CN205349380U - 一种防止沿空留巷底鼓的整体切顶支架 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种防止沿空留巷底鼓的整体切顶支架，包括沿空留巷、铺设槽钢、单体液压支柱、可缩性支架、底座、铰接顶梁，槽钢设置在所述沿空留巷的底板内，槽钢与铰接顶梁之间架设单体液压支柱，槽钢与采空侧单体液压支柱及可缩性支架共用底座形成链接底座结构；本实用新型可缩性支架在顶板来压时可以完成一定程度上的让压，并在十字铰接顶梁的连接下与巷内单体液压支柱形成一条切顶线，有效避免了采空侧切顶装置的变形压坏，大量节省了材料，维修工序及费用；并且利用槽钢、型钢、单体及可缩性支架形成一个有效地整体控底装置，从而达到了控制底鼓的效果。

Description

一种防止沿空留巷底鼓的整体切顶支架

技术领域

本实用新型属于沿空留巷巷旁支护技术领域，具体涉及一种防止沿空留巷底鼓的整体切顶支架。

背景技术

自20世纪50年代以来，沿空留巷技术的发展一直是我国煤炭开采的重要方向。是实现无煤柱开采的技术关键，具有减少巷道掘进量、缓解采掘接替紧张和提高煤炭采出率等优点，具有显著的经济效益和技术优势。我国在沿空留巷技术与理论方面做了大量的研究，在条件较好的薄与中厚煤层中回采工作面的沿空留巷技术的研究已日趋完善，巷旁、巷内支护、加强支护及煤帮加固技术已趋于成熟。

沿空留巷成功是巷内与巷旁支护综合作用的结果，对于无充填墙体沿空留巷而言，尤其如此。到目前为止，前人所研究的无墙体沿空留巷巷内支护已发展为锚梁网索联合支护，巷旁支护有将单体液压支架、型钢及铰接顶梁形成一支护整体的研究成果，但这一研究忽视了底鼓的处理。底鼓是沿空留巷技术十分普遍的现象，几乎所有沿空留巷都有不同程度的底鼓，强烈的底鼓现象减小了巷道断面尺寸、使行人、运输及通风等工作困难，增加了巷道维修费，且影响了工作面的正常安全进行。巷道开挖后，巷道围岩原始应力遭受破坏，应力得以重新分布，并形成集中应力，上覆岩层及两帮的集中应力向底板传递，若集中应力超过底板岩层的极限强度，底板岩体由弹性状态转向塑性状态，底板岩层发生连续剪切破坏，并由应力强度不同程度的弯曲、皱褶、离层等流变现象，沿着底板滑移线挤出，巷道底板向上隆起，巷道断面尺寸减小，影响矿井正常生产。

传统的控制底鼓的方法是反复卧底，此法需要大量的人力、物力，不能从根本上解决底鼓问题。此外，开采动压造成巷道周边岩石的区域性问题，底鼓的发生会引起新的应力分布，进而扩大破碎区域范围，造成新一轮底鼓的发生。受构造应力、返修施工扰动、采动等因素的影响，巷道围岩在内部甚至深部发生破碎，呈现出软岩巷道破坏特征，对于浅埋煤层而言，大区域底鼓的控制可以对留巷顶、底板及两帮的围岩变形进行分析其力学机制及转化，通过两帮与顶板的加强支护实现。这是因为尽管应力扰动对底板造成一定程度的影响，但大部分区域段的底板岩层岩石自身力学强度仍能抵挡住新形成的应力高峰值，因此，只要进行两帮及顶板的加强控制即可减小底板破碎范围和塑性区范围。然而，对于小部分区域，特别是巷旁应力扰动影响最大区域，因过于破碎，岩石自身强度小于巷道扰动后新形成应力高峰。

由于现有用于沿空留巷巷旁支护的装置所采用的型钢几乎没有可缩性能，在采动来压条件下，因基本顶的回转下沉给予的给定变形超过型钢自身强度，型钢弯曲破坏，其辅助支撑及切断顶板功能失效，且基本顶经型钢传递能量以底鼓形式得以释放。

实用新型内容

本实用新型针对上述存在的问题做出改进，即本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于控制沿空留巷底鼓的整体切顶支架，在无墙体沿空留巷配合单体与巷旁可缩性支架强制切顶，并实现巷旁的高阻让压条件下，在采动底板处铺设槽钢，阻止高应力条件下底板受单个单体的钻底破坏，将相邻单个单体铰接成一有效控底整体，从而实现对采动底板的控底目的。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了这样一种防止沿空留巷底鼓的整体切顶支架，包括沿空留巷、铺设槽钢、单体液压支柱、可缩性支架、底座、铰接顶梁，所述槽钢设置在所述沿空留巷的底板内，所述槽钢与所述铰接顶梁之间架设所述单体液压支柱，所述槽钢与采空侧所述单体液压支柱及所述可缩性支架共用所述底座形成链接底座结构。

进一步，所述槽钢上设置有用于安置所述单体液压支柱与所述可缩性支架的缺口。

进一步，所述缺口之间的间距与所述单体液压支柱之间的间距一致，均为0.6m-1.5m。

进一步，所述缺口的总数大于2，且单独两根所述槽钢的相连处必须重叠，所述缺口的尺寸大于所述单体液压支柱与所述可缩性支架共用所述底座的宽厦。

进一步，所述缺口上放置所述单体液压支柱，其上端挂接所述铰接顶梁，所述单体液压支柱的初撑力大于100KN。

本实用新型是对浅埋煤层沿空留巷顶板及两帮的围岩加强控制后，在采动底板靠近采空侧处铺设开有开口的槽钢，之后将靠近采空侧单体液压支柱和切顶支架共穿的底座放置槽钢开口处形成支架控底整体铰接底梁结构，在铰接底梁与顶板间直接架设单体液压支架，并于采空侧铺设可缩性切顶装置，采用传统方法挂上十字铰接顶梁，连接成一条切顶线以实现顶板岩层回转下沉及切顶效果，并将单体液压支架的初撑力设置在100KN以上，拧紧切顶装置螺母以提供预紧力。其中，支柱的排距取值范围为0.6m～1.5m，具体取值由沿空留巷矿压具体显现确定，且应以相邻支柱距离越小，支护强度越大，越有利于底板等围岩的控制为原则进行支架的布置。

本实用新型的有益效果：

本专利所公开的支护装置是由单体液压支柱、巷旁采空区侧可缩性支架、单体与可缩性支架共用底座及槽钢组成。其中，所用可缩性支架由两节U型钢或端部开键槽槽钢形成，作为切顶装置替换现有采空侧支护型钢。该可缩性支架在顶板来压时可以完成一定程度上的让压，并在十字铰接顶梁的连接下与巷内单体液压支柱形成一条切顶线有效地避免了采空侧切顶装置的变形压坏，大量节省了材料，维修工序及费用；共用底座为采空侧单体液压支柱与可缩性支架共穿，有效提高采空侧单体与可缩性支架的稳定性；槽钢至少开有2个比单体液压支柱截面稍大的开口，使槽钢、型钢、单体及可缩性支架形成一个有效地整体控底装置，从而达到控制底鼓的效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型结构布置断面图；

图2为本实用新型的纵向布置示意图；

图3为本实用新型布置俯视图；

图4为本实用新型控底所用开有开口的槽钢结构示意图；

图中：1-沿空留巷；2-槽钢；3-单体液压支柱；4-可缩性支架；5-底座；6-铰接顶梁；7-缺口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1～图4所示为本实用新型的一种实施例，一种防止沿空留巷底鼓的整体切顶支架，其特征为：工作面回采过后，在沿空留巷1的底板内铺设槽钢2，与采空侧单体液压支柱3及可缩性支架4共用底座5形成链接底座结构；槽钢与铰接顶梁6之间架设单体液压支柱3，同时，配合与单体液压支柱3相邻的可缩性支架4，以达到控制底鼓的效果；铺设在采动底板处的槽钢2所开缺口7是用于安置单体液压支柱3与巷旁可缩性支架4所用，形成控底整体结构。铺设在采动底板处的槽钢2所开缺口7的间距与架设的单体液压支架间距一致，取值为0.6m-1.5m，具体间距应由巷道矿压显现特征决定；铺设在采动底板处的槽钢2所开缺口7总数为2个以上，且单独两根槽钢的相连处必须重叠；所开缺口7的尺寸应稍大于用于单体液压支柱3与可缩性支架4共用底座5宽的长度；在槽钢的开口7上放置单体液压支柱3，其上端挂铰接顶梁6，架好支架后应将单体液压支柱3的初撑力设置在100KN以上，以形成巷旁控底整体切顶支架。

现有用于沿空留巷巷旁支护的装置是采用单体液压支柱配合型钢的方法，所采用的型钢几乎没有可缩性能，在采动来压条件下，因基本顶的回转下沉给予的给定变形超过型钢自身强度，型钢弯曲破坏，其辅助支撑及切断顶板功能失效，且基本顶经型钢传递能量以底鼓形式得以释放。为避免影响正常生产需多次卧底，造成材料浪费、费工费时；本专利所公开的支护装置有效解决了这一问题，该装置是由单体液压支柱3、巷旁采空区侧可缩性支架4、单体液压支柱3与可缩性支架4共用底座5及槽钢2组成。其中，所用可缩性支架4由两节U型钢或端部开键槽槽钢形成，作为切顶装置替换现有采空侧支护型钢，该可缩性支架4在顶板来压时可以完成一定程度上的让压，并在十字铰接顶梁的连接下与巷内单体液压支柱3形成一条切顶线有效地避免了采空侧切顶装置的变形压坏，大量节省了材料，维修工序及费用；共用底座5为采空侧单体液压支柱3与可缩性支架4共穿，有效提高采空侧单体液压支柱3与可缩性支架4的稳定性；槽钢2应至少开有2个比单体液压支柱3截面稍大的开口，使槽钢2、型钢、单体液压支柱3及可缩性支架4形成一个有效地整体控底装置，从而达到控制底鼓的效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种防止沿空留巷底鼓的整体切顶支架，其特征在于：包括沿空留巷(1)、铺设槽钢(2)、单体液压支柱(3)、可缩性支架(4)、底座(5)、铰接顶梁(6)，所述槽钢(2)设置在所述沿空留巷(1)的底板内，所述槽钢(2)与所述铰接顶梁(6)之间架设所述单体液压支柱(3)，所述槽钢(2)与采空侧所述单体液压支柱(3)及所述可缩性支架(4)共用所述底座(5)形成链接底座结构。

2.根据权利要求1所述的一种防止沿空留巷底鼓的整体切顶支架，其特征在于：所述槽钢(2)上设置有用于安置所述单体液压支柱(3)与所述可缩性支架(4)的缺口(7)。

3.根据权利要求2所述的一种防止沿空留巷底鼓的整体切顶支架，其特征在于：所述缺口(7)之间的间距与所述单体液压支柱(3)之间的间距一致，均为0.6m-1.5m。

4.根据权利要求2所述的一种防止沿空留巷底鼓的整体切顶支架，其特征在于：所述缺口(7)的总数大于2，且单独两根所述槽钢(2)的相连处必须重叠，所述缺口(7)的尺寸大于所述单体液压支柱(3)与所述可缩性支架(4)共用所述底座(5)的宽度。

5.根据权利要求2所述的一种防止沿空留巷底鼓的整体切顶支架，其特征在于：所述缺口(7)上放置所述单体液压支柱(3)，其上端挂接所述铰接顶梁(6)，所述单体液压支柱(3)的初撑力大于100KN。