CN219034774U - 液压遁甲支架及遁甲挡墙 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种液压遁甲支架，包括：挡梁组件、摆动油缸以及支撑梁组件。本实用新型还公开一种遁甲挡墙，由若干液压遁甲支架拼装而成。本实用新型采用液压遁甲支架支护巷道顶面与充填采空区技术相结合，可有效控制地表塌陷，取消了采面之间的安全煤柱，简化了采煤工艺系统，提高了煤炭回收率，减少采煤新挖掘巷道工程量，降低了矿建综合成本，有效的防治了地质灾害，保护了生态环境。

Description

液压遁甲支架及遁甲挡墙

技术领域

本实用新型涉及煤矿开采技术领域，尤其涉及一种液压遁甲支架及遁甲挡墙。

背景技术

如图1-3所示，传统采煤方法采用掘进进风巷道和回风巷道的双巷布置采煤工作面，如第一工作面中的第一进风巷道1a与第二回风巷道1b，第二工作面中的第二进风巷道2a与第二回风巷道2b。在接续采煤工作面布置过程中，生产工作面3a与接续工作面3b之间留设安全煤柱4，以保护接续采煤工作面巷道掘进施工安全。在此过程中，留设的煤柱宽度一般达到15～25m，不仅造成煤矿开采损失，而且同时掘进巷道的工程量大，生产准备期长。

为解决上述技术问题，本领域技术人员提出采用无煤柱开采，即紧贴采空区保留和维护上一工作面的运输巷或回风巷作为下工作面的回风巷或运输巷，其间不留煤柱，故称为沿空留巷，沿空留巷的支护方式主要有砌体墙法、巷旁充填技术等方法。砌体墙法存在工期较长且无法保证质量的缺点。目前巷旁充填技术大多采用液压单挑或点柱抵挡采空区冒落的矸石，在3m以上的煤层实行沿空留巷时，不仅成本高、施工难度大、工程量大，而且液压单挑或点柱不能有效挡矸，容易倾倒，严重时顶板垮塌危及作业人员人身安全。

除此之外，由于现有的沿空留巷支护方式存在支护阻力、可缩性等力学性能与沿空留巷围岩变形不相适应和机械化程度低等缺点，无法应用于急倾斜煤层的综放开采，无法保证急倾斜煤层进行综放开采过程的安全性。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种液压遁甲支架及遁甲挡墙。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本实用新型采用如下技术方案：

第一方面，本实用新型提供一种液压遁甲支架，包括：挡梁组件以及支撑梁组件；所述挡梁组件包括：挡梁主体、第一调整油缸以及伸缩挡梁，所述伸缩挡梁通过所述第一调整油缸与所述挡梁主体连接，所述伸缩挡梁的顶部形成用于支撑巷道顶面的顶支撑端面；所述挡梁主体其中一侧面向采煤工作面以形成防护板面，另一侧设置与所述挡梁主体铰接的所述支撑梁组件；所述支撑梁组件包括：支撑梁主体、第二调整油缸以及伸缩支撑梁，所述伸缩支撑梁通过所述第二调整油缸与所述支撑梁主体连接，所述伸缩支撑梁的底部形成用于与地面接触的底支撑端面。

进一步的，所述的一种液压遁甲支架，还包括：摆动油缸；所述摆动油缸两端分别与所述挡梁主体及所述支撑梁主体铰接，以使得所述支撑梁组件通过所述摆动油缸与所述挡梁组件相对摆动。

进一步的，所述挡梁主体内部开设第一中空腔，所述第一调整油缸以及所述伸缩挡梁设置于所述第一中空腔内，且所述伸缩挡梁的顶支撑端面自所述第一中空腔的腔口中伸出并抵住巷道顶面。

进一步的，所述支撑梁组件的数量至少为一个；所述伸缩支撑梁包括：底座以及设置在所述底座上的支杆；所述支撑梁主体上开设与所述支杆适配的第二中空腔，所述支杆伸入所述第二中空腔内；所述底座的底部作为所述底支撑端面抵住地面。

进一步的，所述挡梁主体的其中一端设置嵌置凸件，另外一端设置与所述嵌置凸件相适配的容置凹槽。

第二方面，本实用新型还提供一种遁甲挡墙，由若干所述的液压遁甲支架拼装而成，使得各个所述挡梁主体的防护板面拼接为巷道总防护面，各个所述伸缩挡梁的顶支撑端面沿所述液压遁甲支架布置方向排布形成巷道顶面支撑面，各个所述伸缩支撑梁的底支撑端面沿所述液压遁甲支架布置方向排布形成地面辅助支撑面。

进一步的，将各个所述挡梁主体的嵌置凸件嵌入到相邻挡梁主体的容置凹槽内，以拼装形成所述遁甲挡墙。

本实用新型所带来的有益效果：

1.采用液压遁甲支架组装为遁甲挡墙进行支护的沿空留巷方式，构建了紧密且稳定的挡矸面，有效避免矸石掉落至巷内，保证了安全的生产环境；

2.液压遁甲支架的结构设计具有可依据实际巷道情况调节受力结构的优点，使得支护结构与巷道环境更加贴合，进而保证整体结构的支护稳定性，且本实用新型结构设计使得遁甲挡墙不再受限于煤层高度，可应用于煤层高度范围更高的开采环境中；

3.采用液压遁甲支架组装为遁甲挡墙进行支护，具有安装布置方式简单的优势，不仅成本低，施工量小，而且便于在开采完成后快速拆卸并布置于下一开采面，可重复搬迁使用的特点在节省新挖掘巷道的人工成本的同时也降低了支护材料的投入成本，还可提升开采效率；

4.简化了采煤工艺系统，省去接续工作面与生产工作面之间安全煤柱，提高了煤炭资源回收率，由液压遁甲支架拼装的遁甲挡墙与空区充填相结合，可有效防治地质灾害，保护了生态环境；

5.本实用新型液压遁甲支架组装为遁甲挡墙进行支护，可应用于急倾斜煤层的地表塌陷治理，有效防止煤层或矸石大面积垮落，还可根据支护处的空间环境调节支护角度，适应不同的支护需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为现有倾斜煤层工作面接续布置示意图；

图2为现有倾斜煤层工作面采空区剖视示意图；

图3为现有水平煤层工作面接续布置示意图；

图4为本实用新型急倾斜采煤工作面布置示意图；

图5为本实用新型急倾斜采煤工作面的采空区利用遁甲挡墙进行沿空留巷支护的示意图；

图6为本实用新型急倾斜采煤工作面布置剖视示意图；

图7为本实用新型急倾斜采煤工作面布置俯视示意图；

图8为本实用新型急倾斜采煤工作面沿空留巷支护俯视示意图；

图9为本实用新型液压遁甲支架的结构示意图；

图10为本实用新型伸缩挡梁的结构示意图；

图11为图10的E-E向视图；

图12为本实用新型挡梁主体的结构示意图；

图13为图12的F-F向视图；

图14为图12的H-H向视图；

图15为本实用新型支撑梁主体的结构示意图；

图16为图15的I-I向视图；

图17为图15的K-K向视图；

图18为本实用新型伸缩支撑梁的结构示意图；

图19为图18的L-L向视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。应当明确，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图5、9所示，在一些说明性的实施例中，提供一种液压遁甲支架8，包括：挡梁组件1、支撑梁组件2以及摆动油缸3。

挡梁组件1与支撑梁组件2铰接，两者组成交叉形式的支护结构，其中，挡梁组件1起到支护作用，支撑梁组件2用于支撑挡梁组件1保持稳定。摆动油缸3的两端分别与挡梁组件1及支撑梁组件2铰接，使得摆动油缸3伸缩时可调整挡梁组件1与支撑梁组件2的开合角度，不仅使得挡梁组件1、支撑梁组件2以及摆动油缸3三者组成稳定的三角形结构，而且还可保证整体结构稳定的前提下，实现结构可调，以适应不同的支护需求。

如图5-14所示，挡梁组件1包括：挡梁主体101、第一调整油缸102以及伸缩挡梁103。

挡梁主体101内部开设第一中空腔，第一调整油缸102以及伸缩挡梁103设置于第一中空腔内。第一调整油缸102的作用是当其自身进行伸缩运动时可将伸缩挡梁103自挡梁主体101内推出，或将伸缩挡梁103拉回挡梁主体101内，以此实现挡梁组件1整体长度的延长和缩短，达到挡梁组件1长度可调的目的。

挡梁组件1内各构件的具体连接方式如下：

伸缩挡梁103通过第一调整油缸102与挡梁主体101连接，以此实现挡梁主体101与伸缩挡梁103的相对移动。具体的，第一调整油缸102的固定端与挡梁主体101上的第一耳座4a连接，第一调整油缸102的动作端与伸缩挡梁103上的第二耳座4b连接，第二耳座4b既可以设置在伸缩挡梁103的底部，也可以设置在伸缩挡梁103的梁身上。伸缩挡梁103的顶部形成用于支撑巷道顶面6的顶支撑端面1031，实际应用时，第一调整油缸102以第一耳座4a为支撑点，推动伸缩挡梁103自第一中空腔的腔口中伸出，使得顶支撑端面1031伸出后抵住巷道顶面6。

挡梁主体101整体为中空的板状结构。挡梁主体101其中一侧表面面向采煤工作面以形成防护板面1011，另一侧表面设置第三耳座4c及第四耳座4d，第三耳座4c用于与支撑梁组件2铰接，第四耳座4d用于与摆动油缸3的固定端铰接。摆动油缸3以第四耳座4d为支点进行伸缩，推动伸缩支撑梁203以第三耳座4c为铰接点摆动，从而调整挡梁组件1与支撑梁组件2的开合角度。

如图15-19所示，支撑梁组件2包括：支撑梁主体201、第二调整油缸202以及伸缩支撑梁203。

其中，支撑梁组件2的数量至少为一个。具体实施时，可以在挡梁组件1后侧表面只配备一个支撑梁组件2，此时可将支撑梁主体201设计为板状结构，以保证稳定性。同时，也可为增加稳定性和可调节性而配备多个支撑梁组件2，进而提升与采煤环境的匹配性。

伸缩支撑梁203包括：底座2031以及设置在底座2031上的支杆2032，其中，支杆2032的数量至少为一个，下面本实施例以两个支杆为例进行说明。

支撑梁主体201上开设与两个支杆2032适配的两个第二中空腔，两个支杆2032分别伸入两个第二中空腔内。第二调整油缸202两端分别与支撑梁主体201及底座2031连接。第二调整油缸202的作用是当其自身进行伸缩运动时推动/拉回伸缩挡梁103，以此实现支撑梁组件2整体长度的延长和缩短，达到支撑梁组件2长度可调的目的。

支撑梁组件2内各构件的具体连接方式如下：

支撑梁主体201通过第二调整油缸202与伸缩支撑梁203连接，以此实现支撑梁主体201与伸缩支撑梁203的相对移动。具体的，第二调整油缸202的固定端与支撑梁主体201上的第五耳座4e连接，第二调整油缸202的动作端与底座2031上的第六耳座4f连接。底座2031的底部作为支撑梁组件2的底支撑端面2033抵住地面，实际应用时，第二调整油缸202推动伸缩支撑梁203从支撑梁主体201内伸出，底座2031与地面接触做辅助支撑。

支撑梁主体201上设置第七耳座4g，支撑梁主体201与挡梁主体101通过第七耳座4g与挡梁主体101上的第三耳座4c铰接在一起。支撑梁主体201上还设置第八耳座4h，摆动油缸3的动作端与第八耳座4h铰接，挡梁组件1通过摆动油缸3实现与支撑梁组件2的相对摆动。

上述结构设计使得摆动油缸3链接挡梁组件1和支撑梁组件2，整体构成稳定机构，形成强大支撑力支撑巷道5，顶支撑端面1031抵住巷道顶面6，底支撑端面2033抵住地面，可有效防止巷道顶面6垮塌，提高巷道顶面6的稳定性和安全性。

挡梁主体101的其中一端设置嵌置凸件104，另外一端设置与嵌置凸件104相适配的容置凹槽105，从而使得多个液压遁甲支架可拼装为一体，拼装时只需将挡梁主体的嵌置凸件104嵌入到相邻挡梁主体的容置凹槽105内即可，不仅安装方式简单，而且拼接后结构稳定。

在一些说明性的实施例中，如图6-9所示，提供一种遁甲挡墙9，其由若干液压遁甲支架8拼装而成。具体的，将各个挡梁主体101的嵌置凸件104嵌入到相邻挡梁主体101的容置凹槽105内，以拼装形成遁甲挡墙9。拼装完成后，各个挡梁主体101的防护板面1011拼接为巷道总防护面，各个伸缩挡梁103的顶支撑端面1031沿液压遁甲支架布置方向排布形成巷道顶面支撑面，各个伸缩支撑梁203的底支撑端面2033沿液压遁甲支架布置方向排布形成地面辅助支撑面。

实际操作时，采煤工作面7的巷道5内，在靠近采煤工作面7的一侧，安装液压遁甲支架8，液压遁甲支架8内的第一调整油缸102以第一耳座4a为支撑点，推动伸缩挡梁103伸出，支撑巷道5的巷道顶面6上。摆动油缸3以第四耳座4d为支点进行伸缩，推动伸缩支撑梁203以第三耳座4c为铰接点摆动。第二调整油缸202以第五耳座4e为支撑点推动伸缩支撑梁203从支撑梁主体201内伸出，底座2031与地面接触做辅助支撑。

随着采煤工作面7向前推进过程中，沿采煤工作面7的推进方向，在巷道5内，以同样的安装方法逐次排列安装液压遁甲支架8。在安装过程中，液压遁甲支架8的挡梁主体101的容置凹槽105，镶嵌上一个液压遁甲支架8的挡梁主体101的嵌置凸件104上，相邻的两个液压遁甲支架8之间做到无缝拼装，构成遁甲挡墙9，进而构建了完全无缝的挡矸墙形成阻挡面，有助于采空区充填砂石骨料及其凝固，防止顶底板塌陷与冒落，有效的防治了地质灾害，保护了生态环境。

遁甲挡墙9将采煤工作面7分成采空区11和沿空留巷巷道12两部分，随着采煤工作面7向前推进，煤炭开采结束，在采煤工作面7的后方形成沿空留巷巷道12，作为下一个接续采煤工作面使用，至此完成了一次沿空留巷，以相同的方式进行下一次的沿空留巷即可。

液压遁甲支架8及遁甲挡墙9的结构设计可实现拆卸重复使用，安装速度快，效率高，降低了支护材料投入及巷道综合成本。

如图4-9所示，在图4中，采煤工作面7位于煤层顶板15与煤层顶板16之间，巷道5内具有巷道帮17与巷道底18。利用液压遁甲支架8及遁甲挡墙9进行沿空留巷的方式包括如下步骤：

首先，在工作面巷道顶面设置锚索13和锚杆14对其进行辅助支护。具体的，在开采煤层内，沿着煤层的走向施工宽度为B的巷道5，巷道5的巷道顶面6采用锚索13和锚杆14组合支护。

然后，在靠近采煤工作面7的一侧，沿工作面推进方向依次布置液压遁甲支架8以形成遁甲挡墙9。在布置液压遁甲支架8时，使得液压遁甲支架8的防护板面1011面向采煤工作面7，同时调整液压遁甲支架的挡梁组件1的长度，使得液压遁甲支架的顶支撑端面1031抵住巷道顶面6，同时调整支撑梁组件2的长度，使得支撑梁组件的底支撑端面2033抵住地面，同时通过摆动油缸3调整挡梁组件1与支撑梁组件2的夹角，以使得液压遁甲支架8贴合于巷道内的周围岩石。

在安装过程中，当一个液压遁甲支架8布置完毕后，下一个液压遁甲支架8的挡梁主体101的容置凹槽105，镶嵌上一个液压遁甲支架8的挡梁主体101的嵌置凸件104上，相邻的两个液压遁甲支架8之间通过上述方式进行拼装，最终构成遁甲挡墙9。

遁甲挡墙9将采煤工作面7分成采空区11和沿空留巷巷道12两部分，随着采煤工作面7向前推进，煤炭开采结束，在采煤工作面7的后方形成沿空留巷巷道12，作为下一个接续采煤工作面使用，至此完成了一次沿空留巷。其中，倾斜煤层留运输巷，近水平煤层既可以留运输巷也可以留回风巷，也可以两个巷道同时留巷。

在采空区11内充填物料。

当前工作面采煤完成后，将沿空留巷巷道12作为下一个采煤工作面开釆的巷通道，并将液压遁甲支架8沿下一个采煤工作面进行布置，形成新的遁甲挡墙，以相同的方式进行下一次的沿空留巷。

在工作面向前推进过程中，沿工作面巷道内布置安装液压遁甲支架8以支撑巷道顶面6，液压遁甲支架8构建了无缝的挡矸墙，有效避免矸石冒落涌至巷道内，提高了采面的整体安全性。而且，接续工作面只施工一条巷道5，与沿空留巷巷道12构成新的采面系统，简化了采煤工艺系统，减少了采煤新挖掘巷道工程量，降低了矿建综合成本。同时取消了采面之间的安全煤柱，提高了煤炭回收率，减少了采煤新挖掘巷道工程量。

同时遁甲挡墙9将采煤工作面分成两个部分，一部分为采空区，另一部分保留巷道作为接续工作面巷道重复使用，使开釆方向后方的采空区形成沿空留巷巷道12，该采煤工作面回釆完成后，完成了一次沿空留巷，以相同方式进行下一次的沿空留巷即可。

采用液压遁甲支架支护巷道顶面与充填采空区技术相结合，可有效控制地表塌陷，有效防治地质灾害，保护生态环境。除此之外，采用液压遁甲支架的支护沿空留巷方式还可用于急倾斜煤层的地表塌陷治理。目前，对急倾斜煤层进行综放开采过程中，由于顶煤及顶板不同于缓倾斜煤层，容易大面积垮落并诱发采空区积聚气体的突然冲击，导致地表塌陷，因而开采过程中控顶支护至关重要。本实用新型遁甲挡墙构成巷道总防护面及巷道顶面支撑面，再往采空区内填充碎石填料后，能有效防止煤层或矸石大面积垮落，还可根据支护处的空间环境调节支护角度，适应不同的支护需求。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种液压遁甲支架，其特征在于，包括：挡梁组件以及支撑梁组件；

所述挡梁组件包括：挡梁主体、第一调整油缸以及伸缩挡梁，所述伸缩挡梁通过所述第一调整油缸与所述挡梁主体连接，所述伸缩挡梁的顶部形成用于支撑巷道顶面的顶支撑端面；

所述挡梁主体其中一侧面向采煤工作面以形成防护板面，另一侧设置与所述挡梁主体铰接的所述支撑梁组件；

所述支撑梁组件包括：支撑梁主体、第二调整油缸以及伸缩支撑梁，所述伸缩支撑梁通过所述第二调整油缸与所述支撑梁主体连接，所述伸缩支撑梁的底部形成用于与地面接触的底支撑端面。

2.根据权利要求1所述的一种液压遁甲支架，其特征在于，还包括：摆动油缸；所述摆动油缸两端分别与所述挡梁主体及所述支撑梁主体铰接，以使得所述支撑梁组件通过所述摆动油缸与所述挡梁组件相对摆动。

3.根据权利要求2所述的一种液压遁甲支架，其特征在于，所述挡梁主体内部开设第一中空腔，所述第一调整油缸以及所述伸缩挡梁设置于所述第一中空腔内，且所述伸缩挡梁的顶支撑端面自所述第一中空腔的腔口中伸出并抵住巷道顶面。

4.根据权利要求3所述的一种液压遁甲支架，其特征在于，所述支撑梁组件的数量至少为一个；所述伸缩支撑梁包括：底座以及设置在所述底座上的支杆；所述支撑梁主体上开设与所述支杆适配的第二中空腔，所述支杆伸入所述第二中空腔内；所述底座的底部作为所述底支撑端面抵住地面。

5.根据权利要求4所述的一种液压遁甲支架，其特征在于，所述挡梁主体的其中一端设置嵌置凸件，另外一端设置与所述嵌置凸件相适配的容置凹槽。

6.一种遁甲挡墙，其特征在于，由若干如权利要求1-5任一项所述的液压遁甲支架拼装而成，使得各个所述挡梁主体的防护板面拼接为巷道总防护面，各个所述伸缩挡梁的顶支撑端面沿所述液压遁甲支架布置方向排布形成巷道顶面支撑面，各个所述伸缩支撑梁的底支撑端面沿所述液压遁甲支架布置方向排布形成地面辅助支撑面。

7.根据权利要求6所述一种遁甲挡墙，其特征在于，将各个所述挡梁主体的嵌置凸件嵌入到相邻挡梁主体的容置凹槽内，以拼装形成所述遁甲挡墙。

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