一种基于煤矿井下非坚硬底板的巷道支护装置及方法

1.本发明涉及巷道支护技术领域，具体是一种基于煤矿井下非坚硬底板的巷道支护装置及方法。


背景技术：

2.通过对巷道进行有效的支护能够缓减围岩的移动，同时防止已散离和破坏的围岩冒落，目前，在煤矿巷道支护来说，一般采用锚索、锚杆等方式并结合巷帮板、巷帮网等来实现对煤矿巷道的支护，而针对非坚硬底板，一般通过配置底支护板来提高下半巷道支护装置的整体性，保证在恶劣支护条件下的支护效果，然而，实际上正是由于提高了其底部的整体性，使得其整体支护效果一般，并且较为费材。
3.因此，有必要提供一种基于煤矿井下非坚硬底板的巷道支护装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于煤矿井下非坚硬底板的巷道支护装置，包括：至少两个对称设置的第二支撑组件，其底部支撑于非坚硬底板上，所述第二支撑组件包括主支撑部和分离部，所述分离部可分离的连接于所述主支撑部的下方，且所述分离部的下方连接有底锚杆，所述底锚杆锚固于非坚硬底板中；第一支撑组件，其设置于所述第二支撑组件的一侧，且所述第一支撑组件底部支撑于坚硬底板上；以及顶支护板，其由所述第一支撑组件和第二支撑组件共同支撑，且与巷道顶板相接触，且所述顶支护板上设置有多个嵌入至巷道顶板深处的顶锚杆。进一步，作为优选，所述主支撑部包括第二上支撑、第二中支撑以及第二调节缸，其中，多个第二中支撑依次螺纹连接，且位于最上方的第二中支撑与第二上支撑螺纹连接，位于最下方的第二中支撑具有向下凸起的卡柱，所述第二上支撑上还固定有第二调节缸；所述分离部包括依次相连的第二下支撑和第二底座，所述第二下支撑具有向内凹陷的卡槽，所述卡槽用于容置所述卡柱。
5.进一步，作为优选，所述第一支撑组件包括第一上支撑、第一中支撑以及第一下支撑，其中，多个第一中支撑依次螺纹连接，且位于最上方的第一中支撑与第一上支撑螺纹连接，位于最下方的第一中支撑的底部螺纹连接有第一下支撑，所述第一下支撑的下方连接有第一底座，所述第一上支撑还固定有第一调节缸。
6.进一步，作为优选，还包括铰接座，其固定于所述第二支撑组件的一侧，且所述铰接座中限位铰接有铰接臂，所述铰接臂远离所述铰接座的一端固定有固定套筒，所述固定套筒能够固定在相邻的第一支撑组件上。
7.进一步，作为优选，相邻两个第二支撑组件的主支撑部之间采用加固杆相连。
8.进一步，作为优选，所述铰接臂在铰接座中的偏转角度为3
°
~8
°
。
9.进一步，作为优选，所述非坚硬底板的上表面还构建有凹槽，凹槽内注浆形成有坚固层。
10.进一步，作为优选，所述底锚杆由锚杆下入组件送至非坚硬底板的锚孔中，所述锚杆下入组件包括安装座、丝杠、注浆泵、转动驱动仓以及注浆管，其中，所述安装座上转动设置有具有动力的丝杠，所述丝杠上传动连接有丝母座，所述丝母座上连接有滑座，所述滑座限位滑动设置于滑轨上，所述滑轨固定于所述安装座上，所述滑座上固定有注浆泵，所述注浆泵的进料端采用三通管分别与压裂液供给罐、浆液供给罐连通，所述注浆泵的出料端密封转动设置有注浆管，所述注浆管能够与底锚杆螺纹连接，所述底锚杆穿过转动驱动仓，所述转动驱动仓中对称转动设置有滚轮，所述底锚杆位于两个滚轮之间，所述滚轮由驱动电机所驱动。
11.进一步，作为优选，还包括液压检测器，其设置在所述注浆泵的出料端，所述底锚杆为注浆锚杆，且下入底锚杆时，先通过底锚杆注入压裂液，此时通过液压检测器检测注液阻力，当注液阻力低于阈值时，则继续注入压裂液，当液压检测器检测注液阻力大于阈值时，则停止注入压裂液，并开始注入浆液。
12.一种基于煤矿井下非坚硬底板的巷道支护方法，包括如下步骤：步骤一：组装第一支撑组件，并通过多个第一支撑组件将顶支护板抵靠于巷道顶板上，此时第一支撑组件的底部接触于坚硬底板位置处；步骤二：将顶锚杆锚固于巷道顶板深处，并连接于顶支护板上；步骤三：在非坚硬底板位置处构建凹槽并在凹槽内注入浆液形成坚固层；步骤四：底锚杆由锚杆下入组件所驱动下入非坚硬底板的锚孔中；步骤五：下入底锚杆时，先通过底锚杆注入压裂液，此时通过液压检测器检测注液阻力，当注液阻力低于阈值时，则继续注入压裂液，当液压检测器检测注液阻力大于阈值时，则停止注入压裂液，并开始注入浆液；步骤六：拆除锚杆下入组件，组装第二支撑组件，并将第二支撑组件连接支撑于顶支护板与底锚杆之间；步骤七：将铰接座固定于第二支撑组件的一侧，且所述铰接座中限位铰接有铰接臂，所述铰接臂远离所述铰接座的一端固定有固定套筒，所述固定套筒能够固定在相邻的第一支撑组件上。
13.与现有技术相比，本发明提供了一种基于煤矿井下非坚硬底板的巷道支护装置及方法，具备以下有益效果：第一点：本发明实施例中，通过第一支撑组件和第二支撑组件可以对巷道进行支护，并且针对非坚硬底板，还可通过配置底锚杆进行加固，保证在恶劣支护条件下的支护效果；另外，第二支撑组件包括主支撑部和分离部，所述分离部可分离的连接于所述主支撑部的下方，如此，当非坚硬底板出现特殊状况时，例如突然坍塌时或者突然凹陷时，分离部可自然脱离主支撑部，减少因非坚硬底板出现问题而影响整体支护效果的情况；而在一般情况下，分离部又可为主支撑部提供支撑。
14.第二点：本发明实施例中，锚杆下入组件被配置为：在非坚硬底板的条件下，初始
阶段，当注液阻力低于阈值时，此时继续注入压裂液，从而实现进一步的裂隙改造，使其更加破碎，便于后续注浆时，浆液能够渗入非坚硬底板中底板的各个位置，从而实现了对于底板的改造，而初始阶段，当注液阻力高于阈值时，此时可直接注入浆液，依靠浆液自身的压力渗入底板的四周，从而实现了对于底板的简易改造。
附图说明
15.图1为一种基于煤矿井下非坚硬底板的巷道支护装置的结构示意图；图2为一种基于煤矿井下非坚硬底板的巷道支护装置中第一支撑组件的结构示意图；图3为一种基于煤矿井下非坚硬底板的巷道支护装置中第二支撑组件的结构示意图；图4为一种基于煤矿井下非坚硬底板的巷道支护装置中锚杆下入组件的结构示意图；图中：1、顶支护板；2、第一支撑组件；3、第二支撑组件；4、底锚杆；5、锚杆下入组件；6、顶锚杆；7、加固杆；8、铰接座；9、铰接臂；10、固定套筒；11、坚固层；21、第一上支撑；22、第一中支撑；23、第一下支撑；24、第一底座；25、第一调节缸；31、第二上支撑；32、第二中支撑；33、第二下支撑；34、卡柱；35、卡槽；36、第二底座；37、第二调节缸；51、安装座；52、丝杠；53、滑轨；54、滑座；55、注浆泵；56、注浆管；57、转动驱动仓；58、驱动电机。
具体实施方式
16.实施例1：请参阅图1～图4，本发明实施例中，一种基于煤矿井下非坚硬底板的巷道支护装置，包括：至少两个对称设置的第二支撑组件3，其底部支撑于非坚硬底板上，所述第二支撑组件3包括主支撑部和分离部，所述分离部可分离的连接于所述主支撑部的下方，且所述分离部的下方连接有底锚杆4，所述底锚杆4锚固于非坚硬底板中；第一支撑组件2，其设置于所述第二支撑组件3的一侧，且底部支撑于坚硬底板上；以及顶支护板1，其由所述第一支撑组件2和第二支撑组件3共同支撑，且与巷道顶板相接触，且所述顶支护板1上设置有多个嵌入至巷道顶板深处的顶锚杆6。
17.也就是说，本实施例中，通过第一支撑组件2和第二支撑组件3可以对巷道进行支护，并且针对非坚硬底板，还可通过配置底锚杆进行加固，保证在恶劣支护条件下的支护效果；再者，第二支撑组件3包括主支撑部和分离部，所述分离部可分离的连接于所述主支撑部的下方，如此，当非坚硬底板出现特殊状况时，例如突然坍塌时或者突然凹陷时，分离部可自然脱离主支撑部，减少因非坚硬底板出现问题而影响整体支护效果的情况；而在一般情况下，分离部又可为主支撑部提供支撑。
18.本实施例中，如图3，所述主支撑部包括第二上支撑31、第二中支撑32以及第二调节缸37，其中，多个第二中支撑32依次螺纹连接，且位于最上方的第二中支撑与第二上支撑31螺纹连接，位于最下方的第二中支撑具有向下凸起的卡柱34，所述第二上支撑上还固定
有第二调节缸37；所述分离部包括依次相连的第二下支撑33和第二底座36，所述第二下支撑33具有向内凹陷的卡槽35，所述卡槽35用于容置所述卡柱34。
19.本实施例中，如图2，所述第一支撑组件2包括第一上支撑21、第一中支撑22以及第一下支撑23，其中，多个第一中支撑22依次螺纹连接，且位于最上方的第一中支撑22与第一上支撑21螺纹连接，位于最下方的第一中支撑22的底部螺纹连接有第一下支撑23，所述第一下支撑23的下方连接有第一底座24，所述第一上支撑21还固定有第一调节缸25。
20.本实施例中，还包括铰接座8，其固定于所述第二支撑组件3的一侧，且所述铰接座8中限位铰接有铰接臂9，所述铰接臂9的另一端固定有固定套筒10，所述固定套筒10能够固定于相邻的第一支撑组件2上。
21.另外，相邻两个第二支撑组件3的主支撑部之间采用加固杆7相连。
22.另外，所述铰接臂9可在铰接座8中偏转3
°
~8
°
。
23.也就是说，在本巷道支护装置中，上半支护装置具有较强的整体性，而下半支护装置则具有较强的独立性，保证当非坚硬底板特殊状况时，分离部可自然脱离主支撑部，减少因非坚硬底板出现问题而影响整体支护效果的情况，并且，此时主支撑部还可由旁侧的第一支撑组件2提供一定的支撑。
24.本实施例中，所述非坚硬底板的上表面还构建有凹槽，凹槽内注浆形成有坚固层11。
25.坚固层11可以为底锚杆4的锚固提供较好的工作面。
26.另外，所述底锚杆4由锚杆下入组件5送至非坚硬底板的锚孔中，所述锚杆下入组件5包括安装座51、丝杠52、注浆泵55、转动驱动仓57以及注浆管56，其中，所述安装座51上转动设置有具有动力的丝杠52，所述丝杠52上传动连接有丝母座，所述丝母座上连接有滑座54，所述滑座54限位滑动设置于滑轨53上，所述滑轨53固定于所述安装座51上，所述滑座54上固定有注浆泵55，所述注浆泵55的进料端采用三通管分别与压裂液供给罐、浆液供给罐连通，所述注浆泵55的出料端密封转动设置有注浆管56，所述注浆管56能够与底锚杆4螺纹连接，所述底锚杆4穿过转动驱动仓57，所述转动驱动仓57中对称转动设置有滚轮，所述底锚杆位于两个滚轮（图中未画出）之间，所述滚轮由驱动电机58所驱动。
27.本实施例中，还包括液压检测器，其设置在所述注浆泵的出料端，所述底锚杆为注浆锚杆，且下入底锚杆时，先通过底锚杆注入压裂液，此时通过液压检测器检测注液阻力，当注液阻力低于阈值时，则继续注入压裂液，当液压检测器检测注液阻力大于阈值时，则停止注入压裂液，并开始注入浆液。
28.需要解释的是，在非坚硬底板的条件下，初始阶段，当注液阻力低于阈值时，说明非坚硬底板中的底板坚硬程度较差，此时继续注入压裂液，从而实现进一步的裂隙改造，使其更加破碎，便于后续注浆时，浆液能够渗入底板的各个位置，从而实现了对于底板的改造，而初始阶段，当注液阻力高于阈值时，说明底板的坚硬程度较佳，此时可直接注入浆液，依靠浆液自身的压力渗入底板的四周，从而实现了对于底板的简易改造。
29.实施例2：一种基于煤矿井下非坚硬底板的巷道支护方法，包括如下步骤：步骤一：组装第一支撑组件2，并通过多个第一支撑组件2将顶支护板1抵靠于巷道顶板上，此时第一支撑组件2的底部接触于坚硬底板位置处；
步骤二：将顶锚杆6锚固于巷道顶板深处，并连接于顶支护板1上；步骤三：在非坚硬底板位置处构建凹槽并在凹槽内注入浆液形成坚固层11；步骤四：底锚杆4由锚杆下入组件5所驱动，并下入非坚硬底板的锚孔中；步骤五：下入底锚杆4时，先通过底锚杆4注入压裂液，此时通过液压检测器检测注液阻力，当注液阻力低于阈值时，则继续注入压裂液，当液压检测器检测注液阻力大于阈值时，则停止注入压裂液，并开始注入浆液；步骤六：拆除锚杆下入组件5，组装第二支撑组件3，并将其连接支撑于顶支护板1与底锚杆4之间，其中，第二底座36与底锚杆4螺纹连接；步骤七：将铰接座8固定于第二支撑组件3的一侧，且所述铰接座8中限位铰接有铰接臂9，所述铰接臂9的另一端固定有固定套筒10，所述固定套筒10能够固定于相邻的第一支撑组件2上。
30.以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。