CN115045701A - 超前支护沿空留巷切顶堆柱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及超前支护沿空留巷切顶堆柱，属于煤炭综采支护技术领域；包括堆柱本体，堆柱本体的两侧设置有可互换的防倒装置和防矸装置，堆柱本体包括底座与顶梁，底座与顶梁之间设置有立柱，堆柱本体两侧对称设置有上部双耳板、中部双耳板、下部双耳板，防矸装置包括挡矸板，挡矸板上设置有上耳座、中耳座、下耳座，堆柱本体一侧的上部双耳板、中部双耳板、下部双耳板分别通过上挡矸千斤顶、下挡矸千斤顶、连接杆与上耳座、中耳座、下耳座相铰接，防倒装置包括一块支撑座，支撑座与另一侧的下部双耳板相铰接，另一侧的中部双耳板与支撑座的上端面之间铰接有侧撑千斤顶；解决了现有的设备无法满足超前支护切顶沿空留巷的技术要求的问题。

Description

超前支护沿空留巷切顶堆柱

技术领域

本发明属于煤炭综采支护技术领域，具体涉及超前支护沿空留巷切顶堆柱。

背景技术

超前支护切顶沿空留巷，在巷道顶板布置恒阻锚索与钢网钢带进行加强巷道后，通过切缝炮孔进行爆破切顶，再对两帮装订锚杆与钢网，实现无煤柱开采，提高煤炭采掘效率，达到沿空留巷的目的。相较于滞后支护现浇砌墙沿空留巷，工程费用更低，施工复杂程度低，留巷速度快，可以更好适应工作面推进速度。但是相较于使用沿空留巷砌墙支架进行滞后现浇砌墙，超前切顶留巷工作空间小，工况复杂，顶板高度起伏大，底板条件差，对支护设备的体积、重量、灵活程度及适配性均有需求。同时在实现沿空留巷作业的同时，还需要承担超前巷道支护的工作，对设备的初撑力及伸缩比同样也有很高的要求。现有的设备无法满足超前支护切顶沿空留巷的技术要求。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出超前支护沿空留巷切顶堆柱；解决现有的设备无法满足超前支护切顶沿空留巷的技术要求的问题。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。

超前支护沿空留巷切顶堆柱，包括堆柱本体，堆柱本体的两侧设置有可互换的防倒装置以及防矸装置，堆柱本体包括底座与顶梁，底座与顶梁之间设置有立柱，立柱上侧的伸缩杆一端与顶梁上的柱帽相铰接，底座包括底板，底板上前后侧固定设置有两个侧板，侧板之间的底板上端面固定设置有箱体结构，箱体结构左右两端设置有柱窝，立柱的下端与柱窝相固定，箱体结构上端的左右两端分别固定设置有一个固定座，固定座上可拆卸连接有两个卡箍，卡箍与固定座套接于立柱的缸筒外侧；底座的前后两侧对称设置有下部双耳板、两个侧板的外侧面分别对称设置有中部双耳板，顶梁下端设置有上部双耳板，防矸装置包括一块挡矸板，挡矸板一侧端面分别设置有上耳座、中耳座、下耳座，上耳座与上部双耳板之间铰接有上挡矸千斤顶，中耳座与一侧的中部双耳板之间铰接有下挡矸千斤顶，下耳座与一侧的下部双耳板之间铰接有连接杆，防倒装置包括一块支撑座，支撑座与另一侧的下部双耳板相铰接，另一侧的中部双耳板与支撑座的上端面之间铰接有侧撑千斤顶。

进一步的，所述立柱为双伸缩设计，两根立柱沿着底座以及顶梁的长度方向并排设置。

进一步的，在顶梁的下端面前后两侧分别对称设置有一块竖直的顶梁主筋，在两个顶梁主筋之间的顶梁下端面左右两侧分别对称设置有一个锻造柱帽，两个立柱的伸缩杆一端分别与顶梁下端的两个柱帽相抵接，在两个顶梁主筋之间设置有两根挡轴，挡轴分别插接于柱帽与立柱的伸缩杆一端，使得立柱与顶梁相转动连接。

进一步的，在两个顶梁主筋的外侧面上分别设置有两个挡轴座，通过两侧的挡轴座将挡轴固定于顶梁上。

进一步的，所述顶梁的左右两侧面上分别设置有一个检修吊环，在两个顶梁主筋的外侧面上分别设置有两个检修吊环；在两个顶梁主筋的左右两端分别设置有一个铰接孔。

进一步的，所述侧板为倒置的T形结构，中部的区域段高于两端的区域段，在两个侧板的中部区域段之间为箱体结构，两个柱窝位于两个侧板之间，两个锻造柱窝的外侧，分别设置有一个单体支撑座，单体支撑座与两侧的侧板相固定连接。

进一步的，锻造柱窝两侧的侧板内侧面上分别设置有一个压板，通过两个压板将立柱的缸筒固定于锻造柱窝内。

进一步的，所述固定座为竖直设置的半圆弧结构，固定座的开口朝向远离箱体结构的方向，固定座的开口两侧沿着竖直方向均匀间隔设置有一排固定对接板，卡箍为四分之一圆弧结构，卡箍的一侧设置有连接板，另一侧设置有一排活动对接板，两个卡箍的连接板通过螺栓相固定，卡箍的活动对接板与固定座的固定活动板相插接，通过销轴将活动对接板与固定对接板相固定。

进一步的，连接杆的一端设置有圆销孔，另一端沿着其长度方向设置有长圆孔，连接杆的圆销孔一端与底座上的下部双耳板相铰接，长圆孔一端与挡矸板上的下耳座相铰接。

更进一步的，在挡矸板的左右两侧边缘上，分别沿均匀间隔设置有一排前后贯通的安装孔。

本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：支撑座与挡矸板均为活动连接，切顶堆柱主体采用对称设计，方便拆卸，可以根据不同工况的需要安装于支架左侧或右侧，灵活性高；支架整体体积小，重量轻，可单独牵引充当单体使用，也可连接起来组成n架一组迈步自动移支架使用，对顶底板适配性更高；立柱采用双伸缩设计，伸缩比更大，更好的适应工作面高度变化；挡矸板与支撑座角度可调，挡矸与防倒效果更好。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明整体的立体示意图一；

图2是本发明整体的立体示意图二；

图3是顶梁1的结构示意图；

图4是底座2的结构示意图；

图5是在两侧均安装防倒装置的结构示意图；

图6是卡箍4的结构示意图；

图7是挡矸板5的结构示意图；

图8是连接杆8的结构示意图；

图9是在使用过程中正巷切顶断面示意图；

图10是在使用过程中正巷切顶俯视图；

其中，1为顶梁、2为底座、3为立柱、4为卡箍、5为挡矸板、6为上挡矸千斤顶、7为下挡矸千斤顶、8为连接杆、9为支撑座、10为侧撑千斤顶、11为恒阻锚索、12为钢网钢带、13为锚杆、14为切缝炮孔、101为柱帽、102为挡轴座、103为检修吊环、104为铰接孔、105为上部双耳板、106为顶梁主筋、201为侧板、202为固定座、203为固定对接板、204为柱窝、205为压板、206为单体支撑座、207为铰接耳板、208为挡板、209为中部双耳板、210为下部双耳板、401为活动对接板、402为连接板、501为上耳座、502为中耳座、503为下耳座、504为安装孔、801为圆销孔、802为长圆孔。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。

如图1—8所示，本发明提供了超前支护沿空留巷切顶堆柱，包括堆柱本体，堆柱本体上设置有可以前后互换的防倒装置以及防矸装置。

所述堆柱本体包括水平设置的底座2与顶梁1，底座2与顶梁1之间设置有两根竖直的立柱3，两根立柱3沿着底座2以及顶梁1的长度方向并排设置。立柱3的缸底一端与底座2相连接，立柱3的上端与顶梁1相连接。

所述顶梁1的前后、左右均为对称设置，在顶梁1的下端面前后两侧分别对称设置有一块竖直的顶梁主筋106，在两个顶梁主筋106之间的顶梁1下端面左右两侧分别对称设置有一个锻造柱帽101。所述立柱3为双伸缩设计，两个立柱3的伸缩杆一端分别与顶梁1下端的两个柱帽101相抵接。在两个顶梁主筋106之间设置有两根挡轴，挡轴分别插接于柱帽101与立柱3的伸缩杆一端，使得立柱3与顶梁1相转动连接。所述挡轴的轴线与顶梁1的长度方向相垂直。在两个顶梁主筋106的外侧面上分别设置有两个挡轴座102，通过两侧的挡轴座102将挡轴固定于顶梁1上。

所述顶梁1的左右两侧面上分别设置有一个检修吊环103，在两个顶梁主筋106的外侧面上分别设置有两个检修吊环103。

在两个顶梁主筋106的左右两端分别设置有一个铰接孔104。

所述底座2的前后、左右均为对称设置。

所述底座2包括一个水平的底板，在底板的上端面前后两侧分别对称设置有一块竖直的侧板201，所述侧板201为倒置的T形结构，中部的区域段高于两端的区域段。两个侧板201的下端与底板的上端面相固定连接。在两个侧板201的中部区域段之间为箱体结构，两个侧板201之间在箱体结构的两侧分别对称设置有一个锻造柱窝204，两个立柱3的缸底一端分别与两个锻造柱窝204相抵接，锻造柱窝204两侧的侧板201内侧面上分别设置有一个压板205，通过两个压板205将立柱3的缸筒固定于锻造柱窝204内。

在两个侧板201的两端区域段之间，两个锻造柱窝204的外侧，分别设置有一个单体支撑座206，单体支撑座206与两侧的侧板201相固定连接，通过单体支撑座206与两侧的侧板201两端区域段进行支撑。单体支撑座206远离锻造柱窝204的外侧面两端分别对称设置有一个铰接耳板207。

在箱体结构的上端面左右两端分别对称设置有一个固定座202，所述固定座202为竖直设置的半圆弧结构，固定座202的开口朝向远离箱体结构的方向。固定座202的开口两侧沿着竖直方向均匀间隔设置有一排固定对接板203，每个固定对接板203上均设置有同轴的对接孔。每个固定座202上均可拆卸连接有两个卡箍4，所述卡箍4为四分之一圆弧结构，一侧沿着竖直方向均匀间隔设置有一排活动对接板401，每个活动对接板401上均设置有同轴的对接孔，卡箍4的另一侧设置有一块竖直的连接板402，连接板402上设置有两个螺栓孔。两个卡箍4的连接板402相对接，螺栓孔对应设置，通过两个螺栓、螺母将两个卡箍4相固定连接，两个卡箍4的活动对接板401分别插接于固定座202两侧的固定对接板203中，固定对接板203上的对接孔与活动对接板401上的对接孔相对应设置，通过一根销轴依次插接于活动对接板401以及固定对接板203内，从而将两个卡箍4与固定座202相固定连接。

两个卡箍4以及一个固定座202分别位于一个立柱3的缸筒外侧，通过卡箍4以及固定座202将立柱3可拆卸地固定于底座2上。

所述固定座202以及卡箍4的内侧面均设置有防滑皮垫，增加立柱3的稳定性，避免磕碰。

两个侧板201在远离立柱3的一侧端面中部高度位置，沿着水平排列设置有两个中部双耳板209。

在底板上端面的前后两侧边缘，在其两端分别对称设置有一个下部双耳板210，两个下部双耳板210沿着底座2的长度方向所设置，并且两个下部双耳板210位于两个侧板201的外侧。

在顶梁1的下端面中心处设置有一个上部双耳板105。

所述防矸装置包括一块挡矸板5、一个上挡矸千斤顶6、两个下挡矸千斤顶7、两个连接杆8。

所述挡矸板5为方形板状结构，设置于堆柱主体的一侧，并且挡矸板5与底座2的长度方向相平行。所述挡矸板5靠近堆柱本体的一端端面上，在上端的中部设置有一个上耳座501，在中部高度位置设置有两个水平排列的中耳座502，在下端设置有两个水平排列的下耳座503。

在挡矸板5的左右两侧边缘上，分别沿均匀间隔设置有一排前后贯通的安装孔504，在切顶堆柱成组工作时可供安装单独的挡矸板5。

在挡矸板5与堆柱本体之间设置有一个上挡矸千斤顶6、两个下挡矸千斤顶7、两个连接杆8。连接杆8的一端设置有圆销孔801，另一端沿着其长度方向设置有长圆孔802。

上挡矸千斤顶6的伸缩杆一端通过铰接销轴与挡矸板5上的上耳座501相铰接，缸底一端与顶梁1上的上部双耳板105相铰接；两个下挡矸千斤顶7的伸缩杆一端通过铰接销轴与挡矸板5上的两个中耳座502相铰接，缸底一端与侧板201上的两个中部双耳板209相铰接；两个连接杆8的圆销孔801一端与底座2上的两个下部双耳板210相铰接，长圆孔802一端与挡矸板5上的两个下耳座503相铰接。通过控制上挡矸千斤顶6、下挡矸千斤顶7的伸缩，来控制挡矸板5的高度、伸出幅度、角度变化，使得挡矸板5伸出而抵住巷道矸石壁。

所述防倒装置包括一个支撑座9以及两个侧撑千斤顶10。

所述支撑座9设置于底座2远离挡矸板5的一端，支撑座9靠近底座2的一端边缘分别与底座2上远离挡矸板5的两个下部双耳板210相铰接。两个侧撑千斤顶10沿着底座2的长度方向排列设置于支撑座9与侧板201之间，侧撑千斤顶10的伸缩杆一端与支撑座9的上端面相铰接，侧撑千斤顶10的缸底一端与远离挡矸板5一侧的侧板201上的两个中部双耳板209相铰接。当侧撑千斤顶10处于伸出状态时，支撑座9的下端面与底座2的下端面相重合，从而对堆柱主体起到防倒的作用。侧撑千斤顶10收缩，支撑板收起，不再起到防倒的作用。

由于防矸装置以及防倒装置均是与堆柱本体两侧的中部双耳板209以及下部双耳板210相铰接，而两侧的中部双耳板209以及下部双耳板210对称设置，因此防矸装置与防倒装置可以互换安装。

底板上端面，在下部双耳板210的两侧分别可拆卸连接有一块挡板208，挡板208可以防止矸石进入支架内部而造成憋卡。

通过顶梁1上的检修吊环103可以进行立柱3的拆卸与更换。

切顶堆柱可以通过牵引底座2上的铰接耳板207来单独使用，也可以连接起来成组工作，在前后两架切顶堆柱之间的顶梁1通过铰接孔104来连接伸缩框架，前后两家切顶堆柱的底座2之间通过铰接耳板207连接推移千斤顶，实现迈步自移。如果切顶堆柱在工作中出现位置偏移时，可将单体支撑在左右两架切顶堆柱的单体支撑座206内进行调架。

在无需挡矸板5支撑时，将堆柱本体的两侧均安装防倒装置，通过两个支撑座9来保证切顶堆柱的平稳。

如图9、10所示，在超前支护的同时，在巷道的顶板和保安煤柱帮上布置恒阻锚索11与钢网钢带12加固，通过在切缝炮孔14爆破切顶后，在两帮钉入锚杆13进行加固，实现沿空留巷。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.超前支护沿空留巷切顶堆柱，其特征在于：包括堆柱本体，堆柱本体的两侧设置有可互换的防倒装置以及防矸装置，堆柱本体包括底座（2）与顶梁（1），底座（2）与顶梁（1）之间设置有立柱（3），立柱（3）上侧的伸缩杆一端与顶梁（1）上的柱帽（101）相铰接，底座（2）包括底板，底板上前后侧固定设置有两个侧板（201），侧板（201）之间的底板上端面固定设置有箱体结构，箱体结构左右两端设置有柱窝（204），立柱（3）的下端与柱窝（204）相固定，箱体结构上端的左右两端分别固定设置有一个固定座（202），固定座（202）上可拆卸连接有两个卡箍（4），卡箍（4）与固定座（202）套接于立柱（3）的缸筒外侧；底座（2）的前后两侧对称设置有下部双耳板（210）、两个侧板（201）的外侧面分别对称设置有中部双耳板（209），顶梁（1）下端设置有上部双耳板（105），防矸装置包括一块挡矸板（5），挡矸板（5）一侧端面分别设置有上耳座（501）、中耳座（502）、下耳座（503），上耳座（501）与上部双耳板（105）之间铰接有上挡矸千斤顶（6），中耳座（502）与一侧的中部双耳板（209）之间铰接有下挡矸千斤顶（7），下耳座（503）与一侧的下部双耳板（210）之间铰接有连接杆（8），防倒装置包括一块支撑座（9），支撑座（9）与另一侧的下部双耳板（210）相铰接，另一侧的中部双耳板（209）与支撑座（9）的上端面之间铰接有侧撑千斤顶（10）。

2.根据权利要求1所述的超前支护沿空留巷切顶堆柱，其特征在于：所述立柱（3）为双伸缩设计，两根立柱（3）沿着底座（2）以及顶梁（1）的长度方向并排设置。

3.根据权利要求1所述的超前支护沿空留巷切顶堆柱，其特征在于：在顶梁（1）的下端面前后两侧分别对称设置有一块竖直的顶梁主筋（106），在两个顶梁主筋（106）之间的顶梁（1）下端面左右两侧分别对称设置有一个锻造柱帽（101），两个立柱（3）的伸缩杆一端分别与顶梁（1）下端的两个柱帽（101）相抵接，在两个顶梁主筋（106）之间设置有两根挡轴，挡轴分别插接于柱帽（101）与立柱（3）的伸缩杆一端，使得立柱（3）与顶梁（1）相转动连接。

4.根据权利要求3所述的超前支护沿空留巷切顶堆柱，其特征在于：在两个顶梁主筋（106）的外侧面上分别设置有两个挡轴座（102），通过两侧的挡轴座（102）将挡轴固定于顶梁（1）上。

5.根据权利要求3所述的超前支护沿空留巷切顶堆柱，其特征在于：所述顶梁（1）的左右两侧面上分别设置有一个检修吊环（103），在两个顶梁主筋（106）的外侧面上分别设置有两个检修吊环（103）；在两个顶梁主筋（106）的左右两端分别设置有一个铰接孔（104）。

6.根据权利要求1所述的超前支护沿空留巷切顶堆柱，其特征在于：所述侧板（201）为倒置的T形结构，中部的区域段高于两端的区域段，在两个侧板（201）的中部区域段之间为箱体结构，两个柱窝（204）位于两个侧板（201）之间，两个锻造柱窝（204）的外侧，分别设置有一个单体支撑座（206），单体支撑座（206）与两侧的侧板（201）相固定连接。

7.根据权利要求6所述的超前支护沿空留巷切顶堆柱，其特征在于：锻造柱窝（204）两侧的侧板（201）内侧面上分别设置有一个压板（205），通过两个压板（205）将立柱（3）的缸筒固定于锻造柱窝（204）内。

8.根据权利要求1所述的超前支护沿空留巷切顶堆柱，其特征在于：所述固定座（202）为竖直设置的半圆弧结构，固定座（202）的开口朝向远离箱体结构的方向，固定座（202）的开口两侧沿着竖直方向均匀间隔设置有一排固定对接板（203），卡箍（4）为四分之一圆弧结构，卡箍（4）的一侧设置有连接板（402），另一侧设置有一排活动对接板（401），两个卡箍（4）的连接板（402）通过螺栓相固定，卡箍（4）的活动对接板（401）与固定座（202）的固定活动板相插接，通过销轴将活动对接板（401）与固定对接板（203）相固定。

9.根据权利要求1所述的超前支护沿空留巷切顶堆柱，其特征在于：连接杆（8）的一端设置有圆销孔（801），另一端沿着其长度方向设置有长圆孔（802），连接杆（8）的圆销孔（801）一端与底座（2）上的下部双耳板（210）相铰接，长圆孔（802）一端与挡矸板（5）上的下耳座（503）相铰接。

10.根据权利要求1所述的超前支护沿空留巷切顶堆柱，其特征在于：在挡矸板（5）的左右两侧边缘上，分别沿均匀间隔设置有一排前后贯通的安装孔（504）。

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