CN114017079A - 用于煤矿井下沿空掘巷的巷道支护装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提出了一种用于煤矿井下沿空掘巷的巷道支护装置，其包括匹配巷道的支护棚，所述支护棚具有设置在所述巷道的两侧的支柱、架设在两侧的相对应的所述支柱之间的顶梁，蒙设在所述顶梁的上方的顶板；设置在所述支柱与巷道的侧壁之间的支撑组件；用于将所述支撑组件固定到巷道的侧壁上的锚杆，所述锚杆穿过相应的所述立柱，其中，位于煤柱两侧的所述支撑组件可以匹配并且相对应的所述支撑组件可以共用同一个所述锚杆，在采空区间的煤柱两端设置有支撑组件，有助于煤柱两侧的压力相互平衡，煤体在开采过程中更加稳定，支护效果好，防止沿空掘巷留下的窄煤柱受力开裂坍塌，矸石窜入巷道和防止冒顶事故。
Description
技术领域
本发明属于巷道支护技术领域，具体涉及一种用于煤矿井下沿空掘巷的巷道支护装置。
背景技术
沿空掘巷，即沿着已采工作面的采空区边缘掘进区段平巷。在施工中，利用采空区边缘压力较小的特点，沿着上覆岩层已垮落稳定的采空区边缘进行掘进，有利于区段平巷在掘进和生产期间的维护。当沿空掘进巷道受采空区矸石窜入的影响比较严重、掘进施工困难时，可采用留2-3m窄煤柱的布置方法。
现有技术中，对沿空掘巷的支护装置为顶部支护，而对窄煤柱难以进行有效支护。煤柱在工作面开采期间难以保持稳定，增加巷道的支护难度。由于煤柱厚度较小、其本身的强度不高，对窄煤柱的支护不能形成一个完整的支护系统。
因此，有必要提供一种用于煤矿井下沿空掘巷的巷道支护装置，以解决上述问题。
发明内容
针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种用于煤矿井下沿空掘巷的巷道支护装置。该用于煤矿井下沿空掘巷的巷道支护装置可以在煤柱的两侧设置有支撑组件，有助于煤柱两侧的压力互相平衡，以使得煤体在开采过程中更加稳定，支护效果好。
根据本发明，提供了一种用于煤矿井下沿空掘巷的巷道支护装置，包括：
匹配巷道的支护棚，所述支护棚具有设置在所述巷道的两侧的支柱、架设在两侧的相对应的所述支柱之间的顶梁，蒙设在所述顶梁的上方的顶板，
设置在所述支柱与巷道的侧壁之间的支撑组件，
用于将所述支撑组件固定到巷道的侧壁上的锚杆，所述锚杆穿过相应的所述立柱，
其中，位于煤柱两侧的所述支撑组件可以匹配并且相对应的所述支撑组件可以共用同一个所述锚杆。
在一个实施例中，所述支撑组件包括：
面对巷道的侧壁的支撑板，所述支撑板套接在所述锚杆的外壁上，
设置在所述支撑板的背离巷道的侧壁的一侧的压盘，
设置在所述压盘的背离巷道的侧壁的一侧的顶压螺母，所述顶压螺母与所述锚杆螺纹连接。
在一个实施例中，在所述压盘的背离巷道的侧壁的一侧表面上设置有分力杆，所述分力杆的一端铰接在所述压盘的靠近边缘的位置，另一端抵压在所述顶压螺母的外壁凸缘上。
在一个实施例中，在所述压盘靠近所述支撑板的壁面上分布式设置多个限位钉，所述限位钉可活动式贯穿所述支撑板，且所述限位钉外壁套设有弹簧，所述弹簧两端分别抵接所述支撑板和所述压盘。
在一个实施例中，在所述支撑组件的外周设置有加固网，所述加固网的至少一端通过连杆连接到相邻的所述锚杆上。
在一个实施例中，在所述锚杆上螺纹式套设调节螺母，在所述调节螺母的外壁上套设连接盘，所述连接盘位于所述顶压螺母的背离巷道的侧壁的一侧，并且所述连接盘相对于所述调节螺母的周向可转动而在轴向上限定，其中，所述连杆的一端铰接到所述连接盘上，所述连杆的另一端铰接有夹条，所述夹条固定连接到加固网上。
在一个实施例中，在所述支撑板上固定有轴座，在所述轴座之间可转动式架设压辊，所述加固网穿过所述压辊与所述支撑板之间的空隙。
在一个实施例中，在各所述支柱的竖向上设置多个所述支撑组件，并且纵向上相邻的所述支柱上的所述支撑组件在竖向上错开式分布。
在一个实施例中，在所述支撑板与所述压盘之间设置压片弹簧。
在一个实施例中，在各所述支柱上铰接式设置有所述顶梁，相对的所述支柱所铰接的所述顶梁铰接，并且所述顶梁的与所述顶梁连接的一端高于所述顶梁的与所述支柱铰接的一端。
与现有技术相比，本发明的优点在于：在采空区间的煤柱两端设置有支撑组件，有助于煤柱两侧的压力相互平衡，煤体在开采过程中更加稳定，支护效果好，防止沿空掘巷留下的窄煤柱受力开裂坍塌，矸石窜入巷道和防止冒顶事故。
附图说明
下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：
图1为一种用于煤矿井下沿空掘巷的巷道支护装置的结构示意图；
图2为一种用于煤矿井下沿空掘巷的巷道支护装置的支撑组件结构示意图；
图3为一种用于煤矿井下沿空掘巷的巷道支护装置的支撑组件剖面结构示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。
本发明的实施例提出了一种用于煤矿井下沿空掘巷的巷道支护装置。如图1所示，巷道支护装置包括支护棚、支撑组件5和锚杆4。其中，支护棚大体匹配巷道的结构，并且支护棚具有设置在巷道的两侧的支柱1、顶梁2和顶板3。支柱1竖向(与图1中的上下方向一致)延伸。并且，在巷道的同一侧设置有多个支柱1，并在巷道的纵向(与图1中的内外方向一致)上间隔式排布。位于同一巷道的横向(与图1中的左右方向一致)的不同侧的支柱1可以匹配式设置。每根支柱1上连接有顶梁2。匹配式设置的两个立柱1所对应的顶梁2连接。在顶梁2上方设置顶板3。支撑组件5设置在支柱1与巷道的侧壁之间。锚杆4用于将支撑组件5固定到巷道的侧壁上。锚杆4可拆卸式固定在相应的支柱1上。
根据本申请，靠近煤柱7的锚杆4贯穿巷道间的煤柱7进入到与其相邻的巷道内，并连接到该巷道内的另一支撑组件5中，相邻的两条巷道内靠近同一煤柱7的支撑组件5一一对应。也就是说，在煤柱7的两侧匹配式设置支撑组件5，而相互匹配的两个支撑组件5共用同一个锚杆4。在连接后，支撑组件5抵接煤柱7，通过上述设置，煤柱两侧的压力能相互平衡，煤体在开采过程中更加稳定，支护效果好，防止沿空掘巷留下的窄煤柱受力开裂坍塌，矸石窜入巷道和防止冒顶事故。
根据本发明，匹配的两个顶梁2呈倒“V”型分布。顶梁2与支柱1为铰接，并且相匹配的连个顶梁2也为相互铰接，以使顶板3所受压力能够传递到巷道两侧。同时，在重复利用该巷道支护装置过程中，顶梁2可以满足不同的巷道的宽度，用于提高该巷道支护装置的适用范围。
如图2和3所示，支撑组件5包括支撑板51、压盘52和顶压螺母53。支撑板51为板状，例如为方形板。在安装后，该支撑板51面对巷道的侧壁。支撑板51套接在锚杆4的外壁上。压盘52例如自身为圆盘状，并设置在支撑板51的背离巷道的侧壁的一侧，同时，压盘52也套接在锚杆4的外壁上。顶压螺母53设置在压盘52的背离巷道的侧壁的一侧，同时，顶压螺母53与锚杆4螺纹连接。在顶压螺母53旋拧调节过程中，可以顶紧或者放松压盘52，进而顶紧或者放松支撑板51，使得支撑板51适宜性地稳定地抵接在巷道的侧壁上。顶压螺母53的设置方式可以保证调节的便利性，而通过设置压盘52可以保证抵接力可以均匀分散的设置到支撑板51上。
优选地，在压盘52的背离巷道的侧壁的一侧表面上设置有分力杆54。例如，分力杆54可以为多个，并绕着锚杆4地轴向均匀分布。分力杆54的一端铰接在压盘52的靠近边缘的位置，另一端固定有压紧球541，压紧球541贴合在顶压螺母53底部的凸缘上，且压紧球541与顶压螺母53的外壁贴合并抵压在顶压螺母的外壁凸缘上。优选地，分力杆54与压盘52的铰接轴中设有扭力弹簧(图中未示出)，扭力弹簧提供使压紧球541与顶压螺母53贴合的力。当压盘52受到来自支撑板51方向的不均匀力而发生变形时，通过分力杆54能够将该不平衡力传递到顶压螺母53上，而顶压螺母53会给出分力杆54一个反向作用力，用于减缓压盘52受力变形，尤其在压盘52变形较大时，可以通过分力杆54传递到顶压螺母53上很大的力，而这个很大的力的径向压力可以保证顶压螺母53与锚杆4螺纹连接的稳定性，避免顶压螺母53回退。
优选地，在支撑板51与压盘52之间设置压片弹簧510，用于更好的传递压力，并在传递压力过程中起到缓冲作用。
在压盘52靠近支撑板51的壁面上分布式设置多个限位钉511。限位钉511可活动式贯穿支撑板51。且限位钉511外壁套设有弹簧512。弹簧512两端分别抵接支撑板51和压盘52。当旋转顶压螺母53，使支撑板51与煤柱7表面贴合，支撑板51和压盘52压缩压片弹簧510而相互靠近时，限位钉511伸出到支撑板51外而嵌入巷道壁上。从而，通过设置限位钉511能够限定支撑板51的轻微位移，并且能够抵消支撑板51的扭矩，使其连接更加稳定。
在各支柱1的竖向上对应式设置多个支撑组件5。并且纵向上相邻的支柱1上所对应的支撑组件5在竖向上错开式分布。在支撑组件5的间隙处设有加固网6，用于贴合巷道的壁，以形成保护并防止渣土岩石等掉落。加固网6的至少一端连接到锚杆4上。
具体地，锚杆4远离顶压螺母53的一端套设有连接盘55。连接盘55通过调节螺母551与锚杆4连接。调节螺母551与锚杆4螺纹连接。调节螺母551外围与连接盘55可转动地连接，使得连接盘55可以相对于调节螺母551绕着调节螺母551的轴向转动。同时，调节螺母551可以限定连接盘55使得连接盘55并不能沿着调节螺母551的轴向移动。连接盘55边缘铰接有连杆56，根据所限定的加固网6的数量，连杆56具有不同的数量和在连接盘55上的相应位置。在图2中，以在连接盘55上铰接四根连杆56进行举例式说明。各连杆56的另一端铰接夹条57。夹条57与支撑板51的边平行，且夹条57固定到加固网6的一端。
支撑板51的上固定有轴座58。两个相邻的轴座58之间架设压辊59。该压辊59可以相对轴座58转动。压辊59压在对应的加固网6上。也就是，加固网6穿过压辊59与支撑板51之间的空隙。在使用过程中，拧动调节螺母551使连接盘55后移或当支撑板51前移时，连杆56拉动夹条57上移，进而张紧加固网6。同时，通过压辊59的压紧作用使加固网6相对巷道表面平行，以对煤柱进行加固。
具体实施时，在采空区间的煤柱7中打通孔，插入锚杆4将其贯穿。在锚杆4的两端套上支撑组件5。并且同一侧相邻的支柱1中分布的支撑组件5相互错开。支撑组件5的间隙间加设加固网6。加固网6的至少一端连接到相对应的支撑组件5的夹条57中进行夹紧。每个支撑组件5中连接的加固网6呈十字分布，从而使加固网“编织”满煤柱7的表面。
在采空区内架设支柱1和顶梁2，在顶梁2上固定顶板3。
在调整支撑组件5的过程中，先大致将支撑板51顶压到煤柱7表面，并调整连接盘55的位置对加固网6进行预张紧。后继续将支撑板51顶压使其贴紧煤柱7表面，同时加固网6的张紧程度也更大，从而对煤柱7进行加固。并固定住支柱1和顶梁2。支撑板51和连接盘55的调节时的具体过程：拧动调节螺母551使连接盘55后移，连杆56拉动夹条57上移，能够张紧加固网6，并通过压辊59的压紧作用使其相对煤柱表面平行，以对煤柱7表面进行加固。
拧动顶压螺母53顶住压盘52向前推，能够使支撑板51与煤柱7表面紧密贴合，支撑板51和压盘52压缩压片弹簧510而相互靠近时，限位钉511伸出到支撑板51外而嵌入煤柱7内，从而能够限定支撑板51的轻微位移，并且能够抵消支撑板51的扭矩，使其连接更加稳定。同时由于支撑板51远离连接盘55，连杆56拉动夹条57上移进一步张紧加固网6。
其中，锚杆4穿过立柱1后，并在锚杆4等部件调节到位后，再在锚杆4的远离巷道壁的一端套设固定螺母，以与锚杆4螺纹连接，用于限定锚杆4与立柱1之间的位置。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于煤矿井下沿空掘巷的巷道支护装置，其特征在于，包括：
匹配巷道的支护棚，所述支护棚具有设置在所述巷道的两侧的支柱、架设在两侧的相对应的所述支柱之间的顶梁，蒙设在所述顶梁的上方的顶板，
设置在所述支柱与巷道的侧壁之间的支撑组件，
用于将所述支撑组件固定到巷道的侧壁上的锚杆，所述锚杆穿过相应的所述立柱，
其中，位于煤柱两侧的所述支撑组件可以匹配并且相对应的所述支撑组件可以共用同一个所述锚杆。
2.根据权利要求1所述的用于煤矿井下沿空掘巷的巷道支护装置，其特征在于，所述支撑组件包括：
面对巷道的侧壁的支撑板，所述支撑板套接在所述锚杆的外壁上，
设置在所述支撑板的背离巷道的侧壁的一侧的压盘，
设置在所述压盘的背离巷道的侧壁的一侧的顶压螺母，所述顶压螺母与所述锚杆螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的用于煤矿井下沿空掘巷的巷道支护装置，其特征在于，在所述压盘的背离巷道的侧壁的一侧表面上设置有分力杆，所述分力杆的一端铰接在所述压盘的靠近边缘的位置，另一端抵压在所述顶压螺母的外壁凸缘上。
4.根据权利要求2或3所述的用于煤矿井下沿空掘巷的巷道支护装置，其特征在于，在所述压盘靠近所述支撑板的壁面上分布式设置多个限位钉，所述限位钉可活动式贯穿所述支撑板，且所述限位钉外壁套设有弹簧，所述弹簧两端分别抵接所述支撑板和所述压盘。
5.根据权利要求2到4中任一项所述的用于煤矿井下沿空掘巷的巷道支护装置，其特征在于，在所述支撑组件的外周设置有加固网，所述加固网的至少一端通过连杆连接到相邻的所述锚杆上。
6.根据权利要求5所述的用于煤矿井下沿空掘巷的巷道支护装置，其特征在于，在所述锚杆上螺纹式套设调节螺母，在所述调节螺母的外壁上套设连接盘，所述连接盘位于所述顶压螺母的背离巷道的侧壁的一侧，并且所述连接盘相对于所述调节螺母的周向可转动而在轴向上限定，其中，所述连杆的一端铰接到所述连接盘上，所述连杆的另一端铰接有夹条，所述夹条固定连接到加固网上。
7.根据权利要求6所述的用于煤矿井下沿空掘巷的巷道支护装置，其特征在于，在所述支撑板上固定有轴座，在所述轴座之间可转动式架设压辊，所述加固网穿过所述压辊与所述支撑板之间的空隙。
8.根据权利要求7所述的用于煤矿井下沿空掘巷的巷道支护装置，其特征在于，在各所述支柱的竖向上设置多个所述支撑组件，并且纵向上相邻的所述支柱上的所述支撑组件在竖向上错开式分布。
9.根据权利要求2到8中任一项所述的用于煤矿井下沿空掘巷的巷道支护装置，其特征在于，在所述支撑板与所述压盘之间设置压片弹簧。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的用于煤矿井下沿空掘巷的巷道支护装置，其特征在于，在各所述支柱上铰接式设置有所述顶梁，相对的所述支柱所铰接的所述顶梁铰接，并且所述顶梁的与所述顶梁连接的一端高于所述顶梁的与所述支柱铰接的一端。
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