一种煤矿复合顶板用支护装置及其使用方法

1.本发明一种煤矿复合顶板用支护装置及其使用方法涉及一种在煤矿掘进时对复合顶板进行支护的装置及其使用方法，属于煤矿设备技术领域。特别涉及一种在复合顶板支护时候，可给工人预留安全作业空间，利用交叉式移动支托结构，配合省力结构进行锚网提升托举的支护装置及其使用方法。


背景技术：

2.复合顶板亦称离层型顶板，是一种含有一层或多层较软弱岩层和硬岩层的特殊组合的直接顶，复合顶板的特性是下软上硬，容易发生离层，在软硬顶板之间常有极薄弱光滑面，粘结力很小极易分离，在受到矿压、地质构造、淋水等因素影响时，更容易发生离层而冒顶，顶板不稳定，安全问题比较大，所以需要支护装置进行加固防护，尤其是在煤矿掘进过程中，掘进机会对复合顶板及周围岩层产生很大的作用力，复合顶板受力更加容易发生冒顶事故，对下方的设备和人员的安全造成威胁，因此需要进行超前支护来保证矿井顶板及围岩的稳定性。目前通常采用锚杆配合锚网的方式进行支护，这种支护方式有人力支护和机械支护两种方式，目前井下巷道，尤其是二次维护施工的复合顶板巷道去，一般采取人力支护的方式，这种支护方式成本较低，但是在支护过程中需要人员将锚网托举至巷道顶板处，然后再利用锚杆将锚网固定在巷道顶板上，在这个过程中，人员需要一直托举锚网直到锚杆将锚网完全固定，人员体力消耗较大，效率也比较低。
3.且采用这种先打锚杆，然后将锚网固定的支护方式，由于复合顶板一般多是多层较软弱岩层和硬岩层，在顶板下方作业，经常会有碎石落下，打锚杆的时候，虽然可以通过敲帮问顶，来探测前方顶板是否有落落石，但是工人在打锚杆的时候，还是会由于巷道顶板碎石的直接掉落会对下方的机械设备和人员造成极大的安全隐患。此外，下巷道的人员数量有限，将有限的人员又分为托举、钻孔和锚杆固定人员，分开作业，效率低下，极大的影响了巷道掘进效率。
4.对一些机械程度较高的井下机械支护，多适用于较大的巷道，对于巷道比较窄，机械作业空间狭小的地方，且使用成本较高，现在都还是采用人工支护的方式进行顶板作业，对于部分需要二次支护的地方，不适合机械开展作业，且施工环境更容易有落石，现有的人工作业没有安全作业空间，部分液压支架，也不适合这种二次维护支护的巷道使用，且在巷道内也不方便搬移。
5.公告号cn205936636u公开了一种厚煤层沿空掘进支护系统，顶板支护机构包括顶板钢筋网、交替设置在顶板上的多排顶板锚杆件和多排顶板锚索件，顶板钢筋网设置在多排顶板锚杆件与顶板之间，该装置需要人力将钢筋网和锚索件托举至顶板处进行固定，费时费力，且每掘进一段距离需要重新进行安装对巷道顶板进行支护，工作量大，影响掘进效率。
6.公开号cn201218105公开了一种矿井巷道掘进支护构件，包括铺设在巷道顶板上的钢筋网、顶钢带以及顶锚杆，还包含设置在巷道两侧的帮锚杆，还包含增设在巷道工作面
两侧的钢筋网及帮钢带，相距一定距离的帮钢带上增设至少一个帮锚索，该装置需要在支护过程中需要人力托举进行安装支护，费时费力，且掘进一段距离后需要重新进行安装支护，工作量大，影响掘进效率。
7.

技术实现要素：

8.为了改善上述情况，本发明一种煤矿复合顶板用支护装置及其使用方法提供了一种在复合顶板支护时候，可给工人预留安全作业空间，利用交叉式移动支托结构，配合省力结构进行锚网提升托举的支护装置及其使用方法。对于二次支护的巷道，能给工人预留安全作业空间，便于井下工人更好的进行锚杆固定锚网，省时省力，提高井下的复合顶板的支护效率，同时也能够减少因为顶板落石造成的事故。
9.本发明一种煤矿复合顶板用支护装置是这样实现的：本发明一种煤矿复合顶板用支护装置由移动装置和支护装置组成，由移动装置和三个支护装置组成，三个支护装置由一号支护架、二号支护架和三号支护架组成，三个所述支护装置分两侧交互排列可移动的设置在的移动装置上。
10.移动装置由立柱、移动底座、移动轮、固定板、弧形支撑板、千斤顶、主工形轨道和辅工形轨道组成，立柱一端置有移动底座，移动轮置于移动底座内，且和移动底座相铰接， 主工形轨道和辅工形轨道分别和移动轮边缘相接触，主工形轨道和辅工形轨道分别置于千斤顶上，千斤顶置于弧形支撑板上，弧形支撑板置于固定板上，支护装置由弧形连接杆、滚轮、滑轮、支撑杆、弧形支撑架、牵引绳和支托板组成，支托板置于立柱另一端上，弧形支撑架置于支托板上，弧形连接杆通过多个支撑杆和弧形支撑架相连接，所述弧形连接杆和弧形支撑架相互平行，弧形连接杆位于弧形支撑架上方，弧形连接杆上等距置有多个滚轮，且滚轮和弧形连接杆相铰接，所述滚轮边缘高于弧形连接杆，弧形连接杆端部铰接有滑轮，牵引绳置于滑轮上，所述牵引绳一端置有橡胶垫，另一端置有挂钩。
11.进一步的，所述支撑杆替换为内部设置有支撑缓冲作用的伸缩杆；进一步的，所述支撑杆替换为与巷道气动系统相连的气动液压杆。
12.本发明还涉及一种煤矿复合顶板用支护装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：1）根据复合顶板支护的需要，对巷道顶板进行探测，确定复合顶板不稳定层和裂隙处；2）将主工形轨道和辅工形轨道平行铺设在巷道底板上，然后将一号支护架、二号支护架和三号支护架交叉排列在主工形轨道和辅工形轨道上，在一号支护架、二号支护架和三号支护架的移动轮两侧放置卡块进行固定；3）用牵引绳上的挂钩勾住锚网，人员站在滑轮下方拉动牵引绳，带动锚网沿着弧形连接杆向上运动，进而将锚网托举至支护架顶部，此时，一号支护架、二号支护架和三号支护架对锚网形成支撑，然后将锚网上的挂钩取下；4） 启动千斤顶，千斤顶推动主工形轨道和辅工形轨道上升，主工形轨道和辅工形轨道带动一号支护架、二号支护架和三号支护架上升，从而带动锚网上升和复合顶板紧密接触，在巷道内形成预留的施工环境，
5）在巷道顶板按间排距0.8～1.3m植入自钻式注浆锚杆；6）在自钻式注浆锚杆中以20mpa的注浆压力，将马丽散压入并充满所有缝隙；7）观测复合顶板，当复合顶板及煤体松软破碎时，将该类型地段作为“顶板管理重点区域”；8）启动千斤顶，一号支护架、二号支护架和三号支护架下降和锚网分离；9） 重复步骤3、4，以1m间距打入锚杆，在该地段重复铺设锚网，网与网之间的搭接重复长度应大于180mm，新网铺设在旧网下面，新网和旧网交错铺设，支护工作完成；10）支护工作完成后，启动千斤顶，支护架和锚网分离，重复步骤3，然后推动一号支护架、二号支护架和三号支护架在主工形轨道和辅工形轨道上滑动至新的支护地点；11）重复步骤4
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9，对支护巷道顶板形成新的支护。
13.有益效果。
14.一、能够很好的辅助狭窄巷道的复合顶板施工支护作业。
15.二、便于井下工人更好的进行锚杆固定锚网，省时省力，提高井下的复合顶板的支护效率。
16.三、能给工人预留安全作业空间。
17.四、 结构简单，成本低廉。
附图说明
18.图1本发明一种煤矿复合顶板用支护装置的结构示意图；图2本发明一种煤矿复合顶板用支护装置的移动装置的结构示意图；图3本发明一种煤矿复合顶板用支护装置的实施例2的结构示意图；图4本发明一种煤矿复合顶板用支护装置的实施例3的结构示意图；图5本发明一种煤矿复合顶板用支护装置的使用时的结构示意图。
19.附图中其中为：弧形连接杆（1），滚轮（2），滑轮（3），支撑杆（4），弧形支撑架（5），牵引绳（6），支托板（7），立柱（8），移动底座（9），移动轮（10），固定板（11），弧形支撑板（12），千斤顶（13），主工形轨道（14），伸缩杆（15），气动液压杆（16），一号支护架（17），二号支护架（18），三号支护架（19）,辅工形轨道（20）。
20.具体实施方式：实施例1：本发明一种煤矿复合顶板用支护装置及其使用方法是这样实现的：本发明一种煤矿复合顶板用支护装置由移动装置和三个支护装置组成，三个支护装置由一号支护架（17）、二号支护架（18）和三号支护架（19）组成，三个所述支护装置分两侧交互排列可移动的设置在的移动装置上；移动装置由立柱（8）、移动底座（9）、移动轮（10）、固定板（11）、弧形支撑板（12）、千斤顶（13）、主工形轨道（14）和辅工形轨道（20）组成，立柱（8）一端置有移动底座（9），移动轮（10）置于移动底座（9）内，且和移动底座（9）相铰接， 主工形轨道（14）和辅工形轨道（20）分别和移动轮（10）边缘相接触，主工形轨道（14）和辅工形轨道（20）分别置于千斤顶（13）上，千斤顶（13）置于弧形支撑板（12）上，弧形支撑板（12）置于固定板（11）上；
支护装置由弧形连接杆（1）、滚轮（2）、滑轮（3）、支撑杆（4）、弧形支撑架（5）、牵引绳（6）和支托板（7）组成，支托板（7）置于立柱（8）另一端上，弧形支撑架（5）置于支托板（7）上，弧形连接杆（1）通过多个支撑杆（4）和弧形支撑架（5）相连接，所述弧形连接杆（1）和弧形支撑架（5）相互平行，弧形连接杆（1）位于弧形支撑架（5）上方，弧形连接杆（1）上等距置有多个滚轮（2），且滚轮（2）和弧形连接杆（1）相铰接，所述滚轮（2）边缘高于弧形连接杆（1），弧形连接杆（1）端部铰接有滑轮（3），牵引绳（6）置于滑轮（3）上，所述牵引绳（6）一端置有橡胶垫，另一端置有挂钩。
21.实施例2：本实施例和实施例1的区别在于，所述支撑杆（4）替换为内部设置有支撑缓冲作用的伸缩杆（15），使用时，能够更好的根据顶板的情况，支托锚网，在托举锚网进行交叉式移动的时候，也不会因为顶板下方的少量障碍物，影响锚网的前移。
22.实施例3：本实施例和实施例1的区别在于，所述支撑杆（4）替换为与巷道气动系统相连的气动液压杆（16），使用时，多个气动液压杆（16）独立工作，通过推动弧形连接杆（1）使锚网各处和复合顶板的凹凸不平处紧密贴合，能够适应不同形状的巷道顶板。
23.本发明一种煤矿复合顶板用支护装置的使用方法步骤如下：1）根据复合顶板支护的需要，对巷道顶板进行探测，确定复合顶板不稳定层和裂隙处；2）将主工形轨道（14）和辅工形轨道（20）平行铺设在巷道底板上，然后将一号支护架（17）、二号支护架（18）和三号支护架（19）交叉排列在主工形轨道（14）和辅工形轨道（20）上，在一号支护架（17）、二号支护架（18）和三号支护架（19）的移动轮（10）两侧放置卡块进行固定；3） 用牵引绳（6）上的挂钩勾住锚网，人员站在滑轮（3）下方拉动牵引绳（6），带动锚网沿着弧形连接杆（1）向上运动，进而将锚网托举至支护架顶部，此时，一号支护架（17）、二号支护架（18）和三号支护架（19）对锚网形成支撑，然后将锚网上的挂钩取下；4）启动千斤顶（13），千斤顶（13）推动主工形轨道（14）和辅工形轨道（20）上升，主工形轨道（14）和辅工形轨道（20）带动一号支护架（17）、二号支护架（18）和三号支护架（19）上升，从而带动锚网上升和复合顶板紧密接触，在巷道内形成预留的施工环境；5）在巷道顶板按间排距0.8～1.3m植入自钻式注浆锚杆；6） 在自钻式注浆锚杆中以20mpa的注浆压力，将马丽散压入并充满所有缝隙；7）观测复合顶板，当复合顶板及煤体松软破碎时，将该类型地段作为“顶板管理重点区域”；8）启动千斤顶（13），一号支护架（17）、二号支护架（18）和三号支护架（19）下降和锚网分离；9）重复步骤3、4，以1m间距打入锚杆，在该地段重复铺设锚网，网与网之间的搭接重复长度应大于180mm，新网铺设在旧网下面，新网和旧网交错铺设，支护工作完成；10）支护工作完成后，启动千斤顶（13），支护架和锚网分离，重复步骤3，然后推动一号支护架（17）、二号支护架（18）和三号支护架（19）在主工形轨道（14）和辅工形轨道（20）上滑动至新的支护地点；
11）重复步骤4
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9，对支护巷道顶板形成新的支护。
24.所述滑轮（3）配合滚轮（2）的设计，能够辅助人员对锚网进行托举提升，节省人力；三个所述支护装置配合形成交叉式移动支托结构，能够对锚网形成托举支撑；所述多个支护装置配合主工形轨道（14）和辅工形轨道（20）的设计，能够方便的在巷道内移动，提高掘进效率；所述千斤顶（13）配合主工形轨道（14）和辅工形轨道（20），能够对支护装置进行高度的调节；所述牵引绳（6）一端置有橡胶垫的设计，能够方便人员握持牵引绳（6）对锚网进行提升；达到在复合顶板支护时候，利用交叉式移动支托结构，配合省力结构进行锚网提升托举的目的。
25.本发明在使用的时候，对于一些机械程度较高机械不适合进入的巷道，非常适合，本发明对于对于部分需要二次支护的巷道，也更方便支护，可以不仅给井下工人预留作业空间，还能省事省力的进行锚网的支托。
26.上述实施例为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。
27.需要进一步指出的是，上述具体实施例在描述的时候，为了简单明了，仅仅描述了与其他实施例之间的区别，但是本领域技术人员应该知晓，上述具体实施例本身也是独立的技术方案。