CN207111150U - 一种煤矿井下巷道支护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于采矿机械的技术领域，具体的涉及一种煤矿井下巷道支护装置。该种煤矿井下巷道支护装置，包括至少三个顶梁，顶梁之间通过伸缩杆连接在一起，其中伸缩杆位于相邻两个顶梁之间的部位处均设有锁紧装置；所述顶梁之间所形成的上表面固定连接有弹性防护网罩；在每个顶梁两端的端部分别经由过渡套平滑连接有梁腿。该支护装置具有双向可缩性能，能同时适应巷道顶底板及两帮的变形移动；结构简单，易于加工制造；具有抗侧压、稳定性好的特点；改善了现有巷道的支护状况，减少了巷道维修量、降低了巷道支护费用。

Description

一种煤矿井下巷道支护装置

技术领域

本实用新型属于采矿机械的技术领域，具体的涉及一种煤矿井下巷道支护装置。

背景技术

在进行煤矿井下巷道的掘进开采时，如果不能及时进行井下巷道的支护，那么就可能使井下巷道的围岩出现变形、位移以及破坏等问题，进而无法确保井下巷道掘进施工能够顺利、安全的开展下去。井下巷道的掘进施工需要考虑到地质构造、掘进设备、掘进工艺、掘进速度，同时还需要考虑到施工速度、施工组织管理以及施工人员素质等多个方面的问题，因此属于系统、复杂的工程。针对当前的井下生产而言，如何做好井下巷道的支护控制成为必须解决的问题之一。

据统计我国煤矿回采巷道围岩条件比较稳定的只占17 %左右，其余均处于中等稳定或不稳定围岩条件下。可见80 % 以上的煤矿井下巷道需采用支架支护。而我国目前绝大部分仍采用工字钢梯形刚性支架支护，刚性支架不适应围岩的变形移动，又无力阻止围岩的变形， 难以避免因超载支护而造成变形和破坏。一般3个月以后，支架完好率只有38.5%，现采用的支护支架变形严重，巷道不能正常使用。

通过对支护支架变形破坏的观察，其压力显现主要表现为柱腿向巷道里侧弯曲，巷道支架宽度变窄，拱顶上升，底鼓，巷道断面减小，经分析，支架承受的主应力是巷道两边的侧向应力，其次为巷道的垂直应力。随着矿井开采深度的增加，巷道围岩压力加大时，巷道两侧压力先作用在支架柱腿上，支架柱腿受到挤压逐渐向巷道中间发生位移变形，并向巷道空间内弯曲，巷道两边移近量逐渐加大，巷道宽度减小；同时随着支架柱腿受到挤压并逐渐向巷道空间发生位移变形，当支架柱腿受力时，带动支架顶梁受力，由于现采用的支架每个均独立存在，并且没有可缩性，顶部围岩弱面首先被挤压破碎，由于支架顶上有空间，顶部向上移动，形成三角形而破坏。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述存在的缺陷而提供一种煤矿井下巷道支护装置，该支护装置具有双向可缩性能，能同时适应巷道顶部及两边的变形移动；结构简单，易于加工制造；具有抗侧压、稳定性好的特点；改善了现有巷道的支护状况，减少了巷道维修量、降低了巷道支护费用。

本实用新型的技术方案为：一种煤矿井下巷道支护装置，包括至少三个顶梁，顶梁之间通过伸缩杆连接在一起，其中伸缩杆位于相邻两个顶梁之间的部位处均设有锁紧装置；所述顶梁之间所形成的上表面固定连接有弹性防护网罩；在每个顶梁两端的端部分别经由过渡套平滑连接有梁腿，其中顶梁为弧状，弧度为5/6∏～8/9∏，梁腿与水平方向的夹角为75°～80°；所述过渡套分为位于顶梁端部的滑移段和位于梁腿的摩擦段，其中过渡套摩擦段的内部安装有对称的两个摩擦块，在过渡套摩擦段的外部设有与两个摩擦块相匹配的紧固螺钉。

所述梁腿的底部安装有垫板，垫板的设计可以加大梁腿的支撑力度。

所述垫板为等腰梯形钢板，等腰梯形钢板可以使得梁腿的架设更加稳固，同时对巷道两边的侧向应力起到一定的抗压作用。

所述弹性防护网罩为镀锌钢丝网。

所述镀锌钢丝网的网孔为12.7mm。

所述锁紧装置包括套接固定于伸缩杆内管的固定套，该固定套一端端部设有外径介于伸缩杆外管内外径之间的阻挡块Ⅰ，该阻挡块Ⅰ上设有偏心柱，偏心柱的另一端设有外径介于伸缩杆外管内外径之间的阻挡块Ⅱ；所述偏心柱外周套接有胀紧套。

本实用新型的有益效果为：本实用新型所述煤矿井下巷道支护装置，包括至少三个顶梁，顶梁之间通过伸缩杆连接在一起，其中伸缩杆位于相邻两个顶梁之间的部位处均设有锁紧装置。该设计将至少三个顶梁通过伸缩杆连接于一起作为一个整体支护单元，较之单个顶梁支撑，可以扩大支撑面积，由一个个独立的受力线变成一个个整体的受力面，分散巷道顶部所给压力，避免集中应力于一个顶梁，这样既保证了巷道的支撑保护，又能最大限度的适应巷道变形，保持支护装置的完好性能。

所述顶梁之间所形成的上表面固定连接有弹性防护网罩。弹性防护网罩可以使巷道受压时两边碎煤流出，形成自然卸压，既能很好的起到巷道支护作用，又能减小巷道侧压，缓解该支护装置中梁腿的压力。

在每个顶梁两端的端部分别经由过渡套平滑连接有梁腿，其中顶梁为弧状，弧度为5/6∏～8/9∏，根据应力试验测得，在该弧度范围内顶梁的承受应力值达到高峰；梁腿与水平方向的夹角为75°～80°，梁腿设计为倾斜状，当梁腿受到挤压逐渐向巷道中间发生位移时，梁腿向巷道中间就有了一定量的变形预留空间，从而增大了梁腿的抗侧压强度；并且经过测试在该倾斜角度范围内，梁腿的抗侧压强度达到高峰值。同时弧状的顶梁与倾斜状的梁腿经由过渡套平滑连接配合，一是减少了应力集中点，进一步增大了支护装置的抗侧压强度；二是使得梁腿具有一个向外的弧度，产生了一定的预应力效果，从而增大了支架的抗侧压强度。

所述过渡套分为位于顶梁端部的滑移段和位于梁腿的摩擦段，其中过渡套摩擦段的内部安装有对称的两个摩擦块，在过渡套摩擦段的外部设有与两个摩擦块相匹配的紧固螺钉。过渡套既可提供可缩空间，又可提供可缩阻力，摩擦段提供工作阻力，滑移段提供可缩量。在顶梁的压力作用下，过渡套滑移段会发生下滑，顶梁随之下沉，实现了支护装置的垂直可缩，过渡套摩擦段通过摩擦块和紧固螺钉紧固在梁腿上，在巷道侧向压力作用下，梁腿推动过渡套沿顶梁向巷内滑动, 实现了支护装置的侧向可缩。过渡套摩擦段内的摩擦块分别与梁腿两侧吻合接触，通过力矩板手扭动紧固螺钉，使两个摩擦块夹紧梁腿，产生摩擦阻力，在巷道顶压作用下，克服其摩擦阻力而滑动，从而提供一定的侧向工作阻力和可缩量。工作阻力大小由紧固螺钉的拧紧力矩大小来调节。

经过统计，该煤矿井下巷道支护装置的完好率为96 %，损坏率不足1%。而现有刚性支架的完好率仅为65 %，损坏率高达23 %。

综上所述，本实用新型的煤矿井下巷道支护装置不仅具备一定柔性，而且拥有一定刚性的支护结构，可以很好的缓解巷道变形和位移的问题，同时也有利于巷道空间完整性的整体保持，避免出现大幅度的返修。同时可以对巷道释压和让压之间起到协调作用，增加巷道支护装置本身的强度，让巷道在允许的范围内进行适当的变形，同时进行巷道的释压，达到支护装置对巷道进行支护效果强化的目的。

附图说明

图1 为本实用新型具体实施方式中煤矿井下巷道支护装置的结构示意图。

图2为本实用新型具体实施方式中锁紧装置的结构示意图。

其中，1为顶梁，2为伸缩杆，3为锁紧装置，4为弹性防护网罩，5为过渡套，6为梁腿，7为摩擦块，8为紧固螺钉，9为垫板，10为固定套，11为阻挡块Ⅰ，12为偏心柱，13为阻挡块Ⅱ，14为胀紧套。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细的说明。

从图中可以看出，本实用新型所述的煤矿井下巷道支护装置，包括三个顶梁1，顶梁1之间通过伸缩杆2连接在一起，其中伸缩杆2位于相邻两个顶梁1之间的部位处均设有锁紧装置3；所述顶梁1之间所形成的上表面固定连接有弹性防护网罩4，该弹性防护网罩4可以通过尼龙绳分别系在三个顶梁1上以及起连接作用的伸缩杆2上，从而固定连接在三个顶梁1所形成的上表面上；所述弹性防护网罩4为镀锌钢丝网；镀锌钢丝网的网孔为12.7mm。

在每个顶梁1两端的端部分别经由过渡套5平滑连接有梁腿6，其中顶梁1为弧状，弧度为5/6∏～8/9∏，梁腿6与水平方向的夹角为75°～80°；所述过渡套5分为位于顶梁1端部的滑移段和位于梁腿6的摩擦段，其中过渡套5摩擦段的内部安装有对称的两个摩擦块7，在过渡套5摩擦段的外部设有与两个摩擦块7相匹配的紧固螺钉8。

所述梁腿6的底部安装有垫板9，垫板9的设计可以加大梁腿6的支撑力度。所述垫板9为等腰梯形钢板，等腰梯形钢板可以使得梁腿6的架设更加稳固，同时对巷道两边的侧向应力起到一定的抗压作用。

所述锁紧装置3包括套接固定于伸缩杆2内管的固定套10，该固定套10一端端部设有外径介于伸缩杆2外管内外径之间的阻挡块Ⅰ11，该阻挡块Ⅰ11上设有偏心柱12，偏心柱12的另一端设有外径介于伸缩杆2外管内外径之间的阻挡块Ⅱ13；所述偏心柱12外周套接有胀紧套14。

Claims (6)

1.一种煤矿井下巷道支护装置，其特征在于，包括至少三个顶梁，顶梁之间通过伸缩杆连接在一起，其中伸缩杆位于相邻两个顶梁之间的部位处均设有锁紧装置；所述顶梁之间所形成的上表面固定连接有弹性防护网罩；在每个顶梁两端的端部分别经由过渡套平滑连接有梁腿，其中顶梁为弧状，弧度为5/6∏～8/9∏，梁腿与水平方向的夹角为75°～80°；所述过渡套分为位于顶梁端部的滑移段和位于梁腿的摩擦段，其中过渡套摩擦段的内部安装有对称的两个摩擦块，在过渡套摩擦段的外部设有与两个摩擦块相匹配的紧固螺钉。

2.根据权利要求1所述煤矿井下巷道支护装置，其特征在于，所述梁腿的底部安装有垫板。

3.根据权利要求2所述煤矿井下巷道支护装置，其特征在于，所述垫板为等腰梯形钢板。

4.根据权利要求1所述煤矿井下巷道支护装置，其特征在于，所述弹性防护网罩为镀锌钢丝网。

5.根据权利要求4所述煤矿井下巷道支护装置，其特征在于，所述镀锌钢丝网的网孔为12.7mm。

6.根据权利要求1所述煤矿井下巷道支护装置，其特征在于，所述锁紧装置包括套接固定于伸缩杆内管的固定套，该固定套一端端部设有外径介于伸缩杆外管内外径之间的阻挡块Ⅰ，该阻挡块Ⅰ上设有偏心柱，偏心柱的另一端设有外径介于伸缩杆外管内外径之间的阻挡块Ⅱ；所述偏心柱外周套接有胀紧套。