采煤工作面切眼支护结构及其支护方法

采煤工作面切眼支护结构及其支护方法
【专利摘要】本发明涉及煤矿综采工作面的支护，具体是一种采煤工作面切眼支护结构及其支护方法。包括棚腿、棚梁、直梁、支柱，其特征在于，棚腿由直段和弯曲的弧段组成，包括左棚腿、可撤棚腿、右棚腿；棚梁由直段和弯曲的弧段组成，包括左棚梁、可撤棚梁、右棚梁；直梁包括左直梁和右直梁；左棚腿与左棚梁、右棚腿与右棚梁分别通过弧段搭接，左棚梁的直段与左直梁的一端搭接，左直梁的另一端与右直梁一端搭接，右直梁的另一端与右棚梁的直段搭接，左直梁、右直梁下方均设有支柱；所述左棚腿、左棚梁、左直梁、右直梁、右棚梁、右棚腿构成双心平顶拱支架结构。本发明优点：切眼掘进、扩面一次性施工，支护环节简化，安全系数高，可提高工效、降低支护成本。
【专利说明】采煤工作面切眼支护结构及其支护方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及煤矿开采综采工作面的支护，具体是一种采煤工作面切眼支护结构及其支护方法。
技术背景
[0002]目前，综合机械化回采工艺得到了普遍推广和应用，综采工作面切眼的安装准备是工作面回采的重要环节，也是安全管理的重点。现有方法是(参见图1、图2):掘进工作面上风下运到位后，按照正常施工方法采用金属拱形支架11掘进切眼，切眼与上风或下运贯通后，进行安装前的准备工作，首先进行加补大板12，大板12长度3.8米，在拱形支架棚梁之间一梁三柱形式进行加补。全切眼加补大板12完成之后，在进行扩面作业，扩面时采用3.6m方木13做梁配合2.5m或2.8m单体液压支柱8,—板四柱支护,扩面深度2400mm到2800mm，最终将采面扩到7m宽。
[0003]上述先掘进再加补扩面的支护方式存在以下问题:
①环节复杂，切眼一次掘完后，还需要加补大板和扩面两步工作；
②安全系数低，工作面切眼在第一次掘进中，已经发生破坏移动，在扩面中继续进行放炮作业，容易造成顶板破碎，易发冒顶事故；
③工作效率低，工期长，按照80米工作面切眼长度计算，掘进、加补、扩帮需要大约25-30天时间，时间夸度大，容易造成大板破损变形，在此情况下，需要再次加强支护；
④支护成本高，采面切眼加补扩帮均需要3.6米或3.8米方木进行支护，且投入使用后，无法进行回收，仅方木投入就需要120m3，费用10万余元。


【发明内容】

[0004]本发明要解决的技术问题是，提供一种安装使用环节简单、安全系数高、工作效率高且支护成本低的一种采煤工作面切眼支护结构及其支护方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
一种采煤工作面切眼支护结构，包括棚腿、棚梁、直梁、支柱，所述棚腿由直段和弯曲的弧段组成，包括左棚腿、可撤棚腿、右棚腿；所述棚梁由直段和弯曲的弧段组成，包括左棚梁、可撤棚梁、右棚梁；所述直梁包括左直梁和右直梁；所述左棚腿与左棚梁、右棚腿与右棚梁分别通过弧段搭接，左棚梁的直段与左直梁的一端搭接，左直梁的另一端与右直梁一端搭接，右直梁的另一端与右棚梁的直段搭接，左直梁、右直梁下方均设有支柱；所述左棚腿、左棚梁、左直梁、右直梁、右棚梁、右棚腿构成双心平顶拱支架结构。
[0006]上述双心平顶拱支护结构的支护方法，按以下步骤进行:
a.采用由下向上掘进或由上向下掘进，将左棚腿与左棚梁、可撤棚腿与可撤棚梁的弯曲弧段分别搭接，用卡缆对搭接处进行固定；
b.左棚梁、可撤棚梁的直段上部分别搭接左直梁，左直梁下部通过托梁用支柱支护?’左棚腿、左棚梁、左直梁、可撤棚梁、可撤棚腿配合托梁及支柱形成双心平顶拱的左半部分； C.掘进至5-10米时，进行掘进剩余扩面，左直梁的右端搭接右直梁，并利用卡缆将左直梁、右直梁的搭接处进行固定；将右棚梁、右棚腿的弧段相搭接、固定，再将右棚梁与右直梁用卡缆连接、固定；
d.掘进至15m时，撤下可撤棚腿和可撤棚梁，在右直梁下部通过托梁用支柱支护。
[0007]采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其有益效果是:
①支护环节简化，掘进工作面上风下运到位后，切眼掘进、扩面可一次性施工、完成。
[0008]②安全系数明显提高，由于切眼掘进与扩面同步实施，避免了工作面顶板的二次破坏，在顶板管理上提高了安全操作性。
[0009]③工作效率高，这种支护结构简化了原来支架间的加补大板的过程，同时，也简化了原来扩面的煤炭运输时间，工作效率得到大幅度提高，按照80米工作面切眼长度计算，掘进扩面时间为15-18天，工作效率较原来做法提高40%。
[0010]④支护成本大幅度降低，这种支护方式避免了加补大板环节，仅此一项可减少坑木投入120m3，同时，在工时利用上可节省用工260个，综合降低成本15万元。
[0011]作为优选，本发明更进一步的技术方案是:
所述左棚腿和所述右棚腿的直段分别长800mm、弯曲的弧段分别长1535mm。
[0012]所述左棚梁和所述右棚梁的直段分别长400mm、弯曲的弧段分别长1535mm。
[0013]所述左直梁与右直梁的长度分别为2400mm，左直梁与右直梁相搭接的长度为700mmo
[0014]所述支柱为单体液压支柱。
[0015]每四架由所述左棚腿、左棚梁、左直梁、右直梁、右棚梁、右棚腿构成的双心平顶拱支架之间，设置有两根并列的托梁，一根托梁位于左直梁与其下部支柱之间，另一根托梁则位于右直梁与其下部支柱之间。

【专利附图】

【附图说明】
[0016]图1是现有技术中切眼变板支护结构示意图。
[0017]图2是图1的俯视图。
[0018]图3是本发明实施例结构示意图。
[0019]图4是双心平顶拱左半部分支护示意图。
[0020]图5是图4的俯视图。
[0021]图6是双心平顶拱支架支护完成后的结构示意图。
[0022]图7是图6的俯视图。
[0023]【专利附图】

【附图说明】:1 一左棚腿；2 —左棚梁；3 —左直梁；4 一可撤棚梁；5 —右直梁；6 —可撤棚腿；7 —托梁；8 —单体液压支柱；9 一右棚梁；10 —右棚腿；11 一拱形支架；12 —大板；13 —方木。

【具体实施方式】
[0024]下面结合实施例对本发明作进一步说明，目的仅在于更好地理本
【发明内容】
。
[0025]参见图3，实施例给出的采煤工作面切眼支护结构，包括棚腿、棚梁、直梁、支柱，棚腿由直段和弯曲的弧段组成，包括左棚腿1、可撤棚腿6、右棚腿10 ;棚梁由直段和弯曲的弧段组成，包括左棚梁2、可撤棚梁4、右棚梁9 ;直梁包括左直梁3和右直梁5 ;左棚腿I与左棚梁2、右棚腿10与右棚梁9分别通过弧段搭接，左棚梁2的直段与左直梁3的一端搭接，左直梁3的另一端与右直梁5 —端搭接，右直梁5的另一端与右棚梁9的直段搭接，左直梁
3、右直梁5下方均设有单体液压支柱8 ;左棚腿1、左棚梁2、左直梁3、右直梁5、右棚梁9、右棚腿10构成双心平顶拱支架结构。
[0026]本实施例中，左棚腿I和右棚腿10的直段分别长800mm、弯曲的弧段分别长1535mm0
[0027]本实施例中，左棚梁2和右棚梁9的直段分别长400mm、弯曲的弧段分别长1535mm0
[0028]本实施例中，左直梁3与右直梁5的长度分别为2400_，左直梁3与右直梁5相搭接的长度为700mm。
[0029]本实施例中，每四架双心平顶拱支架之间，设置有两根并列的托梁7，托梁7采用^型钢，一根托梁7位于左直梁3与其下部单体液压支柱8之间，另一根托梁7则位于右直梁5与其下部单体液压支柱8之间。
[0030]参见图4-图7，上述双心平顶拱支护结构的支护方法，具体步骤如下:
①采用由下向上掘进或由上向下掘进，将左棚腿1、左棚梁2，可撤棚腿6、可撤棚梁4的弯曲的弧段分别相搭接，用卡缆对搭接处进行固定；
②左棚梁2、右棚梁9的直段上部搭接左直梁3，左直梁3下用π型钢作为托梁7，托梁7下利用单体液压支柱8做支护；左棚腿1、左棚梁2、左直梁3、可撤棚梁4、可撤棚腿6配合托梁7及单体液压支柱8形成双心平顶拱的左半部分；
③掘进至5-10米时，进行掘进剩余扩面，左直梁3的右端搭接右直梁5，并利用卡缆将左直梁3、右直梁5的搭接处进行固定；将右棚梁9、右棚腿10的弧段相搭接、固定，再将搭接好的右棚梁9、右棚腿10与右直梁5用卡缆连接、固定；
④掘进至15m时，撤下可撤棚腿6、可撤棚梁4，在右直梁5下用π型钢作为托梁7，托梁7下利用单体液压支柱8做支护。
【权利要求】
1.一种采煤工作面切眼支护结构，包括棚腿、棚梁、直梁、支柱，其特征在于，所述棚腿由直段和弯曲的弧段组成，包括左棚腿、可撤棚腿、右棚腿；所述棚梁由直段和弯曲的弧段组成，包括左棚梁、可撤棚梁、右棚梁；所述直梁包括左直梁和右直梁；所述左棚腿与左棚梁、右棚腿与右棚梁分别通过弧段搭接，左棚梁的直段与左直梁的一端搭接，左直梁的另一端与右直梁一端搭接，右直梁的另一端与右棚梁的直段搭接，左直梁、右直梁下方均设有支柱；所述左棚腿、左棚梁、左直梁、右直梁、右棚梁、右棚腿构成双心平顶拱支架结构。
2.根据权利要求1所述的采煤工作面切眼支护结构，其特征在于，所述左棚腿和所述右棚腿的直段分别长800mm、弯曲的弧段分别长1535mm。
3.根据权利要求1所述的采煤工作面切眼支护结构，其特征在于，所述左棚梁和所述右棚梁的直段分别长400mm、弯曲的弧段分别长1535mm。
4.根据权利要求1所述的采煤工作面切眼支护结构，其特征在于，所述左直梁与右直梁的长度分别为2400_，左直梁与右直梁相搭接的长度为700_。
5.根据权利要求1所述的采煤工作面切眼支护结构，其特征在于，所述支柱为单体液压支柱。
6.根据权利要求1所述的采煤工作面切眼支护结构，其特征在于，每四架由所述左棚腿、左棚梁、左直梁、右直梁、右棚梁、右棚腿构成的双心平顶拱支架之间，设置有两根并列的托梁，一根托梁位于左直梁与其下部支柱之间，另一根托梁则位于右直梁与其下部支柱之间。
7.根据权利要求1所述采煤工作面切眼支护结构的支护方法，其特征在于，按以下步骤进行: a.采用由下向上掘进或由上向下掘进，将左棚腿与左棚梁、可撤棚腿与可撤棚梁的弯曲弧段分别搭接，用卡缆对搭接处进行固定； b.左棚梁、可撤棚梁的直段上部分别搭接左直梁，左直梁下部通过托梁用支柱支护?’左棚腿、左棚梁、左直梁、可撤棚梁、可撤棚腿配合托梁及支柱形成双心平顶拱的左半部分； c.掘进至5-10米时，进行掘进剩余扩面，左直梁的右端搭接右直梁，并利用卡缆将左直梁、右直梁的搭接处进行固定；将右棚梁、右棚腿的弧段相搭接、固定，再将右棚梁与右直梁用卡缆连接、固定； d.掘进至15m时，撤下可撤棚腿和可撤棚梁，在右直梁下部通过托梁用支柱支护。
【文档编号】E21D11/00GK104153790SQ201410363466
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】张东升, 李志军, 刘起于, 曹坚正, 耿国春, 马平, 王永军 申请人:开滦（集团）有限责任公司林南仓矿业分公司