CN114183182B - 井下煤矿综采可调压液压枪支护结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及矿井综采安全技术领域，特别涉及一种能够在煤矿井下保证超前支护稳定安全性的支护结构，尤其是井下煤矿综采可调压液压枪支护结构，包括若干个沿推进工作面推进方向间隔设置的支护顶板，各所述支护顶板的两端分别通过主支护机构实现支撑支护，各所述主支护机构的下端分别固定安装在对应位置处的侧支护结构上，所述侧支护结构用于固定安装在所述工作面巷道侧壁上实现侧支护，在所述侧支护结构上安装有一后撤支护机构，所述后撤支护机构用于实现对所述主支护机构的支撑。本支护结构通过主支护机构、侧支护结构能够实现对综采推进面的稳定支护，保证综采工作面的安全施工。
Description
技术领域
本发明涉及矿井综采安全技术领域，特别涉及一种能够在煤矿井下保证超前支护稳定安全性的支护结构，尤其是井下煤矿综采可调压液压枪支护结构。
背景技术
采煤工作面是指煤炭的第一生产现场，具有作业空间狭小、机械设备多、视觉环境差、温度高的特点，其安全事故频发，严重影响了整个煤矿的安全管理工作，是煤矿安全管理工作中的重点区域。
井下安全支护在确保采煤过程中的安全保护上占到很大的影响比重。其中，超前支护是保证隧道工程开挖工作面稳定而采取的超前于掌子面开挖的辅助措施的一种，其主要是考虑施工安全，在隧道没开挖之前，先对围岩进行的支护，在开挖的过程中工人、机械等能在一个比较安全的作业环境下工作。行业内一般采用支护的方式主要有管棚、小导管、水平旋喷桩等方式，如图1中展示的为煤矿井下采取的一种管棚支护的现场施工图，其主要是采用多液压柱支撑并配合管棚结构实现综采推进面的安全支撑。
这种方式能够起到支撑支护的作用，但是其整体采用众多的支护木桩及横梁，施工较为繁琐且在综采工作面的机头和支架前移过程中这种支护结构会对前移产生干涉与影响，因此目前在实际井下施工推进的过程中需要在旁打单体柱后撤，等工作面机头前移过后及时按照规定补支好，操作相对繁琐、工程量较大，而且上述现有的支护方式在收到爆破震动时易出现单梁散架的情况，存在一定的安全隐患。
为此，我公司井下综采人员根据实际采煤工作中遇到的情况并综合结合安全快捷施工的要求后研发出了一种能够安全支护且便于工作面机头推进的综采可调压液压枪支护结构，用以更好地解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明为解决上述技术问题之一，所采用的技术方案是：井下煤矿综采可调压液压枪支护结构，包括若干个沿推进工作面推进方向间隔设置的支护顶板，各所述支护顶板的两端分别通过主支护机构实现支撑支护，各所述主支护机构的下端分别固定安装在对应位置处的侧支护结构上，所述侧支护结构用于固定安装在所述工作面巷道侧壁上实现侧支护，在所述侧支护结构上安装有一后撤支护机构，所述后撤支护机构用于实现对所述主支护机构的支撑。
在上述任一方案中优选的是，所述侧支护结构包括固定锚固在巷道侧壁上的侧支护架，所述侧支护架的下端呈水平双轨道结构设置且栓接预埋固定在巷道地面以下，在所述水平双轨道结构的两轨道之间的地面上固定安装有所述主支护机构。
在上述任一方案中优选的是，所述主支护机构包括固定安装在巷道地面的连地座，在所述连地座上一体固定有一液压支护前柱缸，所述液压支护前柱缸的油口端连接有一液压枪，在所述液压支护前柱缸的缸体的四周分别固连有一预埋下压缸，各所述预埋下压缸的活塞杆的底部分别固连有一预埋插装螺栓，各所述预埋插装螺栓的底部分别活动穿过所述连地座上的安装孔并伸至地面以下预埋的预埋定位管内，所述连地座的两侧分别焊接有与对应位置处的所述水平双轨道结构的轨道相配合的下滑座，在所述液压支护前柱缸的活塞杆顶部安装有上支护组件，所述上支护组件用于实现对其顶部的支护顶板实现抵紧与固定。
在上述任一方案中优选的是，所述上支护组件包括一固定安装在所述液压支护前柱缸的活塞杆顶部的上滑座，所述上滑座滑动卡接在其顶部的上固定座的截面为T型的滑槽内，在所述上滑座的四角处分别固定安装有若干个锁位缸，各所述锁位缸的活塞杆的顶部分别活动穿过所述上滑座上的通孔后并伸至所述上固定座上对应的限位孔内，所述上固定座与对应的支护顶板之间实现捆绑固定。
在上述任一方案中优选的是，所述上固定座的长度为所述上滑座长度的3-5倍。
在上述任一方案中优选的是，所述后撤支护机构包括固定安装在巷道侧壁的安装孔孔内的推拉油缸，所述推拉油缸的缸体的外端部通过连接法兰固定栓接在侧支护架上，所述推拉油缸的活塞杆的外端部与一平拉后撤架的中部固连，所述平拉后撤架的上端分别与对应位置处的所述上滑座固连、下端与对应位置处的所述下滑座相固连。
在上述任一方案中优选的是，所述液压枪采用可调压力的液压枪。
在上述任一方案中优选的是，在各所述液压枪上均安装有液压压力表。
在上述任一方案中优选的是，所述水平双轨道结构的长度为所述下滑座长度的3-5倍。
在上述任一方案中优选的是，所述水平双轨道结构、所述上固定座均呈水平设置；各所述液压支护前柱缸均呈竖直设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本支护结构通过主支护机构、侧支护结构能够实现对综采推进面的稳定支护，保证综采工作面的安全施工。
2、设置后撤支护机构可以保证在采煤机头向前推进时及时高效的将主支护机构向两侧后撤，防止在推进的过程中产生干涉，保证了后侧施工的安全性、提高后撤操作效率。
3、整个后撤操作主要利用后撤支护机构实现机械后撤，降低人为繁琐操作，省时省力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部件一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部件并不一定按照实际的比例绘制。
图1为现有技术中煤矿井下采取的一种管棚支护的现场施工图。
图2为本发明的综采工作面断面结构示意图。
图3为本发明的局部放大结构示意图。
图4为本发明的上滑座的安装状态结构示意图。
图中，1、支护顶板；2、巷道侧壁；3、侧支护架；4、水平双轨道结构；5、巷道地面；6、连地座；7、液压支护前柱缸；8、液压枪；9、预埋下压缸；10、预埋插装螺栓；11、预埋定位管；12、下滑座；13、上滑座；14、上固定座；15、T型的滑槽；16、锁位缸；17、推拉油缸；18、连接法兰；19、平拉后撤架；20、液压压力表。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。本发明具体结构如图1-4中所示。
实施例1：
井下煤矿综采可调压液压枪支护结构，包括若干个沿推进工作面推进方向间隔设置的支护顶板1，各所述支护顶板1的两端分别通过主支护机构实现支撑支护，各所述主支护机构的下端分别固定安装在对应位置处的侧支护结构上，所述侧支护结构用于固定安装在所述工作面巷道侧壁2上实现侧支护，在所述侧支护结构上安装有一后撤支护机构，所述后撤支护机构用于实现对所述主支护机构的支撑。
本支护结构采用主支护机构对支护顶板1实现支撑，从而达到支护顶部的作用，同时利用侧支护结构实现对巷道两侧的侧向支护，从而保证侧向支护的安全性，提高整体综采工作面的支护效果，保证工作人员与采煤工作的安全性。
另外，设置的后撤支护机构主要起到备用的作用，可以根据机头推进的情况来控制后撤支护机构的向外拉移主支护机构，避免机头推进过程中产生干涉。
在上述任一方案中优选的是，所述侧支护结构包括固定锚固在巷道侧壁2上的侧支护架3，所述侧支护架3的下端呈水平双轨道结构4设置且栓接预埋固定在巷道地面5以下，在所述水平双轨道结构4的两轨道之间的地面上固定安装有所述主支护机构。
侧支护架3可以对巷道侧壁2实现支撑防护，降低侧面坠落物砸伤工作人员，同时将侧支护架3的下端呈水平的双轨道结构连接在巷道地面5上实现稳定支撑，为主支护机构提供安放位置。
在上述任一方案中优选的是，所述主支护机构包括固定安装在巷道地面5的连地座6，在所述连地座6上一体固定有一液压支护前柱缸7，所述液压支护前柱缸7的油口端连接有一液压枪8，在所述液压支护前柱缸7的缸体的四周分别固连有一预埋下压缸9，各所述预埋下压缸9的活塞杆的底部分别固连有一预埋插装螺栓10，各所述预埋插装螺栓10的底部分别活动穿过所述连地座6上的安装孔并伸至地面以下预埋的预埋定位管11内，所述连地座6的两侧分别焊接有与对应位置处的所述水平双轨道结构4的轨道相配合的下滑座12，在所述液压支护前柱缸7的活塞杆顶部安装有上支护组件，所述上支护组件用于实现对其顶部的支护顶板1实现抵紧与固定。
主支护机构在工作时主要是需要调控液压枪8连接对应的液压油路系统实现对各个液压支护前柱缸7供油并保持压力顶升，从而达到将各个支护顶板1实现按需顶升一定高度的目的。整个主支护机构顶升时保持竖直状态保证对支护顶板1的端部顶升的稳定性；同时液压支护前柱缸7的底部通过固连的连地座6实现稳定的支撑在巷道地面5上，并通过各个预埋下压缸9带动各预埋插装螺栓10实现稳定连地，最终达到提高整体连地稳定性的目的，同时当需要进行后撤时可以根据需要操控各个预埋下压缸9带动对应的预埋插装螺栓10实现上移脱离地面，从而达到液压支护前柱缸7可以在各个下滑座12的作用下沿着水平双轨道结构4的两轨道进行向外滑移，达到临时后撤的目的；同时，在滑移后撤前需要将上支护组件按照上述方式实现解锁滑移。
在上述任一方案中优选的是，所述上支护组件包括一固定安装在所述液压支护前柱缸7的活塞杆顶部的上滑座13，所述上滑座13滑动卡接在其顶部的上固定座14的截面为T型的滑槽15内，在所述上滑座13的四角处分别固定安装有若干个锁位缸16，各所述锁位缸16的活塞杆的顶部分别活动穿过所述上滑座13上的通孔后并伸至所述上固定座14上对应的限位孔内，所述上固定座14与对应的支护顶板1之间实现捆绑固定。
上支护组件通过上滑座13与液压支护前柱缸7固连，通过上固定座14与支护顶板1固连，同时上滑座13滑动卡接在固定在上固定座14的滑槽内，当需要进行稳定支护时控制各个锁位缸16的活塞杆伸出并伸至上固定座14上对应的限位孔内实现将上滑座13与上固定座14锁位；当需要进行后撤时可以将各个锁位缸16的活塞杆缩回，从而使得上滑座13可以沿着上固定座14的截面为T型的滑槽15实现相对滑动。
在上述任一方案中优选的是，所述后撤支护机构包括固定安装在巷道侧壁2的安装孔孔内的推拉油缸17，所述推拉油缸17的缸体的外端部通过连接法兰18固定栓接在侧支护架3上，所述推拉油缸17的活塞杆的外端部与一平拉后撤架19的中部固连，所述平拉后撤架19的上端分别与对应位置处的所述上滑座13固连、下端与对应位置处的所述下滑座12相固连。
后撤支护机构采用推拉油缸17的缸体固定在巷道侧壁2的安装孔内的方式实现对推拉油缸17的整体定位，通过推拉油缸17作为主要的动力，配合人为的操作可以起到辅助以及微控方向的作用；利用推拉油缸17的活塞杆的外端部的移动可以推动或者拉动平拉后撤架19实现沿着巷道的宽度方向移位，最终达到后撤或者回位的目的。
实施例2：
井下煤矿综采可调压液压枪支护结构，包括若干个沿推进工作面推进方向间隔设置的支护顶板1，各所述支护顶板1的两端分别通过主支护机构实现支撑支护，各所述主支护机构的下端分别固定安装在对应位置处的侧支护结构上，所述侧支护结构用于固定安装在所述工作面巷道侧壁2上实现侧支护，在所述侧支护结构上安装有一后撤支护机构，所述后撤支护机构用于实现对所述主支护机构的支撑。
本支护结构采用主支护机构对支护顶板1实现支撑，从而达到支护顶部的作用，同时利用侧支护结构实现对巷道两侧的侧向支护，从而保证侧向支护的安全性，提高整体综采工作面的支护效果，保证工作人员与采煤工作的安全性。
另外，设置的后撤支护机构主要起到备用的作用，可以根据机头推进的情况来控制后撤支护机构的向外拉移主支护机构，避免机头推进过程中产生干涉。
在上述任一方案中优选的是，所述侧支护结构包括固定锚固在巷道侧壁2上的侧支护架3，所述侧支护架3的下端呈水平双轨道结构4设置且栓接预埋固定在巷道地面5以下，在所述水平双轨道结构4的两轨道之间的地面上固定安装有所述主支护机构。
侧支护架3可以对巷道侧壁2实现支撑防护，降低侧面坠落物砸伤工作人员，同时将侧支护架3的下端呈水平的双轨道结构连接在巷道地面5上实现稳定支撑，为主支护机构提供安放位置。
在上述任一方案中优选的是，所述主支护机构包括固定安装在巷道地面5的连地座6，在所述连地座6上一体固定有一液压支护前柱缸7，所述液压支护前柱缸7的油口端连接有一液压枪8，在所述液压支护前柱缸7的缸体的四周分别固连有一预埋下压缸9，各所述预埋下压缸9的活塞杆的底部分别固连有一预埋插装螺栓10，各所述预埋插装螺栓10的底部分别活动穿过所述连地座6上的安装孔并伸至地面以下预埋的预埋定位管11内，所述连地座6的两侧分别焊接有与对应位置处的所述水平双轨道结构4的轨道相配合的下滑座12，在所述液压支护前柱缸7的活塞杆顶部安装有上支护组件，所述上支护组件用于实现对其顶部的支护顶板1实现抵紧与固定。
主支护机构在工作时主要是需要调控液压枪8连接对应的液压油路系统实现对各个液压支护前柱缸7供油并保持压力顶升，从而达到将各个支护顶板1实现按需顶升一定高度的目的。整个主支护机构顶升时保持竖直状态保证对支护顶板1的端部顶升的稳定性；同时液压支护前柱缸7的底部通过固连的连地座6实现稳定的支撑在巷道地面5上，并通过各个预埋下压缸9带动各预埋插装螺栓10实现稳定连地，最终达到提高整体连地稳定性的目的，同时当需要进行后撤时可以根据需要操控各个预埋下压缸9带动对应的预埋插装螺栓10实现上移脱离地面，从而达到液压支护前柱缸7可以在各个下滑座12的作用下沿着水平双轨道结构4的两轨道进行向外滑移，达到临时后撤的目的；同时，在滑移后撤前需要将上支护组件按照上述方式实现解锁滑移。
在上述任一方案中优选的是，所述上支护组件包括一固定安装在所述液压支护前柱缸7的活塞杆顶部的上滑座13，所述上滑座13滑动卡接在其顶部的上固定座14的截面为T型的滑槽15内，在所述上滑座13的四角处分别固定安装有若干个锁位缸16，各所述锁位缸16的活塞杆的顶部分别活动穿过所述上滑座13上的通孔后并伸至所述上固定座14上对应的限位孔内，所述上固定座14与对应的支护顶板1之间实现捆绑固定。
上支护组件通过上滑座13与液压支护前柱缸7固连，通过上固定座14与支护顶板1固连，同时上滑座13滑动卡接在固定在上固定座14的滑槽内，当需要进行稳定支护时控制各个锁位缸16的活塞杆伸出并伸至上固定座14上对应的限位孔内实现将上滑座13与上固定座14锁位；当需要进行后撤时可以将各个锁位缸16的活塞杆缩回，从而使得上滑座13可以沿着上固定座14的截面为T型的滑槽15实现相对滑动。
在上述任一方案中优选的是，所述上固定座14的长度为所述上滑座13长度的3-5倍。
将上固定座14的长度设置为大于上滑座13的长度可以有效地保证上滑座13在滑移运动时定位稳定性。
在上述任一方案中优选的是，所述后撤支护机构包括固定安装在巷道侧壁2的安装孔孔内的推拉油缸17，所述推拉油缸17的缸体的外端部通过连接法兰18固定栓接在侧支护架3上，所述推拉油缸17的活塞杆的外端部与一平拉后撤架19的中部固连，所述平拉后撤架19的上端分别与对应位置处的所述上滑座13固连、下端与对应位置处的所述下滑座12相固连。
后撤支护机构采用推拉油缸17的缸体固定在巷道侧壁2的安装孔内的方式实现对推拉油缸17的整体定位，通过推拉油缸17作为主要的动力，配合人为的操作可以起到辅助以及微控方向的作用；利用推拉油缸17的活塞杆的外端部的移动可以推动或者拉动平拉后撤架19实现沿着巷道的宽度方向移位，最终达到后撤或者回位的目的。
在上述任一方案中优选的是，所述液压枪8采用可调压力的液压枪8，可以方便的控制顶升的压力，按需提供压力。
在上述任一方案中优选的是，在各所述液压枪8上均安装有液压压力表20，可以直观的读取压力值，当支护达到指定的支护预压力时控制液压枪8停止工作即可。
在上述任一方案中优选的是，所述水平双轨道结构4的长度为所述下滑座12长度的3-5倍。
将上水平双轨道结构4的长度设置为大于下滑座12的长度可以有效地保证下滑座12在滑移运动时定位稳定性。
在上述任一方案中优选的是，所述水平双轨道结构4、所述上固定座14均呈水平设置；各所述液压支护前柱缸7均呈竖直设置，水平与垂直的结构相互抵接可以保证顶升支护的稳定性，同时可以有效地提高后撤平移时的流畅性。
综采工作面工作前，先按照需要将整个支护结构进行搭建，搭建完成后利用主支护机构对支护顶板1实现支撑，从而达到支护顶部的作用，同时利用侧支护结构实现对巷道两侧的侧向支护，从而保证侧向支护的安全性，提高整体综采工作面的支护效果，保证工作人员与采煤工作的安全性。
随着机头采煤工作的不断推进，为了避免在机头推进时与本支护结构产生干涉，需要通过人为的控制各个锁位缸16、预埋下压缸9的活塞杆缩回，从而达到将上滑移座、下滑移座处于可滑移的状态，最终通过控制各个推拉油缸17的活塞杆向后回缩达到控制整个侧支护架3及其上连接的液压支护前柱缸7跟随向后撤离，撤离后保持临时支撑，当机头向前推进完成后可以按照上述方式控制整个支护结构复位并达到锁位支护的作用。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中；对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (7)
1.井下煤矿综采可调压液压枪支护结构，其特征在于：包括若干个沿推进工作面推进方向间隔设置的支护顶板，各所述支护顶板的两端分别通过主支护机构实现支撑支护，各所述主支护机构的下端分别固定安装在对应位置处的侧支护结构上，所述侧支护结构用于固定安装在所述工作面巷道侧壁上实现侧支护，在所述侧支护结构上安装有一后撤支护机构，所述后撤支护机构用于实现对所述主支护机构的支撑；
所述侧支护结构包括固定锚固在巷道侧壁上的侧支护架，所述侧支护架的下端呈水平双轨道结构设置且栓接预埋固定在巷道地面以下，在所述水平双轨道结构的两轨道之间的地面上固定安装有所述主支护机构；
所述主支护机构包括固定安装在巷道地面的连地座，在所述连地座上一体固定有一液压支护前柱缸，所述液压支护前柱缸的油口端连接有一液压枪，在所述液压支护前柱缸的缸体的四周分别固连有一预埋下压缸，各所述预埋下压缸的活塞杆的底部分别固连有一预埋插装螺栓，各所述预埋插装螺栓的底部分别活动穿过所述连地座上的安装孔并伸至地面以下预埋的预埋定位管内，所述连地座的两侧分别焊接有与对应位置处的所述水平双轨道结构的轨道相配合的下滑座，在所述液压支护前柱缸的活塞杆顶部安装有上支护组件，所述上支护组件用于实现对其顶部的支护顶板实现抵紧与固定；
所述上支护组件包括一固定安装在所述液压支护前柱缸的活塞杆顶部的上滑座，所述上滑座滑动卡接在其顶部的上固定座的截面为T型的滑槽内，在所述上滑座的四角处分别固定安装有若干个锁位缸，各所述锁位缸的活塞杆的顶部分别活动穿过所述上滑座上的通孔后并伸至所述上固定座上对应的限位孔内，所述上固定座与对应的支护顶板之间实现捆绑固定。
2.根据权利要求1所述的井下煤矿综采可调压液压枪支护结构，其特征在于：所述上固定座的长度为所述上滑座长度的3-5倍。
3.根据权利要求2所述的井下煤矿综采可调压液压枪支护结构，其特征在于：所述后撤支护机构包括固定安装在巷道侧壁的安装孔内的推拉油缸，所述推拉油缸的缸体的外端部通过连接法兰固定栓接在侧支护架上，所述推拉油缸的活塞杆的外端部与一平拉后撤架的中部固连，所述平拉后撤架的上端分别与对应位置处的所述上滑座固连、下端与对应位置处的所述下滑座相固连。
4.根据权利要求3所述的井下煤矿综采可调压液压枪支护结构，其特征在于：所述液压枪采用可调压力的液压枪。
5.根据权利要求4所述的井下煤矿综采可调压液压枪支护结构，其特征在于：在各所述液压枪上均安装有液压压力表。
6.根据权利要求5所述的井下煤矿综采可调压液压枪支护结构，其特征在于：所述水平双轨道结构的长度为所述下滑座长度的3-5倍。
7.根据权利要求6所述的井下煤矿综采可调压液压枪支护结构，其特征在于：所述水平双轨道结构、所述上固定座均呈水平设置；各所述液压支护前柱缸均呈竖直设置。
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