利用导硐处理液压支架歪架倒架的方法
【专利摘要】本发明涉及一种利用导硐处理液压支架歪架倒架的方法，包括如下步骤：1）在歪斜或倾倒的液压支架前方进行导硐施工；2）采用工字钢棚对导硐进行补强支护；3）拉移液压支架进入导硐位置；4）导硐内扶正液压支架。本发明的有益效果在于：本发明采用“先控制顶板，抑制片帮冒顶，再扶正支架”的原则，实施导硐法对围岩进行控制，即对工作面歪架区域进行煤壁超前剥帮，剥帮区采用锚杆与钢筋梯联合使用、锚索与锚索梁联合使用、菱形网、单体支柱架棚联合支护。
【专利说明】利用导硐处理液压支架歪架倒架的方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种煤矿及金属矿山开采应用技术领域，尤其涉及一种利用导硐处理液压支架歪架倒架的方法。
【背景技术】
[0003]液压支架是煤矿综采工作面的重要设备之一，且数量最多，它能可靠而有效地支撑和控制工作面的顶板，隔离采空区，防止矸石进入回采工作面和推移输送机。它能否正常工作，对整个工作面的安全生产和高产高效至关重要。在工作面生产过程中，液压支架容易出现自动降架、死架、倒架等故障现象。歪架、倒架事故一旦发生，伴随着片帮、漏顶事故，对顶板管理极为不利，损坏机电设备，存在在严重安全生产隐患，而且歪架、倒架范围大，处理起来难度较大，时间长，严重制约安全生产。
[0004]目前通常采用的扶架方法主要是随着工作面推进逐步使用外力调整，一般使用单体支柱斜撑及液压千斤顶、链子牵引的方式，此种方式存在以下缺点:1、由于单体支柱、液压千斤顶、链子与支架为硬链接方式，刚性接触，扶正调整期间受力较大且不均，容易出现应力集中，发生崩断伤人事故，安全系数低;2、扶架幅度小，受支架相互挤压影响，调架幅度难以达到1cm以上，调整下侧支架时必须采取措施防止上侧支架向下挤压，操作过程繁琐，劳动强度大、效果差，且幅度大时两邻架支架缝隙过大，出现顶板矸石冒落事故;3、频繁的升降支架，破坏顶板，顶板破碎，局部为空洞，支架无法接实顶板，无初撑力，因此支架受重力作用有继续歪倒趋势，处理过程上出现反复;4、处理时间长，受工作面周期来压影响，出现周期性的片帮、漏顶，容易出现顶板事故，处理效果时好时坏，时间上难以控制;5、处理期间顶板冒落矸石多，影响煤质，推进速度慢，产量降低，经济效益差，容易出现采空区发火、瓦斯积聚等通防事故。
[0005]综采工作面片帮、漏顶、采高超高等是导致歪架、倒架的主要原因，而歪架、倒架又引起了片帮、漏顶，因此扶正支架的前提必须保证顶板完整，支架能够支撑顶板并到达初撑力。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是:提供一种利用导硐处理液压支架歪架倒架的方法，以解决上述技术问题。
[0007]本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案是:
一种利用导硐处理液压支架歪架倒架的方法，包括如下步骤:
1)在歪斜或倾倒的液压支架前方进行导硐施工；
2)采用工字钢棚对导硐进行补强支护；
3)拉移液压支架进入导硐位置； 4)导硐内扶正液压支架。
[0008]所述步骤I)具体为:在液压支架前方顶板相对完整，无片帮、漏顶位置，开始剥帮，掘进导硐，随即用锚杆、锚索对导硐的顶帮进行支护，支护参数参照切眼支护形式。
[0009]所述导硐长轴方向与综采工作面推进方向一致，掘进3m宽的导硐，其始末端均略超出歪斜或倾倒的液压支架范围，沿顶板掘进，高度与综采工作面正常采高相同，并留有围岩变形空间。
[0010]导硐采用锚网索进行支护，顶帮支护锚杆采用Φ 20 X 2100mm左螺旋细丝螺纹钢锚杆，顶板锚杆间排距为800X750mm，配套使用Φ 14钢筋梯，以增强顶板支护的整体性，每根锚杆选用2卷树脂锚固剂固定，选用8#铁丝编制的菱形金属网护顶帮，帮部锚杆间排距为1000X 800mm，锚索规格?17.8X6500mm，选用4卷树脂锚固剂固定，配合11 #槽钢制作的锚索梁，3根锚索为一组，锚索梁方向与液压支架长轴方向重合，锚索布置间排距为1000 X1500mmo
[0011]所述的顶帮支护锚杆选用牌号为HRB500，所述树脂锚固剂的规格为MSCK2550。
[0012]所述步骤2)具体为:向前掘进导硐的同时，两组工字钢棚沿导硐长轴中心线左右对称，且每组工字钢棚共支设3路工字钢棚加强支护，工字钢棚间距1.4m，工字钢每3m—根，两组相邻的工字钢棚首尾相接，呈3条直线，单体支柱排距Im，单体支柱通过柱鞋对巷道底板施加作用力，通过柱帽对巷道顶板施加作用力，所述柱帽及柱鞋面积应足够大，以避免陷入巷道顶底板。
[0013]所述的柱鞋包括柱鞋主体，柱鞋主体的上端面中部设有柱筒和柱窝，该柱窝恰设在该柱筒的底部，该柱筒外壁与柱鞋主体之间设有加强筋，该柱鞋主体下端面上设有鞋钉。
[0014]所述步骤3)具体为:导硐补强支护完毕后，开始推进综采工作面，液压支架随综采工作面推进逐步前移，液压支架顶梁钻入导硐内的完整顶板，并托住架棚工字钢作为假顶，单体支柱和柱鞋则随着液压支架前移逐步回撤。
[0015]所述步骤4)具体为:液压支架大部分进入导硐后，开始使用单体支柱、千斤顶配合扶正压支架。
[0016]所述的扶正过程按照由上向下依次进行，小幅调正，采用多次重复进行的方式循环进行，直至全部扶正，工作面恢复正常生产。
[0017]本发明的工作原理:首先在煤矿综采工作面出现歪斜或倾倒的液压支架前方施工导硐，然后对导硐实施加固支护，将液压支架逐步拉移至导硐内，在完整顶板下扶正支架。
[0018]本发明的有益效果在于:1、本发明采用“先控制顶板，抑制片帮冒顶，再扶正支架”的原则，实施导硐法对围岩进行控制，即对工作面歪架区域进行煤壁超前剥帮，剥帮区采用锚杆与钢筋梯联合使用、锚索与锚索梁联合使用、菱形网、单体支柱架棚联合支护。2、作业安全系数高，一方面，剥帮导硐施工期间在顶板完整条件下进行掘进支护作业，围岩在主动支护状态下，显著降低顶板事故率，另一方面在扶架期间由于升降支架时顶板受工字钢及相邻支架的支撑作用不下沉，支架自由度较高，避免片帮、冒顶事故的扩展。3、时间上可控，效率高，剥帮及扶架各工序所用时间能够大致预测，基本无不确定因素，工期可预知，矿井可据此统筹全矿生产，便于生产组织协调。扶架期间由于支架均有初撑力，相互之间挤压程度低，支架约束度小，调架幅度大，基本不会出现加重情况，效果明显。4、对设备损害轻，由于片帮、漏顶情况得到遏制，架前、架间矸石少，支架运行阻力小，减少对液压千斤顶破坏，及运输设备的磨损，另外支架支撑顶板不会出现点接触，避免应力集中，造成支架局部受力变形。5、操作简单，劳动强度低。扶正支架期间除需搬运、升降单体、支架外，无需清矸，挂网造假顶，基本无其他工作量，大幅降低工人劳动强度。6、本发明对导硐围岩实行全支护方式，能够很好地控制围岩变形，利于顶板管理，可以为支架调整提供较为宽敞、不受约束的空间，作业方式简单可控，安全系数高。
【附图说明】
[0019]图1为本发明预掘导硐布置平面图；
图2为本发明预掘导硐布置平面图；
图3是柱鞋的结构示意图。
[0020]其中，1-液压支架，2-工字钢棚，3-锚索梁，4-单体支柱，5-导硐，6_锚索，7_锚杆，8-柱鞋主体，9_柱筒，10-柱窝，11-加强筋，12-鞋钉。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图进一步说明本发明的实施例。
[0022]参照图1、图2和图3，本【具体实施方式】所述的一种利用导硐处理液压支架歪架倒架的方法，包括如下步骤:
1)在歪斜或倾倒的液压支架I前方进行导硐5施工；
2)采用工字钢棚2对导硐5进行补强支护；
3)拉移液压支架I进入导硐5位置；
4)导硐5内扶正液压支架I。
[0023]所述步骤I)具体为:在液压支架I前方顶板相对完整，无片帮、漏顶位置，开始剥帮，掘进导硐5，随即用锚杆7、锚索6对导硐5的顶帮进行支护，支护参数参照切眼支护形式。
[0024]所述导硐5长轴方向与综采工作面推进方向一致，掘进3m宽的导硐5，其始末端均略超出歪斜或倾倒的液压支架I范围，沿顶板掘进，高度与综采工作面正常采高相同，并留有围岩变形空间。
[0025]导硐5采用锚网索进行支护，顶帮支护锚杆采用Φ 20 X 2100mm左螺旋细丝螺纹钢锚杆，顶板锚杆间排距为800X750mm，配套使用Φ 14钢筋梯，以增强顶板支护的整体性，每根锚杆选用2卷树脂锚固剂固定，选用8#铁丝编制的菱形金属网护顶帮，帮部锚杆间排距为1000 X 800mm，锚索6规格Φ 17.8 X 6500mm，选用4卷树脂锚固剂固定，配合11#槽钢制作的锚索梁3，3根锚索6为一组，锚索梁3方向与液压支架I长轴方向重合，锚索6布置间排距为1000X1500mmo
[0026]所述的顶帮支护锚杆选用牌号为HRB500，所述树脂锚固剂的规格为MSCK2550。
[0027]所述步骤2)具体为:向前掘进导硐5的同时，两组工字钢棚2沿导硐5长轴中心线左右对称，且每组工字钢棚2共支设3路工字钢棚2加强支护，工字钢棚2间距1.4m，工字钢每3m一根，两组相邻的工字钢棚2首尾相接，呈3条直线，单体支柱4排距Im，单体支柱通过柱鞋对巷道底板施加作用力，通过柱帽对巷道顶板施加作用力，所述柱帽及柱鞋面积应足够大，以避免陷入巷道顶底板。
[0028]所述的柱鞋包括柱鞋主体8，柱鞋主体8的上端面中部设有柱筒9和柱窝10，该柱窝10恰设在该柱筒9的底部，该柱筒9外壁与柱鞋主体8之间设有加强筋11，该柱鞋主体8下端面上设有鞋钉12。
[0029]所述步骤3)具体为:导硐5补强支护完毕后，开始推进综采工作面，液压支架I随综采工作面推进逐步前移，液压支架I顶梁钻入导硐内的完整顶板，并托住架棚工字钢作为假顶，单体支柱4和柱鞋则随着液压支架I前移逐步回撤。
[0030]所述步骤4)具体为:液压支架I大部分进入导硐5后，开始使用单体支柱4、千斤顶配合扶正压支架。
[0031]所述的扶正过程按照由上向下依次进行，小幅调正，采用多次重复进行的方式循环进行，直至全部扶正，工作面恢复正常生产。
[0032]本发明的工作原理:首先在煤矿综采工作面出现歪斜或倾倒的液压支架前方施工导硐，然后对导硐实施加固支护，将液压支架逐步拉移至导硐内，在完整顶板下扶正支架。本发明对导硐围岩实行全支护方式，能够很好地控制围岩变形，利于顶板管理，可以为支架调整提供较为宽敞、不受约束的空间，作业方式简单可控，安全系数高。
[0033]本【具体实施方式】的工作原理:首先在煤矿综采工作面出现歪斜或倾倒的液压支架前方施工导硐，然后对导硐实施加固支护，将液压支架逐步拉移至导硐内，在完整顶板下扶正支架。
[0034]本【具体实施方式】的有益效果在于:1、本发明采用“先控制顶板，抑制片帮冒顶，再扶正支架”的原则，实施导硐法对围岩进行控制，即对工作面歪架区域进行煤壁超前剥帮，剥帮区采用锚杆与钢筋梯联合使用、锚索与锚索梁联合使用、菱形网、单体支柱架棚联合支护。2、作业安全系数高，一方面，剥帮导硐施工期间在顶板完整条件下进行掘进支护作业，围岩在主动支护状态下，显著降低顶板事故率，另一方面在扶架期间由于升降支架时顶板受工字钢及相邻支架的支撑作用不下沉，支架自由度较高，避免片帮、冒顶事故的扩展。3、时间上可控，效率高，剥帮及扶架各工序所用时间能够大致预测，基本无不确定因素，工期可预知，矿井可据此统筹全矿生产，便于生产组织协调。扶架期间由于支架均有初撑力，相互之间挤压程度低，支架约束度小，调架幅度大，基本不会出现加重情况，效果明显。4、对设备损害轻，由于片帮、漏顶情况得到遏制，架前、架间矸石少，支架运行阻力小，减少对液压千斤顶破坏，及运输设备的磨损，另外支架支撑顶板不会出现点接触，避免应力集中，造成支架局部受力变形。5、操作简单，劳动强度低。扶正支架期间除需搬运、升降单体、支架外，无需清矸，挂网造假顶，基本无其他工作量，大幅降低工人劳动强度。6、本发明对导硐围岩实行全支护方式，能够很好地控制围岩变形，利于顶板管理，可以为支架调整提供较为宽敞、不受约束的空间，作业方式简单可控，安全系数高。
[0035]本发明的具体实施例不构成对本发明的限制，凡是采用本发明的相似结构及变化，均在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种利用导硐处理液压支架歪架倒架的方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)在歪斜或倾倒的液压支架前方进行导硐施工； 2)采用工字钢棚对导硐进行补强支护； 3 )拉移液压支架进入导硐位置； 4)导硐内扶正液压支架。2.如权利要求1所述的一种利用导硐处理液压支架歪架倒架的方法，其特征在于:所述步骤I)具体为:在液压支架前方顶板相对完整，无片帮、漏顶位置，开始剥帮，掘进导硐，随即用锚杆、锚索对导硐的顶帮进行支护。3.如权利要求2所述的一种利用导硐处理液压支架歪架倒架的方法，其特征在于:所述导硐长轴方向与综采工作面推进方向一致，掘进3m宽的导硐，其始末端均略超出歪斜或倾倒的液压支架范围，沿顶板掘进，高度与综采工作面正常采高相同，并留有围岩变形空间。4.如权利要求2所述的一种利用导硐处理液压支架歪架倒架的方法，其特征在于:导硐采用锚网索进行支护，顶帮支护锚杆采用Φ 20 X 2100mm左螺旋细丝螺纹钢锚杆，顶板锚杆间排距为800X750mm，配套使用Φ 14钢筋梯，以增强顶板支护的整体性，每根锚杆选用2卷树脂锚固剂固定，选用8#铁丝编制的菱形金属网护顶帮，帮部锚杆间排距为1000 X 800mm，锚索规格Φ 17.8X6500mm，选用4卷树脂锚固剂固定，配合11#槽钢制作的锚索梁，3根锚索为一组，锚索梁方向与液压支架长轴方向重合，锚索布置间排距为1000 X 1500_。5.如权利要求1所述的一种利用导硐处理液压支架歪架倒架的方法，其特征在于:所述步骤2)具体为:向前掘进导硐的同时，两组工字钢棚沿导硐长轴中心线左右对称，且每组工字钢棚共支设3路工字钢棚加强支护，工字钢棚间距1.4m，工字钢每3m—根，两组相邻的工字钢棚首尾相接，呈3条直线，单体支柱排距lm，单体支柱通过柱鞋对巷道底板施加作用力，通过柱帽对巷道顶板施加作用力，所述柱帽及柱鞋面积应足够大，以避免陷入巷道顶底板。6.如权利要求1所述的一种利用导硐处理液压支架歪架倒架的方法，其特征在于:所述步骤3)具体为:导硐补强支护完毕后，开始推进综采工作面，液压支架随综采工作面推进逐步前移，液压支架顶梁钻入导硐内的完整顶板，并托住架棚工字钢作为假顶，单体支柱和柱鞋则随着液压支架前移逐步回撤。7.如权利要求1所述的一种利用导硐处理液压支架歪架倒架的方法，其特征在于:所述步骤4)具体为:液压支架大部分进入导硐后，开始使用单体支柱、千斤顶配合扶正压支架。8.如权利要求7所述的一种利用导硐处理液压支架歪架倒架的方法，其特征在于:所述的扶正过程按照由上向下依次进行，小幅调正，采用多次重复进行的方式循环进行，直至全部扶正，工作面恢复正常生产。
【文档编号】E21F17/00GK105840236SQ201610197773
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】王绪奎, 王召强, 孙磊, 徐明武, 李振武, 王绪乐
【申请人】济宁矿业集团有限公司