CN113279791A - 一种沿空巷道顶板支护用非对称锚梁结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种沿空巷道顶板支护用非对称锚梁结构，其包括：安装支座、可调支柱、支护横梁以及斜面顶板支护组件；所述可调支柱左右对称设置有两个，各所述可调支柱的下端面均设有安装支座；所述可调支柱可相对滑动的限位设置在所述安装支座上；且，所述可调支柱之间架设有支护横梁，所述支撑横梁作为沿空巷道顶板的支护主体，所述支撑横梁上对称设有用于嵌入固定所述支撑顶板的内置槽位；所述支撑横梁随两侧所述可调支柱进行局部倾斜偏转，以适应沿空巷道顶板所处各自然斜面姿态；所述支护横梁的上端面安装有斜面顶板支护组件，所述斜面顶板支护组件通过自身偏调作用与沿空巷道顶板相抵靠接触。

Description

一种沿空巷道顶板支护用非对称锚梁结构
技术领域
本发明属于巷道支护技术领域，具体是一种沿空巷道顶板支护用非对称锚梁结构。
背景技术
我国在煤矿岩巷中使用锚杆支护也已有近50余年的历史，但由于煤层巷道围岩松软，受采动影响后围岩变形量很大，对支护技术要求很高，因而发展缓慢。而煤矿沿空送巷则在工作面回采结束之后，沿着采空区以小煤柱或零煤柱进行掘进布置下一个采煤工作面；目前的采用锚杆和锚索对沿空巷道进行非对称支护时，虽然结构简单，但是可靠性较差，尤其是随着时间的延长，容易出现锚杆和锚索松动的情况，极其容易出现事故，这严重影响着生产的安全性和稳定性；且，尤其在顶板斜面支护过程中，由于受力的不对称性，斜支护的支撑方式很容易使得顶部支护板出现变形甚至出现移位。因此，本领域技术人员提供了一种沿空巷道顶板支护用非对称锚梁结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种沿空巷道顶板支护用非对称锚梁结构，其包括：安装支座、可调支柱、支护横梁以及斜面顶板支护组件；其中，位于沿空巷道内部间隔等距设置有多个支护锚梁架体，各所述支护锚梁架体之间通过横向设置的支撑顶板相连接，所述可调支柱左右对称设置有两个，各所述可调支柱的下端面均设有安装支座；
所述可调支柱可相对滑动的限位设置在所述安装支座上；
且，所述可调支柱之间架设有支护横梁，所述支撑横梁作为沿空巷道顶板的支护主体，所述支撑横梁上对称设有用于嵌入固定所述支撑顶板的内置槽位；
所述支撑横梁随两侧所述可调支柱进行局部倾斜偏转，以适应沿空巷道顶板所处各自然斜面姿态；
所述支护横梁的上端面安装有斜面顶板支护组件，所述斜面顶板支护组件通过自身偏调作用与沿空巷道顶板相抵靠接触。
进一步，作为优选，所述可调支柱包括支撑主架、液压伸缩杆、连接柱件以及限位支杆；其中，所述安装支座上横向固定有限位支杆，所述限位支杆上可相对滑动的设置有驱动导座，所述驱动导座通过其内部的引导轮轴沿所述安装支座进行横向滑移；
所述驱动导座的上端面中部竖直固定有连接柱件，所述连接柱件上设有旋转轴，并由所述旋转轴与所述支撑主架相转动连接；
所述支撑主架的一端铰接在所述支撑横梁上，所述旋转轴上铰设有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的输出端与所述支撑横梁相铰接，并由所述液压伸缩杆的伸缩作用使得所述支撑横梁进行对应偏转。
进一步，作为优选，所述斜面顶板支护组件包括侧撑板、伸缩缸件、内传件以及上分位组件；其中，所述支撑横梁的上端面两侧位置对称设有用于安装所述侧撑板的连接槽口，所述侧撑板的一端可相对偏转的嵌入设置在所述连接槽口中；
所述侧撑板的横截面呈两段式可收缩结构；
所述支撑横梁上位于两个所述侧撑板之间可相对滑动的限位设置有上分位组件；所述侧撑板的另一端分别铰设在所述上分位组件上；
且，所述支撑横梁的下端面一侧平行固定有伸缩缸件，所述伸缩缸件的一端固定有内传件，所述内传件贯穿设置在所述支撑横梁上，并与所述上分位组件相连接，使得当所述伸缩缸件进行伸缩调节时，所述上分位组件沿支撑横梁进行滑移；
所述上分位组件的横截面呈三角形结构，且所述上分位组件将沿空巷道顶板左右分为两个支护点位，使得其对应所述侧撑板分别从两侧进行支护撑架。
进一步，作为优选，所述上分位组件包括导向支件、可调伸缩导架、滑动丝杠以及承接支件；其中，所述支撑横梁上对称嵌入固定有滑动丝杠，各所述滑动丝杠上均限位滑动设置有导向支件；
所述导向支件之间横向连设有可调伸缩导架；
且，所述导向支件上均铰接有承接支件，所述承接支件的一侧与所述侧撑板相铰接，使得当所述可调伸缩导架进行伸缩调节时，所述侧撑板随承接支件进行对应偏转。
进一步，作为优选，所述导向支件上均铰接有内连件，所述内连件之间相互铰接；
且，所述内连件的铰接处联设有中心支杆，所述中心支杆的一端同轴固定有固定锚件，并由所述固定锚件伸入沿空巷道顶板内。
进一步，作为优选，所述承接支件上还架设有辅助顶位装置，所述辅助顶位装置套设在所述固定锚件外，并在沿空巷道顶板上位于固定锚件处形成支护凹位；
所述辅助顶位装置还包括上顶位板、固定支件、内撑件以及连接弹簧；其中，所述承接支件上均安装有固定支件，所述固定支件的一端铰接有内撑件；
且，所述固定锚件外套接有上顶位板，所述内撑件通过L型架与所述上顶位板相连接，所述L型架与所述上顶位板之间还排设有多组连接弹簧。
进一步，作为优选，所述固定支件上还安装有伸缩支杆，所述伸缩支杆的输出端与所述内撑件相铰接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中，在对煤矿沿空巷道顶板支护中由支护横梁作为支护主体，根据采空区巷道顶板所成斜面由斜面顶板支护组件进行对应调整支护，从而实现沿空巷道内的非对称支护工作；此中，由上分位组件可将顶板左右分为两个非对称支护面，分别由对应设置的侧撑板进行抵靠支护，且能通过伸缩缸件的伸缩驱动作用具体调整上分位组件的空间分位点，以适应巷道顶板的多种自然斜面姿态，降低对沿空巷道顶板的结构破坏，防止其产生松动崩裂；且，在应对一些高斜面差值的顶板结构时(即顶板呈“一边高，一边低”)，通过可调支柱的相对滑移偏转作用，以实现支护横梁的偏转支护，使得支护横梁能与顶板所呈斜面平行，从而降低长期非对称支护中的结构形变，且，位于空间分位点处由固定锚件进行支护，增强支护牢固性，同时可由辅助顶位装置对固定锚件周围岩层进行顶护，进而提高整体支护效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中可调支柱的结构示意图；
图3为本发明中斜面顶板支护组件的结构示意图；
图4为本发明中上分位组件的结构示意图；
图5为本发明中辅助顶位装置的结构示意图；
图中：1支护横梁、2可调支柱、201连接柱件、202支撑主架、203旋转轴、204液压伸缩杆、205动导座、206限位支杆、3安装支座、4斜面顶板支护组件、401侧撑板、402伸缩缸件、403内传件、5上分位组件、501导向支件、502可调伸缩导架、503承接支件、504内连件、505中心支杆、506固定锚件、507滑动丝杠、6辅助顶位装置、601上顶位板、602固定支件、603内撑件、604连接弹簧、605连接弹簧。
具体实施方式
请参阅图1，本发明实施例中，一种沿空巷道顶板支护用非对称锚梁结构，其包括：安装支座3、可调支柱2、支护横梁1以及斜面顶板支护组件4；其中，位于沿空巷道内部间隔等距设置有多个支护锚梁架体，各所述支护锚梁架体之间通过横向设置的支撑顶板相连接，所述可调支柱2左右对称设置有两个，各所述可调支柱2的下端面均设有安装支座3；
所述可调支柱2相对滑动的限位设置在所述安装支座3上；
且，所述可调支柱2间架设有支护横梁1，所述支撑横梁1作为沿空巷道顶板的支护主体，所述支撑横梁1上对称设有用于嵌入固定所述支撑顶板的内置槽位；
所述支撑横梁1随两侧所述可调支柱2进行局部倾斜偏转，以适应沿空巷道顶板所处各自然斜面姿态；具体而言，在沿空巷道顶板支护中，其顶板所呈形态多样，为最大化提高整体支护效果，需根据顶板截面对支撑横梁作具体调整，使得支撑横梁能完全对顶板各方位应力提供垂向撑架抵消，从而降低支护形变几率，扩大有效支护周期；
所述支护横梁1的上端面安装有斜面顶板支护组件4，所述斜面顶板支护组件4通过自身偏调作用与沿空巷道顶板相抵靠接触。
参阅图2，本实施例中，所述可调支柱2包括支撑主架202、液压伸缩杆204、连接柱件201以及限位支杆206；其中，所述安装支座3上横向固定有限位支杆206，所述限位支杆206上可相对滑动的设置有驱动导座205，所述驱动导座205通过其内部的引导轮轴沿所述安装支座3进行横向滑移；
所述驱动导座205的上端面中部竖直固定有连接柱件201，所述连接柱件201上设有旋转轴203，并由所述旋转轴230与所述支撑主架202相转动连接；
所述支撑主架202的一端铰接在所述支撑横梁1上，所述旋转轴203上铰设有液压伸缩杆204，所述液压伸缩杆240的输出端与所述支撑横梁1相铰接，并由所述液压伸缩杆204的伸缩作用使得所述支撑横梁1进行对应偏转，以便于支护横梁能在避免对巷道顶板结构破坏的条件下，应对各顶板截面进行对应调整。
参阅图3，本实施例中，所述斜面顶板支护组件4包括侧撑板401、伸缩缸件402、内传件403以及上分位组件5；其中，所述支撑横梁1的上端面两侧位置对称设有用于安装所述侧撑板401的连接槽口，所述侧撑板401的一端可相对偏转的嵌入设置在所述连接槽口中；
所述侧撑板401的横截面呈两段式可收缩结构；
所述支撑横梁1上位于两个所述侧撑板401之间可相对滑动的限位设置有上分位组件5；所述侧撑板401的另一端分别铰设在所述上分位组件5上；在多数情况下沿空巷道顶板所呈截面为非对称性拱形形态，由上分位组件将其左右划分为两个支护面进行对应支护，以提高整体支护效果；而应对特殊情况，如呈单一斜面，通过降低两侧侧撑板的斜面坡度，并对支撑横梁进一步调整，使得支撑横梁能与顶板所呈斜面平行，降低对顶板结构的破坏；
且，所述支撑横梁1的下端面一侧平行固定有伸缩缸件402，所述伸缩缸件402的一端固定有内传件403，所述内传件403贯穿设置在所述支撑横梁1上，并与所述上分位组件5相连接，使得当所述伸缩缸件402进行伸缩调节时，所述上分位组件5沿支撑横梁1进行滑移；
所述上分位组件5的横截面呈三角形结构，且所述上分位组件5将沿空巷道顶板左右分为两个支护点位，使得其对应所述侧撑板401分别从两侧进行支护撑架。
参阅图4，本实施例中，所述上分位组件5包括导向支件501、可调伸缩导架502、滑动丝杠507以及承接支件503；其中，所述支撑横梁1上对称嵌入固定有滑动丝杠507，各所述滑动丝杠507上均限位滑动设置有导向支件501；
所述导向支件501之间横向连设有可调伸缩导架502；
且，所述导向支件501上均铰接有承接支件503，所述承接支件503的一侧与所述侧撑板401相铰接，使得当所述可调伸缩导架502进行伸缩调节时，所述侧撑板401随承接支件503进行对应偏转。能有效改变两个侧撑板的斜面坡度，具有较高的适应性；
本实施例中，所述导向支件501上均铰接有内连件504，所述内连件504之间相互铰接；
且，所述内连件504的铰接处联设有中心支杆505，所述中心支杆505的一端同轴固定有固定锚件506，并由所述固定锚件506伸入沿空巷道顶板内。
本实施例中，所述承接支件503上还架设有辅助顶位装置6，所述辅助顶位装置6套设在所述固定锚件506外，并在沿空巷道顶板上位于固定锚件506处形成支护凹位，以增强固定锚件处的岩层结构紧实性；
参阅图5，所述辅助顶位装置6还包括上顶位板601、固定支件602、内撑件603以及连接弹簧605；其中，所述承接支件503上均安装有固定支件602，所述固定支件602的一端铰接有内撑件603；
且，所述固定锚件506外套接有上顶位板601，所述内撑件603通过L型架与所述上顶位板601相连接，所述L型架与所述上顶位板601之间还排设有多组连接弹簧604。
本实施例中，所述固定支件602上还安装有伸缩支杆605，所述伸缩支杆605的输出端与所述内撑件603相铰接，通过伸缩支杆的伸缩作用使得内撑件能绕固定支件进行对应调整，以应对从上顶位板所传递的各方位应力作用。
具体地，在对沿空巷道进行非对称支护中，通过安装支座将可调支柱架设在巷道内，由可调支柱上的支撑横梁进行主体支护工作，根据沿空巷道内顶板的截面姿态，对支撑横梁作具体调整，使得其能顶板所呈斜面相对平行，由上分位组件顶板左右分为两个非对称支护面，并通过由对应设置的侧撑板进行抵靠支护，通过可调伸缩导架的伸缩作用能有效改变承接支件的斜面坡度，降低对顶板的结构破坏，同时，固定锚件能对应伸入岩层中，辅助顶位装置对其所处岩层进行紧实撑架。
上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种沿空巷道顶板支护用非对称锚梁结构，其包括：安装支座(3)、可调支柱(2)、支护横梁(1)以及斜面顶板支护组件(4)；其中，位于沿空巷道内部间隔等距设置有多个支护锚梁架体，各所述支护锚梁架体之间通过横向设置的支撑顶板相连接，其特征在于：所述可调支柱(2)左右对称设置有两个，各所述可调支柱(2)的下端面均设有安装支座(3)；
所述可调支柱(2)相对滑动的限位设置在所述安装支座(3)上；
且，所述可调支柱(2)间架设有支护横梁(1)，所述支撑横梁(1)作为沿空巷道顶板的支护主体，所述支撑横梁(1)上对称设有用于嵌入固定所述支撑顶板的内置槽位；
所述支撑横梁(1)随两侧所述可调支柱(2)进行局部倾斜偏转，以适应沿空巷道顶板所处各自然斜面姿态；
所述支护横梁(1)的上端面安装有斜面顶板支护组件(4)，所述斜面顶板支护组件(4)通过自身偏调作用与沿空巷道顶板相抵靠接触。
2.根据权利要求1所述的一种沿空巷道顶板支护用非对称锚梁结构，其特征在于：所述可调支柱(2)包括支撑主架(202)、液压伸缩杆(204)、连接柱件(201)以及限位支杆(206)；其中，所述安装支座(3)上横向固定有限位支杆(206)，所述限位支杆(206)上可相对滑动的设置有驱动导座(205)，所述驱动导座(205)通过其内部的引导轮轴沿所述安装支座(3)进行横向滑移；
所述驱动导座(205)的上端面中部竖直固定有连接柱件(201)，所述连接柱件(201)上设有旋转轴(203)，并由所述旋转轴(230)与所述支撑主架(202)相转动连接；
所述支撑主架(202)的一端铰接在所述支撑横梁(1)上，所述旋转轴(203)上铰设有液压伸缩杆(204)，所述液压伸缩杆(240)的输出端与所述支撑横梁(1)相铰接，并由所述液压伸缩杆(204)的伸缩作用使得所述支撑横梁(1)进行对应偏转。
3.根据权利要求1所述的一种沿空巷道顶板支护用非对称锚梁结构，其特征在于：所述斜面顶板支护组件(4)包括侧撑板(401)、伸缩缸件(402)、内传件(403)以及上分位组件(5)；其中，所述支撑横梁(1)的上端面两侧位置对称设有用于安装所述侧撑板(401)的连接槽口，所述侧撑板(401)的一端可相对偏转的嵌入设置在所述连接槽口中；
所述侧撑板(401)的横截面呈两段式可收缩结构；
所述支撑横梁(1)上位于两个所述侧撑板(401)之间可相对滑动的限位设置有上分位组件(5)；所述侧撑板(401)的另一端分别铰设在所述上分位组件(5)上；
且，所述支撑横梁(1)的下端面一侧平行固定有伸缩缸件(402)，所述伸缩缸件(402)的一端固定有内传件(403)，所述内传件(403)贯穿设置在所述支撑横梁(1)上，并与所述上分位组件(5)相连接，使得当所述伸缩缸件(402)进行伸缩调节时，所述上分位组件(5)沿支撑横梁(1)进行滑移；
所述上分位组件(5)的横截面呈三角形结构，且所述上分位组件(5)将沿空巷道顶板左右分为两个支护点位，使得其对应所述侧撑板(401)分别从两侧进行支护撑架。
4.根据权利要求3所述的一种沿空巷道顶板支护用非对称锚梁结构，其特征在于：所述上分位组件(5)包括导向支件(501)、可调伸缩导架(502)、滑动丝杠(507)以及承接支件(503)；其中，所述支撑横梁(1)上对称嵌入固定有滑动丝杠(507)，各所述滑动丝杠(507)上均限位滑动设置有导向支件(501)；
所述导向支件(501)之间横向连设有可调伸缩导架(502)；
且，所述导向支件(501)上均铰接有承接支件(503)，所述承接支件(503)的一侧与所述侧撑板(401)相铰接，使得当所述可调伸缩导架(502)进行伸缩调节时，所述侧撑板(401)随承接支件(503)进行对应偏转。
5.根据权利要求4所述的一种沿空巷道顶板支护用非对称锚梁结构，其特征在于：所述导向支件(501)上均铰接有内连件(504)，所述内连件(504)之间相互铰接；
且，所述内连件(504)的铰接处联设有中心支杆(505)，所述中心支杆(505)的一端同轴固定有固定锚件(506)，并由所述固定锚件(506)伸入沿空巷道顶板内。
6.根据权利要求5所述的一种沿空巷道顶板支护用非对称锚梁结构，其特征在于：所述承接支件(503)上还架设有辅助顶位装置(6)，所述辅助顶位装置(6)套设在所述固定锚件(506)外，并在沿空巷道顶板上位于固定锚件(506)处形成支护凹位；
所述辅助顶位装置(6)还包括上顶位板(601)、固定支件(602)、内撑件(603)以及连接弹簧(605)；其中，所述承接支件(503)上均安装有固定支件(602)，所述固定支件(602)的一端铰接有内撑件(603)；
且，所述固定锚件(506)外套接有上顶位板(601)，所述内撑件(603)通过L型架与所述上顶位板(601)相连接，所述L型架与所述上顶位板(601)之间还排设有多组连接弹簧(604)。
7.根据权利要求6所述的一种沿空巷道顶板支护用非对称锚梁结构，其特征在于：所述固定支件(602)上还安装有伸缩支杆(605)，所述伸缩支杆(605)的输出端与所述内撑件(603)相铰接。
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