切顶留巷成套支护设备的制作方法

本实用新型涉及一种煤矿开采设备，尤其涉及一种切顶留巷成套支护设备。

背景技术：

沿空留巷为当前无煤柱开采的最有效的采煤方式。

沿空留巷技术从上世纪60年代开始研究起，为抵抗动压的影响，均采用巷旁支护的方式，其支护方式从密集支护法、矸石堆垛法、砌墙法、高水充填法，发展到近年的现浇混凝土隔墙法。

现浇混凝土隔墙法逐步发展出了多种技术形式：自移式充填支架技术、桶柱式技术、膏体混凝土技术、柔性模板技术和封闭注浆砌筑技术。

封闭注浆砌筑技术是当前较先进的沿空留巷支护技术。封闭注浆指的是将砌体干砌成到一个封闭的袋模具内形成一个袋模包裹的干砌体结构，然后通过高压将水泥浆体注入这个封闭到袋模中的干砌体的细小空隙内形成一个具有强力支撑力的新的混凝土结构。

封闭注浆砌筑的优点是：适应性广、承载力高、形成较高的切顶强度、安全可靠，效果直观。但是，其缺点亦相当明显：施工工艺复杂、工程及材料费用高、混凝土强度上升速度慢。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种适应性强、切顶力高、可重复多次应用、操作简单、接顶性好，且具有主动支护能力的切顶留巷成套支护设备。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的切顶留巷成套支护设备，包括留巷端头支架和留巷切顶支架，所述留巷端头支架与运输机相连，所述留巷切顶支架沿留巷老塘侧边缘布置，该切顶留巷成套设备的支护范围为距煤壁30米。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的切顶留巷成套支护设备，既保持了现有支护方法的优点，同时又避免了其缺点，是一种适应性强、 切顶力高、可重复多次应用、操作简单、接顶性好，且具有主动支护能力的支护方式。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的切顶留巷成套支护设备的平面布置示意图。

图2为本实用新型实施例提供的切顶留巷成套支护设备的侧面布置示意图。

图3为本实用新型实施例中留巷端头支架的结构示意图。

图4a和图4b分别为本实用新型实施例中留巷端头支架的端面结构示意图和留巷切顶支架的底座的结构示意图。

图5为本实用新型实施例中留巷切顶支架的抬底机构的结构示意图。

图6为本实用新型实施例中挡矸装置侧面的结构示意图。

图7a、7b分别为本实用新型实施例中挡矸装置不同工作状态的端面结构示意图。

图8为本实用新型实施例中立网铺设装置的结构示意图。

图中：

1-留巷端头支架；2-调节千斤顶及导杆；3-挡矸座；4-立网网卷固定装置；5-立网；6-护顶板，7-留巷切顶支架；8-转载机；9-刮板运输机。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。

本实用新型的切顶留巷成套支护设备，其较佳的具体实施方式是：

包括留巷端头支架和留巷切顶支架，所述留巷端头支架与运输机相连，所述留巷切顶支架沿留巷老塘侧边缘布置，该切顶留巷成套设备的支护范围为距煤壁30米。

所述留巷端头支架和留巷切顶支架的支架型式为支撑掩护式，支架的底座采用整体形式，支架的顶梁采用左右分体形式，左右顶梁之间设有调节千斤顶，支架的斜梁与连杆采用分体形式。

所述留巷端头支架的老塘侧设有挡矸立网铺设装置，另一侧设有大行程底调装置，所述挡矸立网铺设装置包括可调节挡矸座和护顶板；

所述可调节挡矸座通过千斤顶及导杆固定于支架的底座上，所述护顶板铰接固定于支架的顶梁上，所述护顶板与顶梁之间设有位置调节千斤顶；

所述可调节挡矸座上设有立网卷固定装置，可调节挡矸座的挡矸板设有高度调节装置，所述护顶板上设有立网钩挂装置；

所述挡矸座和护顶板共同形成立网铺设操作人员的安全操作空间。

所述留巷切顶支架的底座设有抬底机构，并设有单独控制的双推移千斤顶，所述抬底机构包括抬底千斤顶和抬底踏板，所述抬底踏板的前端交接固定于底座上，抬底踏板安置于所述抬底千斤顶的下方，所述底座的整体底板在抬底千斤顶的下方预留出一段没有底板的空间。

所述留巷切顶支架的全封闭挡矸装置，具体包括：

在所述留巷切顶支架的老塘侧的顶梁和底座上均设置活动挡矸板，在顶梁的活动挡矸板上悬挂加长挡矸板，所述加长挡矸板搭接于底座的活动挡矸板的外侧，所述留巷切顶支架的前架与后架之间设置挡矸密封板。

在所述留巷切顶支架的后部巷道设有单体支柱或工字钢支护装置。

本实用新型的切顶留巷成套支护设备，既保持了现有支护方法的优点，同时又避免了其缺点，是一种适应性强、切顶力高、可重复多次应用、操作简单、接顶性好，且具有主动支护能力的支护方式。

本实用新型的技术原理是：

现有技术中的巷道采用锚杆、锚索(或恒阻锚索)、锚网、钢带等锚网联合支护(传统方式)，超前在留巷的工作面侧沿顶板，采用打孔或定向爆破或其他方式形成顶板弱面，本实用新型切顶留巷成套支护设备，沿弱面布置与留巷内，并完全避开锚杆锚索。利用支护设备的切顶力和采场顶板压力，在顶板弱面完成切顶，形成对上覆老顶岩梁的支撑结构，控制老顶的回转和下沉变形，实现卸压，切落的顶板形成巷帮，从而形成留巷。

本实用新型的切顶留巷成套支护设备，具备切顶功能、挡矸防矸功能、巷道的支护功能、与巷道永久支护(锚杆、锚索、帮网、单体支柱等)的合理适配功能、巷道地质条件的适应功能，以及安全、便捷运输、操作、维护等功能。

具体实施例：

1)总体布置：

如图1、图2所示，切顶留巷成套设备包括留巷端头支架和留巷切顶支架两部分。留巷端头支架与运输机相连，同步移架；留巷切顶支架沿留巷老塘侧边缘布置，前推后拉的移架方式。根据相关研究，巷道在采后15～30米为矿压急剧上升区，切顶留巷成套设备支护范围为距煤壁约30米左右。

2)切顶留巷成套设备液压支架的基本形式：

支架型式为支撑掩护式；支架底座采用整体形式，一是保证支架的稳定性，一是降低支架对底板比压；顶梁采用左右分体形式，一是避让锚杆锚索，一是便于分别调节支护侧与切顶侧支护力；斜梁与连杆采用分体形式，一是便于适应不平顶板，一是保证巷道通风断面。

3)留巷端头支架的立网铺设装置：

如图3所示，挡矸立网铺设装置固定于留巷端头支架老塘侧，主要由可调节挡矸座和护顶板组成。

可调节挡矸座，通过千斤顶及导杆固定于支架底座上；护顶板铰接固定于顶梁上，通过千斤顶调节位置。

挡矸座上设有立网卷固定装置，挡矸座的挡矸板高度可根据支架(或巷道)高度，进行适度调节；护顶板上设有立网钩挂装置。

挡矸座和护顶板共同形成立网铺设操作人员的安全操作空间。

4)支护设备支护力的调节与分配：

留巷端头支架设置减压阀，降低立柱的初撑力，实现小初撑力大工作阻力，减小支架反复支撑对顶板的损伤。

留巷切顶支架切顶侧采用高初撑力，提高切顶支架的主动切顶力，支护侧立柱设置减压阀，实现小初撑力大工作阻力，保证对顶板的支护，并减少反复支撑对顶板的损坏。

5)支护设备的位置调节装置：

如图4a、4b所示，留巷端头支架一侧设置大行程底调装置，另一面老塘侧设置可调节挡矸座，可以调节支架的位置。

左右顶梁之间设置调节千斤顶，用于左右顶梁间位置的微调。

留巷切顶支架移架方式为前推后拉的形式，采用单独控制的双推移千斤顶，通过控制控制推移千斤顶的速度与行程，调节移架的方向与位置。

6)切顶支架采用整底板巷道支架专用抬底机构：

如图5所示，支架底座为整体底板,在抬底千斤顶的下方,预留出一段没有底板的空间,以便于抬底踏板接地着力.

抬底踏板的前端交接固定于底座上,抬底踏板安置于抬底千斤顶的下方。

抬底千斤顶作用于踏板上，踏板接地。抬底后，踏板与地面成船型夹角，便于支架 移架。

7)留巷切顶支架的全封闭挡矸装置：

如图6所示，在切顶支架的老塘侧，顶梁和底座上均设置活动挡矸板，在顶梁活动侧悬挂加长挡矸板，搭接于底座挡矸板外侧，便于老塘顶矸下滑；切顶支架的前架与后架支架设置挡矸密封板，在移架过程中始终与前后架挡矸板搭接。

8)切顶留巷支护设备与永久支护的衔接功能：

(1)液压支架对顶板锚杆锚索及钢梁等的避让功能；

(2)切顶支架的淸矸功能：

如图7a、图7b所示，在距煤壁30米之后，即切顶支架的后部，巷道矿压基本稳定，可采用单体支柱或工字钢等进行巷道的稳定支护。设置底座活动挡矸板的活动行程加大到200～300mm，用最后一架切顶支架底座活动挡矸板淸矸，便于其后单体等的支护。

(3)巷道立网的铺设与导网装置：

如图8所示，利用留巷端头支架的立网铺设装置挂设立网后，通过切顶支架的导网板将立网导致留巷与老塘分界处，实现立网的挂设安置。

本实用新型的先进性：

1)本实用新型应用了先进的切顶泄压“短悬臂梁”留巷矿压理论。消除临近工作面煤体上方应力集中，便于巷道的维护，降低底鼓倾向；减小留巷顶板的矿压。本实用新型为开创性的全新的技术。

2)留巷支护设备可以全部回收，不单单是降低了留巷支护成本，更重要的是，采后老塘不在留有煤柱、矸石墙、砌体墙等支撑体，避免留设煤柱、砌体墙等引发的冲击地压、瓦斯突出、自燃等灾害；使采后工作面可整体沉降，不会对地表建筑等造成损坏，还有利于保持地下水系不被破坏。本实用新型的应用开采属于低损害绿色开采。

3)本实用新型的应用，完全解决了现有留巷支护方式的缺陷与不足。根据地质条件可设定足够的支护强度和切顶力；具备很好的接顶能力；自移式留巷支护设备能够随高效采面的快速推进进行即时支护；施工高效，操作简单，造价低廉，适应性强。

4)本实用新型的应用，能够给煤矿带来实质性效益。减少巷道掘进量，缓解接续紧张；节约掘进费用，提高综合经济效益；煤炭全部回收，延长矿井寿命，提高社会效益；节约了留巷支护材料，减少留巷工作量；绿色开采，降低煤炭开采对环境的影响，减少开采后期的环境损害与恢复工作。

具体实施例中：

1、支架基本型式采用两柱掩护式，或其他当前成熟结构型式。

2、采用横向条带接顶梁的形式，以避让巷道锚杆锚索。

3、采用异形顶梁的形式，以避让巷道锚杆锚索。

本实用新型的切顶留巷成套支护设备是一种具有支护、防护、挡矸、切顶、淸矸、铺设立网及导网、自移自调等多种功能的，适用性强、适用范围广的全新型留巷支护设备

本实用新型的切顶留巷成套支护设备采用了多项新结构新技术：

全封闭挡矸及淸矸机构、巷帮立网铺设及导网机构、全封底支架抬底机构、巷道顶板锚杆锚索避让设计、支护力功能性分配调节等。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，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披露的技术范围内，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该以权利要求书的保护范围为准。