CN116607988B - 一种巷道模块化临时支护系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种巷道模块化临时支护系统，支护系统包括：支撑柱组件，支撑柱组件至少设置有两个，在相邻的支撑柱组件之间设置有交叉固定件，交叉固定件用于将相邻的两个支撑柱组件连为整体结构；顶梁组件，多个支撑柱组件支撑在顶梁组件的底部；每个支撑柱组件均包括：多个支撑模块，多个支撑模块沿竖直方向连接固定；刚性微调结构，刚性微调结构的高度小于支撑模块，刚性微调结构设置在最上端支撑模块的顶部；柔性微调结构，柔性微调结构通过沿竖直方向的伸缩来调整支撑柱组件的高度，柔性微调结构位于多个支撑模块中或刚性微调结构上方。该支护系统可调范围大，且便于回收重复利用。

Description

一种巷道模块化临时支护系统

技术领域

本发明属于巷道支护技术领域，具体涉及一种巷道模块化临时支护系统。

背景技术

随着当前矿井建设工程的快速发展，巷道数量也与日俱增，我国矿井巷道临时支护方面研发了系列液压单体支柱、门式支架和液压自移支架等适应的临时支护结构装置；此外，矿井开采深度也随着资源开采需要不断增加，传统支护技术已经很难控制错综复杂的大变形问题，一种新型的切顶卸压沿空留巷技术以及相匹配的巷道临时支护措施也应运而生。

现有的巷道临时支护结构如液压单体支柱存在安全性能差、劳动强度大、巷道空间受限、工作面的推进效率等问题；而高支撑力的液压自移支架由于需要配套的搬运机械对巷道高度和断面尺寸收到一定程度的限制，故而适应性和稳定性方面有待提高，此外，现有临时支护结构均为统一搬运，至工作面后安装，存在不易拆装、变形调控范围小等问题。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种巷道模块化临时支护系统，以至少解决现有技术中存在的上述问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种巷道模块化临时支护系统，所述支护系统包括：

支撑柱组件，所述支撑柱组件至少设置有两个，在相邻的支撑柱组件之间设置有交叉固定件，所述交叉固定件用于将相邻的两个支撑柱组件连为整体结构；

顶梁组件，多个支撑柱组件支撑在顶梁组件的底部；

每个支撑柱组件均包括：

多个支撑模块，多个支撑模块沿竖直方向连接固定；

刚性微调结构，所述刚性微调结构的高度小于支撑模块，所述刚性微调结构设置在最上端支撑模块的顶部；

柔性微调结构，所述柔性微调结构通过沿竖直方向的伸缩来调整支撑柱组件的高度，所述柔性微调结构位于多个支撑模块中或刚性微调结构上方。

如上所述的巷道模块化临时支护系统，优选地，所述刚性微调结构包括不同高度的柱体，在柱体的上下两端设置有法兰盘；

所述柔性微调结构包括液压千斤顶，所述液压千斤顶的底部与顶部均设置有法兰盘。

如上所述的巷道模块化临时支护系统，优选地，所述支护系统包括双柱结构与四柱结构；

双柱结构的支护系统包括两个支撑柱组件与一个顶梁组件，两个支撑柱组件均匀支撑在顶梁组件的底部；

四柱结构的支护系统包括四个支撑柱组件与两个顶梁组件，四个支撑柱组件呈两排并列布置，每排两个支撑柱组件均匀支撑在一个顶梁组件的底部。

如上所述的巷道模块化临时支护系统，优选地，所述支护系统为立柱式结构时，所述支撑模块为立柱，在立柱的上下两端分别设置有立柱顶座与立柱底座，沿上下方向相邻立柱通过法兰盘固定连接；

在每个支撑柱组件中，所述刚性微调结构位于最上端立柱之上，所述柔性微调结构位于沿上下布置的相邻两立柱之间。

如上所述的巷道模块化临时支护系统，优选地，在相邻两个支撑柱组件中，在远离底板的任意一对支撑模块之间设置有交叉固定件；

所述支撑模块包括连接片，在立柱与上下两端的法兰盘之间均设置有连接片，多个连接片均布在立柱周向，所述交叉固定件连接在同一高度立柱的连接片上。

如上所述的巷道模块化临时支护系统，优选地，所述顶梁组件包括两个半顶梁，两个半顶梁之间通过顶梁连接装置连接；

所述顶梁连接装置由外扣、内扣以及插销组成；

所述外扣与内扣分别固定在一个半顶梁上，外扣与内扣之间通过插销进行销接连接。

如上所述的巷道模块化临时支护系统，优选地，所述顶梁组件还包括套筒，所述套筒套在两个半顶梁之间，且所述套筒套设在顶梁连接装置外围。

如上所述的巷道模块化临时支护系统，优选地，所述支护系统为墩柱式结构时，所述支撑模块为墩柱，在墩柱的上下两端设置有墩柱顶座与墩柱底座，沿上下方向相邻墩柱通过法兰盘固定连接；

在每个支撑柱组件中，所述刚性微调结构位于最上端墩柱之上，所述柔性微调结构位于刚性微调结构之上。

如上所述的巷道模块化临时支护系统，优选地，所述墩柱的顶部和底部均设置有注砂孔，通过注砂孔向墩柱内进行注砂。

如上所述的巷道模块化临时支护系统，优选地，所述支护系统为墩柱式结构时，所述顶梁组件为墩式结构顶梁，所述墩式结构顶梁为完整顶梁结构。

有益效果：

1、该巷道模块化临时支护系统分为多个模块，可实现该系统的快速组装与拆卸，便于该系统灵活使用；且该系统便于回收重复利用；

2、刚性刚性调节结构和柔性调节结构可以适应不同巷道高度，可调范围大；

3、与现有支护相比具有劳动强度低，施工效率高。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为本发明一个实施例的立柱式双柱结构支护系统的结构示意图；

图2为本发明一个实施例的墩柱式双柱结构支护系统的结构示意图；

图3为本发明一个实施例的立柱、墩柱、微调结构以及顶梁的示意图；

图4为本发明一个实施例的顶梁组件的结构示意图；

图5为本发明一个实施例的立柱式四柱结构支护系统的结构示意图；

图6为本发明一个实施例的应用于5m巷道的墩柱式双柱结构支护系统的结构示意图。

图中：1-半顶梁；2-刚性微调结构；3-立柱；4-柔性微调构件；5-立柱顶座；6-立柱底座；7-顶梁组件；8-交叉固定件；9-墩柱；10-连接片；11-墩柱顶座；12-墩柱底座；13-墩式结构顶梁；14-法兰盘；15-注砂孔；16-方形套筒；17-内扣；18-外扣；19-插销。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，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相互组合。

根据本发明的具体实施例，如图1-6所示，本发明提供一种巷道模块化临时支护系统，该临时支护系统可以通过模块化安装进行矿井巷道临时支护，并且在维修和回撤过程中易拆卸，可重复利用，刚柔双调节机制增大了支护调控范围，现有技术中存在不易拆装、变形调控范围小等问题。本临时支护系统可适用于不同巷道高度、不同断面尺寸的矿井巷道临时支护。

支护系统包括：

支撑柱组件，支撑柱组件至少设置有两个，在相邻的支撑柱组件之间设置有交叉固定件8，交叉固定件8用于将相邻的两个支撑柱组件连为整体结构；交叉固定件8相当于加强筋结构，加强了支护系统的整体结构强度。

顶梁组件7，多个支撑柱组件支撑在顶梁组件7的底部。

每个支撑柱组件均包括：

多个支撑模块，多个支撑模块沿竖直方向连接固定。

刚性微调结构2，刚性微调结构2的高度小于支撑模块，刚性微调结构2设置在最上端支撑模块的顶部。

柔性微调结构4，柔性微调结构4通过沿竖直方向的伸缩来调整支撑柱组件的高度，柔性微调结构4位于多个支撑模块中或刚性微调结构2上方。

通过设置刚性微调结构2与柔性微调结构4相互配合，刚性微调结构2能够提供更强的支撑能力，而柔性微调结构4能够沿竖直方向伸缩，刚性微调结构2与柔性微调结构4相互配合极大增加了该支护系统的支护调控范围，从而使得该支护系统能够被用于不同高度的巷道，而且该支护系统将各个部件模块化，使得该支护系统更加便于拆装，提供了该支护系统灵活性，而且便于该支护系统的重复回收利用。

刚性微调结构2包括不同高度的柱体，在柱体的上下两端设置有法兰盘。

在本申请的一个实施例中，柱体包括200mm和300mm两种规格，通过设置不同高度的柱体，能够提高刚性微调结构2使用的灵活性；在柱体的两端设置法兰盘，从而便于刚性微调结构2与支撑模块、顶梁组件7连接。

柔性微调结构4包括液压千斤顶，液压千斤顶的底部与顶部均设置有法兰盘。

在本申请的一个实施例中，液压千斤顶缸体高度300mm，可伸出行程200mm，在液压千斤顶的底部与顶板均设置法兰盘，从而便于柔性微调结构4与刚性微调结构2或者支撑模块连接。

支护系统包括双柱结构与四柱结构；双柱结构的支护系统包括两个支撑柱组件与一个顶梁组件7，两个支撑柱组件均匀支撑在顶梁组件7的底部；四柱结构的支护系统包括四个支撑柱组件与两个顶梁组件7，四个支撑柱组件呈两排并列布置，每排两个支撑柱组件均匀支撑在一个顶梁组件7的底部。四柱结构的支护系统将传统的位于一个平面的两柱结构的支护系统改变为立体支护结构，不仅具有更高的整体结构强度，而且具有更大的支护面积，能够极大提供支护系统的支护能力。

在本申请的一个实施例中，四柱结构的支护系统中，四个支撑柱组件围成四方形结构，也即四个支撑柱组件分别位于矩形的四个角位置，在每排的两个支撑柱组件之间通过交叉固定件8连接，在每列的两个支撑柱组件之间通过连接杆连接，在其他实施例中，在每列的两个支撑柱组件之间也可以通过交叉固定件8连接使得支护系统具有足够的结构强度，保证支护系统更好的进行支护。

在一对支撑柱组件中，当沿上下方向并列设置有多对支撑模块时，交叉固定件8间隔设置，也即每间隔一对支撑模块，就设置一个交叉固定件8。

支护系统为立柱式结构时，支撑模块为立柱3，在立柱3的上下两端分别设置有立柱顶座5与立柱底座6，沿上下方向相邻立柱通过法兰盘固定连接；

在每个支撑柱组件中，刚性微调结构2位于最上端立柱之上，柔性微调结构4位于沿上下布置的相邻两立柱之间。

在本申请的一个实施例中，立柱顶座与立柱底座6均为法兰盘结构，立柱至少包括高度为500mm和1000mm的两种尺寸；支柱式结构的支护系统应用于巷道高度小于4m的场景中。

以巷道高度为3.8m为例，支柱式结构的支护系统使用各模块数量如下：

3.8 m巷道高度结构选型参照表

在相邻两个支撑柱组件中，在远离底板的任意一对支撑模块之间设置有交叉固定件8；支撑模块包括连接片10，在立柱与上下两端的法兰盘之间均设置有连接片10，多个连接片10均布在立柱周向，交叉固定件8连接在同一高度立柱的连接片10上。

在本申请的一个实施例中，交叉固定件8设置在远离底板的两个支撑模块上，也即交叉固定件8设置在除了最下部的任意一对立柱上，如此设置，避免交叉固定件8因巷道底鼓陷入底板对行人运输以及拆卸产生影响，保证支护系统的正常拆装使用。而在立柱与法兰盘之间设置连接片10，不仅便于交叉固定件8与立柱连接，而且加强了立柱的结构强度。

在本申请的一个实施例中，交叉固定件8包括两个交叉成X型的钢板，以及在设置在X型钢板顶端与低端横向加强钢板，不仅使得交叉固定件8内部形成三角形加强单元，而且交叉固定件8与立柱之间也形成三角形加强单元，提高了支护系统的整体结构强度。

顶梁组件7包括两个半顶梁1，两个半顶梁1之间通过顶梁连接装置连接；顶梁连接装置由外扣18、内扣17以及插销19组成；外扣18与内扣17分别固定在一个半顶梁1上，外扣18与内扣17之间通过插销19进行销接连接。

顶梁组件7还包括套筒，套筒套在两个半顶梁1之间，且套筒套设在顶梁连接装置外围。

在本申请的一个实施例中，支柱式结构的支护系统主要针对巷道高度小于4m情况，顶梁组件7采用两个半顶梁1组合应用，能够方便安装；墩柱9式结构主要是针对巷道高度高于4m条件，当巷道高度较高时，顶梁模块不方便安装，使用整体结构的顶梁，能够方便安装；除此，巷道高度较高条件下，需要对顶板进行更高强度的支护，整体构件的话，整体性更好，支护强度更高。

在半顶梁1的下部设有法兰盘，从而便于半顶梁1与立柱、刚性微调结构2连接；另外，套筒为方形套筒16，将方形套筒16同时套在两个半顶梁1上，在方形套筒16与半顶梁1相对应位置设置有销钉孔或者螺栓孔，在方形套筒16与半顶梁1的位置对齐后，其上销钉孔或者螺栓孔位置对应，从而便于方形套筒16与半顶梁1通过销钉或者螺栓相对固定；设置方形套筒16不仅能将两个半顶梁1连接为一根完整顶梁，保证顶梁组件7的整体性，而且方形套筒16还能够对顶梁连接装置中的插销19进行限位，以保证两个半顶梁1连接的牢固性。

支护系统为墩柱9式结构时，支撑模块为墩柱9，在墩柱9的上下两端设置有墩柱顶座11与墩柱底座12，沿上下方向相邻墩柱9通过法兰盘固定连接；在每个支撑柱组件中，刚性微调结构2位于最上端墩柱9之上，柔性微调结构4位于刚性微调结构2之上。

在本申请的一个实施例中，墩柱9式结构的支护系统应用于巷道高度在4m以上的场景中。

以巷道高度为5m为例，墩柱9式结构的支护系统使用各模块数量如下：

5m巷道高度结构选型参照表

墩柱9的顶部和底部均设置有注砂孔15，通过注砂孔15向墩柱9内进行注砂。在本申请的一个实施例中，通过注砂孔想墩柱9内进行注砂，能够提供墩柱9的临时支护强度，有利于墩柱9式结构的支护系统在5m以上高度的巷道中使用。

支护系统为墩柱9式结构时，顶梁组件7为墩式结构顶梁13。在本申请的一个实施例中，支护系统为墩柱9式结构时，墩式结构顶梁13采用完整钢梁，长1200 mm，宽250 mm，高150 mm，墩式结构顶梁13两端下方设置有法兰盘销接，从而便于顶梁与墩柱9、柔性微调结构4连接，方便快速施工。另外，该支护系统中各个部件均采用NPR材料。

该巷道模块化临时支护系统在使用时，包括以下步骤：

a)根据现场巷道高度，确定所需要的可拆卸临时支护系统所需采用的各个模块化部件的数量，并将各个部件运至工作面，完成准备工作。

b)在工作面推过后，将支撑模块、刚性微调结构2、柔性微调结构4、交叉固定件8以及顶梁组件7组成成型；其中，用顶梁连接装置将两个半顶梁1连接成整体结构完成结构安装进行支护，再用交叉固定件8连接在远离巷道底板的支撑模块上，可以避免巷道底鼓陷入底板导致交叉固定件8对行人运输以及拆卸产生影响，以及为方便及时调节，回撤微调结构的位置放置在最下端的支撑模块之上。

c)回撤临时支护，首先将柔性微调结构4卸压，然后顶梁拆卸，再将拆除支撑模块、刚性微调结构2等，对于墩柱9式结构，先将砂砾从下注砂孔抽出，其余拆卸流程与立柱式结构的支护系统相同。

可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种巷道模块化临时支护系统，其特征在于，所述支护系统包括：

支撑柱组件，所述支撑柱组件至少设置有两个，在相邻的支撑柱组件之间设置有交叉固定件，所述交叉固定件用于将相邻的两个支撑柱组件连为整体结构；

顶梁组件，多个支撑柱组件支撑在顶梁组件的底部；

每个支撑柱组件均包括：

多个支撑模块，多个支撑模块沿竖直方向连接固定；

刚性微调结构，所述刚性微调结构的高度小于支撑模块，所述刚性微调结构设置在最上端支撑模块的顶部；

柔性微调结构，所述柔性微调结构通过沿竖直方向的伸缩来调整支撑柱组件的高度，所述柔性微调结构位于多个支撑模块中或刚性微调结构上方，所述刚性微调结构包括不同高度的柱体，在柱体的上下两端设置有法兰盘；

所述柔性微调结构包括液压千斤顶，所述液压千斤顶的底部与顶部均设置有法兰盘，所述支护系统包括双柱结构与四柱结构；

双柱结构的支护系统包括两个支撑柱组件与一个顶梁组件，两个支撑柱组件均匀支撑在顶梁组件的底部；

四柱结构的支护系统包括四个支撑柱组件与两个顶梁组件，四个支撑柱组件呈两排并列布置，每排两个支撑柱组件均匀支撑在一个顶梁组件的底部，

所述支护系统为立柱式结构时，所述支撑模块为立柱，在立柱的上下两端分别设置有立柱顶座与立柱底座，沿上下方向相邻立柱通过法兰盘固定连接；

在每个支撑柱组件中，所述刚性微调结构位于最上端立柱之上，所述柔性微调结构位于沿上下布置的相邻两立柱之间，在相邻两个支撑柱组件中，在远离底板的任意一对支撑模块之间设置有交叉固定件；

所述支撑模块包括连接片，在立柱与上下两端的法兰盘之间均设置有连接片，多个连接片均布在立柱周向，所述交叉固定件连接在同一高度立柱的连接片上。

2.根据权利要求1所述的巷道模块化临时支护系统，其特征在于，所述顶梁组件包括两个半顶梁，两个半顶梁之间通过顶梁连接装置连接；

所述顶梁连接装置由外扣、内扣以及插销组成；

所述外扣与内扣分别固定在一个半顶梁上，外扣与内扣之间通过插销进行销接连接。

3.根据权利要求2所述的巷道模块化临时支护系统，其特征在于，所述顶梁组件还包括套筒，所述套筒套在两个半顶梁之间，且所述套筒套设在顶梁连接装置外围。

4.根据权利要求1所述的巷道模块化临时支护系统，其特征在于，所述支护系统为墩柱式结构时，所述支撑模块为墩柱，在墩柱的上下两端设置有墩柱顶座与墩柱底座，沿上下方向相邻墩柱通过法兰盘固定连接；

在每个支撑柱组件中，所述刚性微调结构位于最上端墩柱之上，所述柔性微调结构位于刚性微调结构之上；

在相邻两个支撑柱组件中，在远离底板的任意一对支撑模块之间设置有交叉固定件。

5.根据权利要求4所述的巷道模块化临时支护系统，其特征在于，所述墩柱的顶部和底部均设置有注砂孔，通过注砂孔向墩柱内进行注砂。

6.根据权利要求4所述的巷道模块化临时支护系统，其特征在于，所述支护系统为墩柱式结构时，所述顶梁组件为墩式结构顶梁，所述墩式结构顶梁为完整顶梁结构。