本发明涉及一种巷道掘进施工技术，具体是一种适应复杂顶板形状的锚网支护连续掘进施工方法，属于巷道施工技术领域。
背景技术：
在煤矿井下、隧道工程的巷道施工中，传统的掘进方法是破煤岩→临时支护→永久支护→再进入下一循环，应用这样的施工方法，在同一段巷道中破煤岩与永久支护这两道工序是需要顺序进行的，其中永久支护时间较长，约占全部工序总时间的60～70％，那么破岩工序时间就会很短，通常少于30％，相当于向前成巷的时间较短，造成的结果是最终整体巷道掘进支护的施工速度较慢，效率较低；且用于破煤岩的综掘机需要间隔很久才开机一次，对于大型岩土、隧道工程施工来说是很大的成本和资源浪费。另一方面，在掘进过程中，由于施工岩层的岩性有很大的不确定性和变化，掘进后的顶板形状通常非常复杂、没有规律，普通的液压支架无法给顶板各处提供均匀稳定的支护力，无法保证顶板支护的安全，工人在顶板下施工有很大的心理负担。
技术实现要素：
针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种适应复杂顶板形状的锚网支护连续掘进施工方法，在保证破煤时间的同时可以提高整体巷道掘进支护的施工速度，能够提升综掘机开机率，且在掘进过程中可以给形状复杂的顶板各处提供均匀稳定的支护力，保证顶板支护的安全。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种适应复杂顶板形状的锚网支护连续掘进施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：破煤岩：在巷道中，采用爆破或综掘机沿掘进方向破煤、矸后，在巷道靠近顶板的位置从掘进工作面向后方延伸架设多根平行的撅顶前探梁，并将顶板金属网联好置于撅顶前探梁上，并向前窜至撅顶前探梁的最前端；顶板金属网的前端采用木块与顶板楔紧，待出净煤、矸时，采用适应顶板形状的液压支架对顶板进行支护，并将顶板金属网的后端放在架设好的液压支架上；
步骤二：架设过渡液压支架：当巷道高度达到架设高度后，从掘进工作面开始向后方依次平行架设液压支架，把从巷道后方运来的液压支架从简易行车中卸下，在每个支架梁下表面两端分别竖直安装腿部液压千斤顶，在支架梁上表面与顶板之间分布设置多个小液压千斤顶，先对腿部液压千斤顶进行注液将支架梁顶起，直至支架梁上方的小液压千斤顶接触到顶板，再对由于顶板不平未与顶板接触的小液压千斤顶进行注液升压，使顶板不平处的小液压千斤顶顶端伸长与顶板接触，各个小液压千斤顶共同给顶板提拱支护力，这时腿部液压千斤顶和支架梁提供的支护力也通过支架梁上的小液压千斤顶均匀的提供给顶板，保证了顶板支护的安全；
步骤三：安装简易行车：液压支架架设完后安装简易行车，用到的支架梁和行车梁皆为工字钢结构，安装时，在支架梁下表面使用联接用快速安装拆卸部件快速安装行车梁；具体操作时，先将联接用快速安装拆卸部件置于支架梁和行车梁之间，并使行车梁的长度方向与支架梁相垂直，将支架梁的下翼缘置于上定位板的上表面，并使上定位板表面的闭锁牙咬住下翼缘的一侧，并使活动压板压住下翼缘的另一侧，锁销穿过活动压板两侧的限位环，从而使活动压板固定住支架梁下翼缘的另一侧；然后将行车梁的上翼缘置于下定位板的下表面，并使下定位板表面的闭锁牙咬住行车梁上翼缘的一侧，使活动压板压住上翼缘的另一侧，锁销穿过活动压板两侧的限位环，从而使活动压板固定住行车梁上翼缘的另一侧；支架梁与行车梁联接好后，在行车梁上安装简易吊车，简易吊车即可沿着行车梁移动；
步骤四：锚杆锚索永久支护：根据顶板的岩性一般掘进工作面每个循环进尺为1～3个液压支架，即每掘进一个循环进尺，相应架设1～3个液压支架；当巷道的掘进工作面向前掘进至液压支架的架设支护区域已超过综掘机的转载机尾部时，此时最先架设的液压支架与最后架设的液压支架之间的架设支护区域长度达到30～50m，此时在转载机尾部后方的液压支架的下方对顶板、帮部利用锚杆进行永久支护，在综掘机尾部的永久支护不会对前方掘进工作面的掘进造成影响，实现了永久支护与破岩工序的同步平行作业；
步骤五：拆卸简易行车和液压支架：当永久支护锚杆施工好后，可拆除施工好永久支护位置的简易行车、液压支架，具体操作时，先拆除永久支护位置的行车梁，由于行车梁与支架梁之间的联接是可快速安装和拆卸的，敲掉下定位板上的锁销，掀起相应的活动压板即可使行车梁与联接用快速安装拆卸部件分开，再敲掉上定位板的锁销，掀起相应的活动压板即可使联接用快速安装拆卸部件与支架梁梁分开；然后再拆除永久支护位置的液压支架，依次卸载支架梁处的小液压千斤顶和腿部液压千斤顶，把支架梁放到前方未拆卸的简易行车上运到巷道前端的掘进工作面位置处待用，待到掘进工作面破岩后再继续向前架设液压支架和简易行车；
步骤六：重复上述步骤一至步骤五，以此类推，多次循环后直至完成整个巷道的高速掘进施工。
本发明设计时可以根据顶板的不同岩性设计不同的液压支架的间距。优选的，所述各液压支架之间的间距为500mm～1000mm。
优选的，所述液压支架的支护力为锚杆支护力的80％。当支架梁上的小液压千斤顶按上述要求注够压力后，可以与顶板接足劲，保证了顶板的安全。
优选的，本发明用到的小液压千斤顶由油缸和套在油缸上的弹簧组成，所述弹簧的上部分与油缸紧配合且弹簧的顶端高于油缸的顶端；将小液压千斤顶置于支架梁与顶板之间，当顶板的起伏不大时，油缸不需要伸长，此时套在油缸上的弹簧直接承受顶板的压力，弹簧受压给顶板提供反向的支护力；当顶板的起伏较大时，给油缸注液，油缸伸长后顶端直接与顶板接触，为顶板提供支护力，此时弹簧整体受张力，在步骤五拆卸液压支架时可以为油缸的回缩提供助力、便于油缸的卸载，具体操作时，可以开启油缸的卸载阀卸载高压乳化液，油缸在弹簧的带动下回缩至初始的长度。因此油缸上的弹簧既可作为支护顶板用，又可作为油缸的回缩动力，且结构设计也比较简单。
作为上述方法的一个优选的方案，在步骤三中安装简易行车时，支架梁与行车梁联接好后，当顶板不平稳导致行车梁不能保持水平时，通过调节上定位板和下定位板之间的联接螺杆可以调节行车梁至水平位置。联接螺杆方便了简易行车的调平和正常使用。
相对于现有技术，本发明具有如下优势：
(1)本发明的破煤工序与永久支护可以在同一巷道的不同区段同时进行，原来这两道工序是同一地点顺序施工，在同一个地点施工前一个工序就不能施工另一个工序，两者互相影响，无法同时进行，大大影响了施工速度；本申请在掘进过程中同时采用过渡液压支架在掘进工作面的后方进行实时支护，通过过渡支护破岩和永久支护两道工序分开，两个工序不在同一地点施工，每个工序都单独安排一组施工人员进行施工，在前端的掘进工作面位置节省了更多的时间用于破煤岩，可以持续破岩、使破煤岩的综掘机开机率达到80％以上，巷道的不同部位以及多组工人同步施工，保证了巷道施工工效的大幅度提高，经试验，施工效率总体提高了40％以上。
(2)本发明先对腿部液压千斤顶进行注液将支架梁顶起，直至支架梁上方的小液压千斤顶接触到顶板给顶板提供支护力，再对由于顶板不平未与顶板接触的小液压千斤顶进行注液升压，使顶板不平处的小液压千斤顶顶端伸长与顶板接触，顶板上均匀分布的各个小液压千斤顶协同给顶板提拱支护力，这时腿部液压千斤顶和支架梁提供的支护力也可以通过梁上的小液压千斤顶均匀的提供给顶板，从下到上形成了立体的支护，能够适应支护复杂形状的顶板，为顶板提供主动的支护力，确保了顶板支护的安全，消除了施工人员的心理负担；
(3)本发明利用联接用快速安装拆卸部件进行行车梁的安装拆卸，操作简单快速且联接稳定，在保证安全性的同时更进一压缩了施工时间；顶板金属网联好置于撅顶前探梁上避免顶板上的碎石意外掉落，其向前窜至撅顶前探梁的最前端并采用木块与顶板楔紧，后端放在已架设好的支架上，固定方式牢靠，保证了在架设支架时人员的安全，不会有碎石从顶板上掉落。
附图说明
图1是本发明的示意图；
图2是图1中的A-A向剖视图；
图3是本发明中的小液压千斤顶的示意图；
图4是本发明的联接用快速安装拆卸部件的联接状态图(省略行车梁)；
图5是图4的左视图(省略支架梁)；
图6是本发明的联接用快速安装拆卸部件的立体图；
图中，1.巷道，11.顶板，12.掘进工作面，2.撅顶前探梁，3.液压支架，31.支架梁，32.腿部液压千斤顶，33.小液压千斤顶，33a.油缸，33b.弹簧，4.简易行车，41.行车梁，42.联接用快速安装拆卸部件，42-1.上定位板，42-2.下定位板，42a.闭锁牙，42b.活动压板，42c.锁销，42d.压板轴，42e.联接螺杆，42f.限位环，5.锚杆，6.综掘机，7.转载机，8.便携式风动泵站。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图所示，一种适应复杂顶板形状的锚网支护连续掘进施工方法，包括以下步骤：
步骤一：破煤岩：在巷道1中，采用爆破或综掘机沿掘进方向破煤、矸后，在巷道1靠近顶板11的位置从掘进工作面12向后方延伸架设多根平行的撅顶前探梁2，并将顶板金属网联好置于撅顶前探梁2上，并向前窜至撅顶前探梁2的最前端；顶板金属网的前端采用木块与顶板11楔紧，待出净煤、矸时，采用适应顶板11形状的液压支架3对顶板11进行支护，并将顶板金属网的后端放在已架设好的液压支架3上，保证在架设施工时不会有碎石从顶板11落下、保证人员的安全；
步骤二：架设过渡液压支架：当巷道1高度达到架设高度后，从掘进工作面12开始向后方依次平行架设液压支架3，把从巷道1后方运来的液压支架3从简易行车4中卸下，在每个支架梁31下表面两端分别竖直安装腿部液压千斤顶32，在支架梁31上表面与顶板11之间分布设置多个小液压千斤顶33，先对腿部液压千斤顶32进行注液将支架梁31顶起，直至支架梁31上方的小液压千斤顶33接触到顶板11给顶板11提供支护力，再对由于顶板11不平未与顶板11接触的小液压千斤顶33进行注液升压，使顶板11不平处的小液压千斤顶33顶端伸长与顶板11接触，各个小液压千斤顶33协同给顶板11提拱支护力，这时腿部液压千斤顶32和支架梁31提供的支护力也通过支架梁31上的小液压千斤顶33均匀的提供给顶板11，保证了顶板11支护的安全；
步骤三：安装简易行车：液压支架3架设完后安装简易行车4，本发明用到的支架梁31和行车梁41皆为工字钢结构，安装时，在支架梁31下表面使用联接用快速安装拆卸部件42快速安装行车梁41；本发明用到的联接用快速安装拆卸部件42包括平行设置的上定位板42-1和下定位板42-2，所述上定位板42-1和下定位板42-2通过联接螺杆42e连接，且上定位板42-1和下定位板42-2的长度方向相互垂直，上定位板42-1的上表面和下定位板42-2的下表面分别设有固定锁紧机构，且上定位板42-1上的固定锁紧机构和下定位板42-2上的固定锁紧机构相互交叉设置，所述固定锁紧机构包括相对设置的闭锁牙42a和活动压板42b，所述活动压板42b通过压板轴42d铰接在上定位板42-1或下定位板42-2上，一锁销42c穿过活动压板42b两侧的限位环42f，将活动压板42b压在上定位板42-1或下定位板42-2上。具体操作时，先将联接用快速安装拆卸部件42置于支架梁31和行车梁41之间，并使行车梁41的长度方向与支架梁31相垂直，将支架梁31的下翼缘置于上定位板42-1的上表面，并使上定位板42-1表面的闭锁牙42a咬住下翼缘的一侧，并使活动压板42b压住下翼缘的另一侧，锁销42c穿过活动压板42b两侧的限位环42f，从而使活动压板42b固定住支架梁31下翼缘的另一侧；然后将行车梁41的上翼缘置于下定位板42-2的下表面，并使下定位板42-2表面的闭锁牙42a咬住行车梁41上翼缘的一侧，使活动压板42b压住上翼缘的另一侧，锁销42c穿过活动压板42b两侧的限位环42f，从而使活动压板42b固定住行车梁41上翼缘的另一侧；支架梁31与行车梁41联接好后，在行车梁41上安装简易吊车43，简易吊车43即可沿着行车梁41移动；
步骤四：锚杆锚索永久支护：根据顶板11的岩性，一般掘进工作面12每个循环进尺(每次破煤岩长度)为1～3个液压支架，即每掘进一个循环进尺，相应架设1～3个液压支架3；当巷道1的掘进工作面12向前掘进至液压支架3的架设支护区域已超过综掘机6的转载机7尾部时(在超过转载机7尾部的位置施工锚杆时有足够的安装空间，不会受综掘机的影响，也不影响综掘机的掘进工作)，此时最先架设的液压支架3与最后架设的液压支架3之间的架设支护区域长度达到30～50m，此时在转载机7尾部后方的液压支架3的下方对顶板11、帮部利用锚杆5进行永久支护，在综掘机尾部的永久支护不会对前方掘进工作面12位置的掘进造成影响，实现了永久支护与破岩工序的同步平行作业，提升了工作效率；
步骤五：拆卸简易行车和液压支架：当永久支护锚杆5施工好后，可拆除施工好永久支护位置的简易行车4、液压支架3，具体操作时，先拆除永久支护位置的行车梁41，由于行车梁41与支架梁31之间的联接是可快速安装和拆卸的，敲掉下定位板42-2上的锁销42c，掀起相应的活动压板42b即可使行车梁41与联接用快速安装拆卸部件42分开，再敲掉上定位板42-1的锁销42c，掀起相应的活动压板42b即可使联接用快速安装拆卸部件42与支架梁31梁分开；然后再拆除永久支护位置的液压支架3，依次卸载支架梁31处的小液压千斤顶33和腿部液压千斤顶32，把支架梁31放到前方未拆卸的简易行车4上运到巷道1前端的掘进工作面12位置处待用，待到掘进工作面12破岩后再继续向前架设液压支架3和简易行车4；
步骤六：重复上述步骤一至步骤五，以此类推，多次循环后直至完成整个巷道1的高速掘进施工。
本发明中综掘机6上的便携式风动泵站8可以为支架梁31上的小液压千斤顶33、腿部液压千斤顶32提供动力，该便携式风动泵站8提供的乳化液液压可达28MPa。
优选的，本发明用到的小液压千斤顶33可以由油缸33a和套在油缸33a上的弹簧33b组成，所述弹簧33b的上部分与油缸33a紧配合且弹簧33b的顶端高于油缸33a的顶端。将小液压千斤顶33置于支架梁31与顶板11之间，当顶板11的起伏不大时，油缸33a不需要伸长，此时套在油缸33a上的弹簧33b直接承受顶板11的压力，弹簧33b受压给顶板11提供反向的支护力；当顶板11的起伏较大时，给油缸33a注液，油缸33a伸长后顶端直接与顶板11接触，为顶板11提供支护力，此时弹簧33b整体受张力，在步骤五拆卸液压支架时可以为油缸33a的回缩提供助力、便于油缸33a的卸载，具体操作时，可以开启油缸33a的卸载阀卸载高压乳化液，油缸33a在弹簧33b的带动下回缩至初始的长度。因此油缸33a上的弹簧33b既可作为支护顶板用，又可作为油缸33a的回缩动力，且结构设计也比较简单。
作为上述方法的一个优选的方案，在步骤三中安装简易行车4时，支架梁31与行车梁41联接好后，当顶板11不平稳导致行车梁41不能保持水平时，通过调节上定位板42-1和下定位板42-2之间的联接螺杆42e可以调节行车梁41至水平位置，联接螺杆42e方便了简易行车4的调平和正常使用。