7-采空区，8-第一开孔，9-第二开孔，10-第三开孔，11-销钉，12-伸缩梁，13-木垛支护，14-单体液压支柱支护。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

结合图3~5，对自移式全掩护破碎顶板的撤架支护方法进行详细说明。

如图3所示，掩护支架单元2包括5个掩护支架，靠近煤壁6的一个掩护支架为第五掩护支架205，远离煤壁6的一个掩护支架为第一掩护支架201；待撤支架单元1包括依次排列的7个待撤支架，靠近掩护支架单元2的待撤支架为第一待撤支架101，远离掩护支架单元2的待撤支架为第七待撤支架。

在本实施例中，掩护支架为液压支架，本领域人员可以知晓的是，液压支架具有上升以支撑顶板，下降以退出支护的立柱、推移装置和顶梁。在本实施例以外的其他实施例中，掩护支架可以直接采用采煤工作面中的端头液压支架支架、过渡液压支架或者中部液压支架抽离；如果液压支架不升井检修、直接倒装到下一采煤工作面，掩护支架宜选中部支架。

该实施例中，首先撤回第一待撤支架101，之后按顺序依次撤回第二待撤支架102、第三待撤支架103、第四待撤支架104、第五待撤支架105、第六待撤支架106和第七待撤支架107。上述7个待撤支架的撤回方法相同。

步骤1：在巷道的三角区内，沿采煤工作面的推进方向布置掩护支架单元2以用于支护顶板，调节掩护支架的位置至相邻的掩护支架平行设置；所有掩护支架的推移装置输出端均朝向待撤支架单元1，如图3、图4所示。

其中，位于掩护支架单元2内侧的一掩护支架（第三掩护支架203）的边缘与所有掩护支架的顶梁前端对齐。具体的，第三掩护支架203靠近煤壁6的边缘与所有掩护支架的顶梁前端对齐。其中，第一掩护支架201~第三掩护支架203的作用是即时支护待撤支架暴露出的顶板，第四掩护支架204~第五掩护支架205的作用是支护三角区的顶板。在本实施例以外的其他实施例中，也可以不设置第四掩护支架204和第五掩护支架205。

具体的，根据选取的支架中心距、在待撤支架的顶、尾梁交线到煤壁6范围内，沿着采煤工作面推进方向布满撤后掩护支架，掩护支架布置在待撤支架的一侧。优选地，掩护支架的顶梁与待撤支架单元1之间的距离为100mm~200mm。

步骤2：将1个支架自移连接装置3可拆卸地安装在相邻掩护支架的推移装置之间，以固定所有推移装置的输出端。具体的，支架自移连接装置3与推移装置的杠杆头部的销钉孔连接，如图4所示。

在实施例中，连接5个掩护支架需要4个支架自移连接装置3。由于初始状态时相邻掩护支架支护顶板，5个推移装置处于固定状态。将5个推移装置通过支架自移连接装置3连接为一体，当其中一个推移装置动作时，其余4个推移装置的坐标不变，其余4个推移装置（掩护支架）均可以作为该推移装置的着力点，以使得该推移装置带动对应的掩护支架朝待撤支架单元1侧移动。比如，第一个掩护支架的推移装置动作时，第二个~第五个掩护支架静止不动以作为该推移装置的着力点。

步骤3：朝煤壁6方向回撤靠近掩护支架单元2的一待撤支架，回撤过程中，待撤支架先后暴露出顶板的不同位置；同时沿采空区7向煤壁6方向，各个掩护支架先后伸出伸缩梁12以支护暴露出的顶板，如图5所示，支架底座对齐线5为掩护支支架中，底座朝向待撤支架单元的边缘线；支架顶、尾梁交线4为掩护支架中，顶梁和尾梁的相交线。

具体的，待撤支架回撤过程中，第一掩护支架201首先伸出伸缩梁12，之后按顺序进行伸出伸缩梁12作业，即最后第五掩护支架205伸出伸缩梁12。

在该步骤中，第一掩护支架201~第五掩护支架205始终保持支护顶板的状态。

在本实施例以外的其他实施例中，也可以是仅仅第一掩护支架201~第三掩护支架203进行伸出伸缩梁12的作业，第四掩护支架204~第五掩护支架205不动作。

步骤4：待回撤过程结束后，沿采空区7向煤壁6方向，一掩护支架作业完成后，与其相邻的掩护支架开始作业。

即第一掩护支架201先进行作业，第五掩护支架205最后进行作业。在第一掩护支架201进行作业时，其余4架掩护支架处于支护顶板的状态，以作为第一掩护支架201移架的着力点。同理进行类推，当第二掩护支架202进行作业时，其余4架掩护支架同样处于支护顶板的状态。

在本实施例以外的其他实施例中，也可以是多架掩护支架同时进行作业，只需要保证其至少一个掩护支架处于支护顶板的状态即可。

上述5个作业的具体内容相同，具体的，作业具体包括：

步骤a：首先对掩护支架进行伸缩梁12收回作业。

步骤b：之后对掩护支架进行降立柱作业，以退出支护。

步骤c：然后动作掩护支架的推移装置，掩护支架朝向待撤支架单元1移动以进行移架作业。该步骤中，移架作业可多次进行，以保证掩护支架达到距离待撤支架单元1的合适位置。移架作业完成后，掩护支架完全支护撤走的待撤支架暴露出的顶板。

步骤d：最后对掩护支架进行升立柱作业以支护顶板。同时，该步骤中，为推移装置沿底板推移提供了摩擦力，使得步骤5顺利进行。

步骤5：待所有掩护支架作业完成后，对所有推移装置进行推移以靠近下一个待撤支架。该步骤中，推移装置靠近下一个待撤支架的作业可反复多次进行。

步骤6：重复步骤3~步骤5，撤走下一个待撤支架。

由本领域技术人员可以知晓的是，上述伸缩梁12收回作业、降立柱作业、动作掩护支架的推移装置作业和升立柱作业均为现有技术。

在本实施例中，如图6~8所示，支架自移连接装置3包括依次连接的第一连接板301、第二连接板302和第三连接板；安装时，首先将第一连接板301与其中一掩护支架可拆卸地连接；第三连接板与相邻的另一掩护支架可拆卸地连接；之后将第二连接板302和第一连接板301、第二连接板302和第三连接板通过紧固件连接。

具体的，第一连接板301和对应的掩护支架之间通过连接接头303单元连接、第三连接板和对应的掩护支架之间通过连接接头303单元连接；连接接头303单元包括关于第一连接板301对称设置一对连接接头303；一对连接接头303关于对应的掩护支架对称设置。

在本实施例中，沿煤壁6至采空区7方向，第一连接板301、第二连接板302、第三连接板上均开设多个连接孔，以实现相邻掩护支架之间的距离可调。其中，第一连接板301、第三连接板上均有等间距的第一开孔8；第二连接板302上均有第二开孔9；连接接头303上有第三开孔10；第一开孔8和第三开孔10之间通过销钉11连接。

综上，本发明基于掩护支架和支架自移连接装置3，掩护支架沿着采煤工作面并排布满回撤断面，通过支架自移连接装置3将掩护支架的推移装置固定于一体，最终掩护支架不断自移以支护待撤支架撤后暴露出的顶板，采用掩护支架完全取代了现有技术中的单体液压支柱和木垛支护。由此，本发明统一了回撤空间的支护形式与强度，杜绝可燃支护耗材遗留在采空区7，掩护支架自移可及时支护回撤顶板，提高支架回撤机械化程度与安全性。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自移式全掩护破碎顶板的撤架支护方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在巷道的三角区内，沿采煤工作面的推进方向布置一掩护支架单元以用于支护顶板；所述掩护支架单元包括若干掩护支架；所有所述掩护支架的推移装置输出端均朝向待撤支架单元；所述待撤支架单元包括N个依次排列的待撤支架，其中N为正整数；其中一所述掩护支架的边缘与掩护支架单元所有待撤支架的的顶梁前端对齐；

步骤2：将支架自移连接装置可拆卸地安装在相邻所述掩护支架的推移装置之间，以固定所有推移装置的输出端；

步骤3：朝煤壁方向回撤靠近所述掩护支架单元的一待撤支架，回撤过程中，所述待撤支架先后暴露出顶板的不同位置；同时沿采空区向煤壁方向，各个掩护支架先后伸出伸缩梁以支护暴露出的顶板；

步骤4：待回撤过程结束后，沿采空区向煤壁方向，一掩护支架作业完成后，与其相邻的掩护支架开始作业；其中，作业具体包括：

步骤a：对掩护支架进行伸缩梁收回作业；

步骤b：对掩护支架进行降立柱作业；

步骤c：动作掩护支架的推移装置，所述掩护支架朝向所述待撤支架单元移动以进行移架作业;

步骤d：对掩护支架进行升立柱作业以支护顶板；

步骤5：待所有掩护支架作业完成后，对所有所述推移装置进行推移以靠近下一个待撤支架。

2.根据权利要求1所述的自移式全掩护破碎顶板的撤架支护方法，其特征在于，所述掩护支架的顶梁与待撤支架单元之间的距离为100mm~200mm。

3.根据权利要求1所述的自移式全掩护破碎顶板的撤架支护方法，其特征在于，在步骤1中，调节所述掩护支架的位置至相邻的所述掩护支架平行设置。

4.根据权利要求1所述的自移式全掩护破碎顶板的撤架支护方法，其特征在于，在步骤2中，所述支架自移连接装置包括依次连接的第一连接板、第二连接板和第三连接板；安装时，首先将所述第一连接板与其中一掩护支架可拆卸地连接；所述第三连接板与相邻的另一掩护支架可拆卸地连接；之后将所述第二连接板和第一连接板、第二连接板和第三连接板通过紧固件连接。

5.根据权利要求4所述的自移式全掩护破碎顶板的撤架支护方法，其特征在于，所述第一连接板和对应的掩护支架之间通过连接接头单元连接；所述连接接头单元包括关于第一连接板对称设置一对连接接头；一对所述连接接头关于对应的掩护支架对称设置。

6.根据权利要求4所述的自移式全掩护破碎顶板的撤架支护方法，其特征在于，沿煤壁至采空区方向，所述第一连接板上开设多个连接孔。

7.根据权利要求4所述的自移式全掩护破碎顶板的撤架支护方法，其特征在于，与掩护支架单元的顶梁前端对齐的一掩护支架为进行作业的最后一个支架。

8.根据权利要求1所述的自移式全掩护破碎顶板的撤架支护方法，其特征在于，重复步骤3~步骤5，撤走下一个待撤支架。

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