一种保护采煤机的不对称巷道支护结构的制作方法

[0001]
本实用新型属于煤矿开采技术领域。


背景技术：

[0002]
煤矿地下开采过程中，基本的回采单元由回采工作面及其两侧的工作面顺槽组成。在工作面回采过程中，由于自重应力、构造应力、采动应力等复杂条件影响，工作面顺槽经常发生变形，影响回采工作的正常开展。为保障回采工作的顺利进行，工作面顺槽必须进行支护。近年来，锚杆、锚索配合锚网支护成为工作面顺槽支护的主流形式。每个工作面顺槽包含两个侧帮，如图1所示，左边的工作面顺槽两侧帮分别称为工作面侧帮和实体煤侧帮，右边工作面顺槽两侧帮分别称为工作面侧帮和采空区侧帮，为便于表述，在此将采空区侧帮或实体煤侧帮简称为另一侧帮，即工作面顺槽的两侧帮分别为工作面侧帮和另一侧帮。现有工作面顺槽支护技术中，两侧帮采用的支护材料和支护布置形式相同，即两侧帮均采用高强锚杆支护。高强锚杆材质为钢材，在工作面回采过程中，当采煤机割煤至工作面顺槽时，经常发生工作面侧帮的高强锚杆损坏采煤机截齿状况，同时，存在高强锚杆缠绕采煤机滚筒，并随滚筒转动伤人的安全隐患。
[0003]
为保护采煤机截齿减少磨损，同时减少高强锚杆缠绕采煤机滚筒造成的安全隐患，提出一种保护采煤机的不对称巷道支护方式，实现保护采煤机的目的，同时降低，甚至消除采煤机对人员的损伤隐患。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的是针对常规支护中采煤机截齿易磨损，锚杆缠绕采煤机滚筒存在伤人的安全隐患等状况，提出一种保护采煤机的不对称巷道支护结构。
[0005]
为实现上述实用新型目的，本实用新型总体包括顶板锚索布置的不对称布置结构、两帮锚杆材质的不对称布置结构、两帮锚杆间距的不对称布置结构三个方面，具体措施为：
[0006]
一种保护采煤机的不对称巷道支护结构，它包括布设在顶板的锚索和锚杆组合支护结构，以及布设在顺槽两帮的锚杆支护结构，其特征在于，它还包括一个顶板加强锚索支护结构，其中：
[0007]
所述的顶板加强锚索支护结构，是在从巷道中心线到顺槽另一侧帮的顶板增设了起加强作用的加强锚索；
[0008]
所述的顺槽两帮锚杆支护结构中，两帮所用的锚杆材质不同，其中处于顺槽工作面侧帮的锚杆为玻璃钢材质锚杆，处于顺槽另一侧帮的锚杆为钢质的锚杆；
[0009]
进一步：所述的锚索和锚杆组合支护结构是，在顶板上布设有多排锚杆，每间隔两排锚杆布设有一排锚索，要求处于巷道中心线上方的顶板布设的为锚索。
[0010]
进一步：所述的加强锚索布设在没有设锚索的相邻两排锚杆之间。
[0011]
进一步：所述的玻璃钢材质锚杆间距比另一侧帮的钢质锚杆间距约小200m。
[0012]
进一步：玻璃钢锚杆均垂直于工作面顺槽帮部布设；上隅角钢质锚杆向顶板方向上挑15
°
，下隅角钢质锚杆向底板方向下扎15
°
。
[0013]
上述顺槽另一侧帮指的是顺槽远离工作面的那一侧帮。也就是顺槽采空区侧帮或实体煤侧帮。
[0014]
本实用新型中，所述的锚杆或锚索均为高强锚杆或高强锚索。在矿山领域，高强锚杆指的是屈服强度等于500mpa的锚杆，高强锚索一般采用直径为20-22mm。破断载荷400-600kn、延伸率7％的19丝高强钢绞线。
[0015]
与现有技术相比，本实用新型的优点和技术效果是：
[0016]
1、本实用新型将顺槽工作面侧帮的锚杆更换为玻璃钢材质，由于玻璃钢在采煤机截齿的截割作业下较易破碎，不会损坏截齿，同时降低锚杆缠绕采煤机滚筒、随滚筒转动伤人的安全隐患。在不对称支护方式中，采用玻璃钢锚杆代替高强锚杆，还可以节省支护投资，降低安全隐患，提高回采速率，便于回采工作的顺利进行。
[0017]
2、本实用新型将巷道顶板的支护结构由现有的对称方式改为不对称方式，在从巷道对称轴到采空区侧帮或到实体煤侧帮的顶板加设了锚索，进一步保证了操作人员的安全。
附图说明
[0018]
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他的附图。
[0019]
图1为本实用新型工作面巷道布置平面示意图；
[0020]
图2为本实用新型保护采煤机的不对称巷道支护方式正视图；
[0021]
图3为本实用新型保护采煤机的不对称巷道支护方式俯视图。
[0022]
图中：1-高强锚索，2-加固锚索，3-顶板高强锚杆，4-玻璃钢锚杆，5-侧帮高强锚杆，6-顺槽工作面侧帮，7-顺槽另一侧帮，8-钢带。
具体实施方式
[0023]
下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0024]
为实现上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
[0025]
一种保护采煤机的不对称巷道支护方式，其特征在于：它包括顶板锚索布置的不对称、两帮锚杆材质的不对称、两帮锚杆间距的不对称三个方面。具体内容为：
[0026]
一、顶板锚索布置的不对称
[0027]
顶板支护包括普通支护和加强支护两部分，顶板锚索布置的不对称具体体现在加强支护部分。
[0028]
顶板支护中的普通支护包含高强锚杆支护和高强锚索支护两部分(图2、图3)，主要是在巷道顶板上布设有多排顶板高强锚杆3，每间隔两排顶板高强锚杆3布设一排高强锚
索1，从图中看出，处于巷道中心线上方的顶板布设的为高强锚索1。高强锚杆支护部分主要通过顶板高强锚杆3和w钢带8来实现。顶板高强锚杆3直径20-22mm，长度2.6-2.8m，屈服强度为600mpa；w钢带8宽300mm、厚5mm，w钢带较巷道宽度小0.2-0.3m。支护过程中，顶板高强锚杆3间距取0.8-1.0m、排距取0.8-1.0m。高强锚索支护部分主要通过高强锚索1和w钢带8来实现。高强锚索1直径17.8-21.6mm，长度7.3-8.3m，屈服强度为1860mpa；w钢带宽300mm、厚5mm，w钢带较巷道宽度小200-300mm。支护过程中，高强锚索1排距取1.6-2.0m，每排布置三根锚索，即一根w钢带对应三根锚索，中间的锚索布置在巷道宽度的中间位置，两侧锚索与中间锚索的间距取1.6-2.0m，w钢带两端超出两侧锚索0.2-0.3m。普通支护中的锚杆布置、锚索布置以巷道断面中线为中心呈对称布置。
[0029]
顶板支护中的加强支护，通过加固锚索2和托盘来实现。从图中看出，加固锚索2设在巷道中心线到顺槽另一侧帮7上方的顶板上，且加固锚索2设在没有设高强锚索1的相邻两排顶板高强锚杆3之间，加固锚索2长度为7.3-8.3m，加固锚索2直径17.8-21.6mm，加固锚索2排距1.6-2.0m，每排布置两根加固锚索2，每排内的两根加固锚索2中，一根布置在距顺槽另一侧帮0.5-0.8m的顶板位置，两根加固锚索2间距0.8-1.0m。托盘尺寸为300
×
300
×
15mm，托盘中间为拱形。
[0030]
两帮锚杆材质的不对称具体为顺槽工作面侧帮6锚杆采用玻璃钢锚杆4，另一侧帮锚杆采用钢质的侧帮高强锚杆5(图2)。玻璃钢锚杆相对钢质高强锚杆成本低，同时玻璃钢锚杆在采煤机截齿的截割作业下较易破碎，不会损坏截齿，不存在玻璃钢锚杆缠绕采煤机滚筒、随滚筒转动伤人的安全隐患。
[0031]
三、两帮锚杆间距的不对称
[0032]
两帮锚杆间距的不对称具体为顺槽工作面侧帮6高强锚杆采用的玻璃钢锚杆4间距为0.6-0.8m、顺槽另一侧帮7锚杆采用的侧帮高强锚杆5间距为0.8-1.0m，玻璃钢锚杆4间距比侧帮高强锚杆5间距约小200m，两帮锚杆的排距均为0.8-1.0m(图2)。玻璃钢锚杆4直径22-25mm，长度2.6-2.8m，屈服强度为600mpa。支护过程中，玻璃钢锚杆4均垂直于顺槽工作面侧帮6施工。侧帮高强锚杆5直径20-22mm，长度2.6-2.8m，屈服强度为600mpa。支护过程中，上隅角的侧帮高强锚杆5向顶板方向上挑15
°
，下隅角的侧帮高强锚杆5向底板方向下扎15
°
。
[0033]
以上，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，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，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所限定的保护范围为准。