CN201045298Y - 一种大倾角煤层巷道锚棚支架 - Google Patents

一种大倾角煤层巷道锚棚支架 Download PDF

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Abstract

一种大倾角煤层巷道锚棚支架，主要用于大倾角或急倾斜中厚松软煤层巷道支护。本实用新型采用现有的锚杆支护技术和架棚巷道支护技术相结合，形成了大倾角煤层巷道锚棚支架，使原有的大倾角煤层巷道高帮的高度有效降低，解决了大倾斜角煤层巷道高帮支护的技术难题。

Description

一种大倾角煤层巷道锚棚支架
技术领域
本实用新型属于煤矿支护设备领域，涉及煤巷、半煤巷道支护，尤其涉及一种大倾角煤层巷道锚杆支护和巷道金属支架联合支护形成的巷道锚棚支架。
背景技术
以前，国内按照煤层倾角的大小分类，将煤层倾角分为缓倾斜煤层(25°以下)、倾斜煤层(25°-45°)、急倾斜煤层(45°-90°)，煤层倾角的划分，为选择适当的采煤方法和巷道支护方法提供了一定的参考依据。随着煤矿采掘机械化和巷道支护技术的发展，国内逐步形成了大倾角煤层概念。目前，在煤炭行业内，一般将煤层倾角在35-55°范围内称为大倾角煤层。在此倾角范围内，一般煤层倾角越大，巷道支护的技术难度越大，尤其是大倾角中厚或中厚以上的松软煤层，当巷道在掘进过程中，松软煤层往往产生自然失稳垮落，给安全生产和巷道支护造成了严重困难。另外，为了不破坏煤层顶板的稳定性，在巷道掘进工艺和支护设计时，一般不采取破煤层顶板掘进，当煤层倾角增大时，造成巷道两帮高度差增大，而且煤层倾角越大，巷道两帮的高度差也越大。当煤层倾角达到45度时，巷道高帮的支架腿(4)的高度达到5.2m，造成巷道高帮支护十分困难(在正常情况下，巷道两帮的高度不超过3m)，不但增加了巷道支护和维修成本，也给安全生产造成了严重影响。传统的大倾角煤层架棚支护方法见图1。
在图1中，(1)为煤层顶板，(2)为煤层底板，(3)为煤层，(4)为巷道高帮支架腿(也称巷道高帮)，(5)为巷道矮帮支架腿(也称巷道的矮帮)，(6)为支架顶梁。支架腿(4)和(5)分别对巷道两帮的煤(岩)起到支护作用，顶梁(6)对煤层顶板起支护作用。
在大倾角煤层中采用架棚支护方法，巷道高帮的支架腿(4)高度达到5.2m(倾角45°时)，单根金属支架腿(4)重量为138kg，不但增加了架棚的施工难度，也增加了工人的劳动强度。另外，煤层倾角越大，煤(岩)的下滑分力也随之增大，当煤岩松软，稳定性差，顶板压力较大时，巷道高帮支架腿(4)受到上方煤(岩)的挤压力显著增大，常造成高帮金属支架腿(4)严重向巷道内弯曲变形，造成维修工作量增大，也对维修人员的安全造成了威胁。
发明内容
本实用新型的目的在于改进现有技术的不足，提供一种能满足大倾角煤层巷道支护的锚棚支架，使大倾角煤层巷道高帮的高度降到合理的高度，实现巷道支护成本低，维修工作量小，安全可靠的目的。本发明所述的锚棚支架(见图2)由联接固定支护顶梁上端的锚杆(7)、支架顶梁(12)、支架腿(11)、穿支架腿(11)的锚杆(10)组成，构成大倾角煤层锚棚支架。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
如图2所示，大倾角煤层锚棚支架由锚杆(7)、支架顶梁(12)、支架腿(11)和支架腿(11)上的锚杆(10)组成。此种巷道支护方式使大倾角煤层巷道支架的腿子(高帮)由原来的5.2m降低到2.5m，解决了巷道支架高帮支护造成的技术难题。
附图说明
图1为大倾角煤层架棚巷道支护图；
图2为大倾角煤层巷道锚棚支护图；
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
在图2中，(7)、(8)、(9)为支护煤层顶板的锚杆，(10)为支护煤层底板和稳定支架腿(11)的锚杆，(11)为锚棚支架的支架腿，(12)为锚棚支架的顶梁，(13)为背顶用竹笆，(14)为背顶用砼背板，(15)为煤层，(16)为煤层顶板，(17)为煤层底板，(18)为锚杆与顶梁的联接板，α为煤层倾角45°，α1为支架顶梁上仰角。
锚杆(7)、(8)、(9)对煤层顶板岩石起到支护作用，使煤层顶板岩石不产生冒落。锚杆(7)的另一作用是通过支架顶梁(12)上端的联接板(18)，将顶梁(12)的上端与顶板锚固在一起，起到固定顶梁(12)上端的作用。锚杆(10)的作用是稳定支架腿(11)并支护煤层底板(17)，使支架腿(11)不会受倾斜方向的分力(R)和煤(岩)向下的挤压力造成支架腿(11)弯曲变形或跷腿，起到减小巷道支架维修量的作用，锚杆(10)的长度为1200mm-1800mm，锚杆数量为1-3根，安装方法为先在支架腿(11)安装锚杆(10)的位置上钻出安装孔，使锚杆(10)能顺利穿过锚棚支架腿(11)，锚入煤层底板中。锚棚支架腿(11)起到稳定和支护腿子上方煤(岩)不向巷道内垮落的作用，支架腿(11)长度为2100-3500mm。锚棚支架的顶梁起到稳定和支护顶梁(12)上方煤(岩)不向巷道内垮落的作用，支架顶梁长度为1800mm-2800mm，上仰角α1＝0-25°。背顶用竹笆(13)和背顶用砼背板的作用是维护每架支架间的煤(岩)不向巷道内垮落，联接板(18)的作用是将支架顶梁(12)与锚杆(7)联接在一起。
通过本实用新型的实施，解决了原有技术存在的大倾角煤层架棚或锚杆支护存在巷道高帮支护困难的技术难题，有利于降低施工难度和支护成本，提高巷道支护的可靠性，为安全生产创造了条件。
具体实施例
本实用新型锚杆(7)材质为左旋无纵筋标准螺纹钢等强锚杆，规格为∮18mm，长度2100mm，数量为两根。锚杆(8)、(9)的长度为1800mm，材质和直径与锚杆(7)相同。锚杆(10)材质为∮16mm圆钢，长度为1500mm，数量为1根。锚杆(7)、(8)、(9)的锚固剂为通用树脂锚固剂，锚杆(10)的锚固方式采用通用涨壳式锚头锚固。支架腿(11)和顶梁(12)的材质为矿用11号工字钢，支架腿(11)长度为2500mm，支架顶梁长度为2100mm，竹笆(13)用竹材编制成900×600mm块状，砼背板(14)的规格为长×宽×厚＝1000×150×50的普通砼，支架顶梁的上仰角α1＝20°。
各锚杆施工、安装方法和支架顶梁(12)、支架腿子(11)的施工安装方法以及笆片(13)、砼背板(14)的使用方法均与现有技术相同。支架顶梁上端的安装方法为将联接板(18)与支架顶梁上端焊接在一起，在安装锚杆(7)的位置钻上孔，锚杆(7)通过联接板(18)上的孔，锚入顶板岩石中，支架上端通过锚杆(7)的作用，即可将支架上端固定在顶板岩石上。

Claims (3)

1.一种大倾角煤层巷道锚棚支架，主要包括锚杆(7、8、9、10)、锚棚支架的顶梁(12)、锚棚支架的支架腿(11)，其特征在于锚棚支架由联接固定支护顶梁上端的锚杆(7)、联接板(18)、支架顶梁(12)、支架(11)、锚杆(10)组成。
2.根据权利要求1所述大倾角煤层巷道锚棚支架，其特征在于联接固定支架顶梁上端的锚杆(7)的数量为1-2根，穿支架腿的锚杆(10)为1-3根。
3.根据权利要求1所述大倾角煤层巷道锚棚支架，其特征为支架顶梁(12)上仰角(α1)为0-25°。
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