專利名稱：大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷幫部支護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種井下大傾角厚煤層中留小煤柱沿空掘巷上回風(fēng)巷上幫支護(hù) 裝置，具體涉及處在大傾角厚煤層中留小煤柱沿空掘巷時(shí)上回風(fēng)巷小煤柱一側(cè)煤 幫支護(hù)中的支架，它與金屬網(wǎng)、高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨桿、鋼帶聯(lián)合組成一種支護(hù)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在大傾角厚煤層中留小煤柱沿空掘進(jìn)上回風(fēng)巷時(shí)，一般情況下巷道上幫和底 板都處在煤層中。受上階段工作面推進(jìn)時(shí)的采動(dòng)影響和采空區(qū)老塘水的長(zhǎng)期浸泡 作用，巷道上幫小煤柱煤體松軟，整體性差，煤層與其頂?shù)装逯g由于浸潤(rùn)作用 抗剪強(qiáng)度明顯降低，巷道開(kāi)挖后，在小煤柱自重應(yīng)力和采空區(qū)老塘水壓力作用下， 小煤柱煤體極易向下抽冒滑落，對(duì)巷道的穩(wěn)定、巷道內(nèi)的人員和設(shè)備安全構(gòu)成威脅，給安全生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重隱患。目前，大傾角厚煤巷道支護(hù)有的釆用傳統(tǒng)的u型鋼可縮性支架或工字鋼支架的棚式支護(hù)方式，有的采用錨網(wǎng)帶支護(hù)。采用棚式支 護(hù)時(shí)，棚腳不穩(wěn)，難以阻止巷道上幫小煤柱的下滑，而且在頂板壓力作用下極易 產(chǎn)生大變形，難以控制巷道穩(wěn)定。錨網(wǎng)帶聯(lián)合支護(hù)雖然能在"定程度上改善巷道 兩幫煤壁的完整性和應(yīng)力狀態(tài)，增強(qiáng)煤體的自承載能力，但仍然難以防止巷道上 幫小煤柱的整體抽冒滑落，因此，必須尋找更為理想的新型支護(hù)方式才能有效地 解決大傾角厚煤層中巷道上幫的支護(hù)難題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是在于提供了一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷幫部支護(hù) 裝置，該裝置與金屬網(wǎng)、預(yù)應(yīng)力錨桿、鋼帶支護(hù)結(jié)構(gòu)配套使用，實(shí)現(xiàn)了在大傾角 厚煤層中對(duì)巷道上幫的支護(hù)，本發(fā)明由支架將金屬網(wǎng)、預(yù)應(yīng)力錨桿、鋼帶支護(hù)結(jié) 構(gòu)進(jìn)一步固定在巷道壁面上，形成了一道堅(jiān)實(shí)的支護(hù)墻，大大提高了整體支護(hù)效應(yīng)，保證了巷道內(nèi)施工作業(yè)的安全。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施為了加強(qiáng)巷道上幫的支護(hù)，在常用的金屬網(wǎng)、預(yù)應(yīng)力錨桿、鋼帶等支護(hù)結(jié)構(gòu) 的基礎(chǔ)上，在緊貼并垂直于鋼帶的表面布置支腿，支腿用14tt礦用工字鋼制作， 為了固定支腿，在支腿上、下兩端各焊接一個(gè)用鋼板制作的三角形固定支架，三 角形固定支架由橫支撐和斜支撐組成，在橫支撐和斜支撐的表面上各開(kāi)有一個(gè)便 于固定錨桿穿過(guò)的4)40mra錨桿孔，在兩個(gè)錨桿孔之間加焊一個(gè)4) 40的套管，以 提高橫支撐和斜支撐的支撐能力。一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷幫部支護(hù)裝置，它包括支腿、三角形固 定支架、支腿橫撐和上、下端固定錨桿，其特征在于所述支腿呈"工"字 型，在支腿的上、下端各焊有一個(gè)三角形固定支架，支腿上端和下端的固定錨 桿穿過(guò)三角形固定支架的錨桿孔， 一段錨入巷道頂、底板穩(wěn)定巖層中，另 一端掛上托板將支腿上、下端固定在巷道上幫煤壁上，與金屬網(wǎng)、高強(qiáng)預(yù)應(yīng) 力錨桿、鋼帶支護(hù)聯(lián)合形成一個(gè)堅(jiān)強(qiáng)的支護(hù)整體。所述的支腿采用14tt礦用工字鋼制作，其翼緣的一面緊貼并垂直于鋼 帶，支腿的上、下端各焊有一個(gè)三角形固定支架。所述的三角形固定支架由橫支撐和斜支撐分別組成一個(gè)上端夾角為 30°和下端夾角為60°的三角形，橫支撐和斜支撐上分別開(kāi)有上、下端固 定穿過(guò)的4)40腿錨桿孔，以利于上、下端固定錨桿穿過(guò)。所述的支腿固定支架的支撐套管，用4)40mm的鋼管制作，并與固定支 架上的錨桿孔焊接，用以提高在安裝固定錨桿時(shí)橫支撐和斜支撐的支撐能 力。所述的支腿上、下端固定錨桿采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨桿，錨固時(shí)，錨桿穿 過(guò)固定支架中的橫支撐和斜支撐之間的支撐套管，分別與巷道軸線水平面 成60°和30°的夾角錨入煤層頂?shù)装宸€(wěn)定巖層內(nèi)，起到固定支腿的作用。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果在大傾角厚煤層掘進(jìn)巷道上幫支護(hù)中，釆用支腿、錨帶網(wǎng)的聯(lián)合支護(hù)方式， 可以改善巷道上幫的應(yīng)力分布，起到良好的整體支護(hù)效果，與棚架支護(hù)和錨帶網(wǎng) 支護(hù)相比，能有效地提升整體支護(hù)的可靠性和安全性，更加保障了巷道施工作業(yè)的安全，有效地防止了小煤柱抽冒滑落，解決了大傾角厚煤層中的巷道支護(hù)技術(shù) 難題，而且支護(hù)材料取材容易，制作和施工簡(jiǎn)單，支護(hù)安全、可靠，大大節(jié)約支 護(hù)成本，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。


圖1為一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷幫部支護(hù)裝置結(jié)構(gòu)示意2為一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷幫部支護(hù)裝置上端固定 支架A—A剖面3為一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷幫部支護(hù)裝置上端固定 支架B—B剖面4為一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷幫部支護(hù)裝置下端固定 支架C—C剖面5為一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷幫部支護(hù)裝置下端固定 支架D—D剖面6為一種大傾角厚煤層掘巷幫部支護(hù)立面圖 其中l(wèi)一支腿，2A、 2B—橫支撐，3A、 3B —斜支撐，4A、 4B—支撐套管， 5A—上端固定錨桿，5B —下端固定錨桿，6A、 6B—托板，7A、 7B—三角形固定支 架，8 —金屬網(wǎng)，9一高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨桿，10—M4鋼帶，ll一預(yù)應(yīng)力錨桿托板，12 — 支腿橫撐。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷幫部支護(hù)裝置，它包括支腿1、三角形固定支架7A、 7B、支腿橫撐12和上、下端固定錨桿5A、 5B，其特 征在于所述支腿l呈"工"字型，在支腿1的上、下端各焊有一個(gè)三角形固定 支架7A、 7B，支腿1上端和下端固定錨桿5A、 5B穿過(guò)三角形固定支架7A、 7B的錨桿孔， 一段錨入巷道頂、底板穩(wěn)定巖層中，另一端掛上托板6A、 6B將支腿1上、下端固定在巷道上幫煤壁上，與金屬網(wǎng)8、高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨桿9、 M4鋼帶10等支護(hù)結(jié)構(gòu)聯(lián)合形成一個(gè)堅(jiān)強(qiáng)的支護(hù)整體。所述的支腿1采用14ft礦用工字鋼制作，其翼緣的一面緊貼并垂直于 M4鋼帶10，支腿1的上、下端各焊有一個(gè)三角形固定支架7A、 7B。所述的三角形固定支架7A、 7B由橫支撐2A、 2B和斜支撐3A、 3B分 別組成一個(gè)上端夾角為30°和下端夾角為60°的三角形。橫支撐2A、 2B 和斜支撐3A、 3B上分別開(kāi)有上、下端固定錨桿5A、 5B穿過(guò)的錨桿孔，錨 桿孔為4)40mm，以便上、下端固定錨桿5A、 5B穿過(guò)。在支腿l固定三角 形支架7A、 7B的橫支撐2A、 2B和斜支撐3A、 3B之間，用支撐套管4A、 4B與固定支架上的錨桿孔焊接并作支撐連接，用以提高在安裝固定錨桿 5A、 5B時(shí)橫支撐2A、 2B和斜支撐3A、 3B的支撐能力。所述的上、下端固定錨桿5A、 5B采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨桿，穿過(guò)固定三 角形支架7A、 7B中的橫支撐2A、 2B和斜支撐3A、 3B之間的支撐套管4A， 4B，分別與巷道軸線水平面成60°和30°的夾角錨入巷道頂、底板穩(wěn)定巖 層內(nèi)，起到固定支腿1的作用。煤礦巷道幵挖后，立即整平壁面，按照常規(guī)支護(hù)方式，先掛金屬網(wǎng)8， 安裝高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨桿9，再沿巷道走向安裝M4鋼帶10，在緊貼M4鋼帶10 掛上高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨桿9的托板11，在垂直M4鋼帶10的表面安裝支腿1， 通過(guò)支腿l的上、下端三角形固定支架7A、 7B的錨桿孔分別向巷道頂、 底板穩(wěn)定巖層中各打一個(gè)錨孔，上、下端固定錨桿5A、 5B的一段穿過(guò)三 角形固定支架7A、 7B的錨桿孔固定在巷道頂、底板穩(wěn)定巖層中，另一端 掛上托板6A、 6B后將支腿1緊緊地固定在巷道幫部的煤壁上，上端固定 錨桿5A的仰角為60° ，下端固定錨桿5B的俯角為30° ，支腿1與支腿1 之間以支腿橫撐12連結(jié)，以確保支腿1的側(cè)向穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1. 一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷幫部支護(hù)裝置置，它包括支腿(1)、三角形固定支架(7A、7B)、支腿橫撐(12)和上、下端固定錨桿(5A、5B)，其特征在于所述支腿(1)呈工字型，在支腿(1)的上、下端各焊有一個(gè)三角形固定支架(7A、7B)，支腿(1)上端和下端的固定錨桿(5A、5B)穿過(guò)三角形固定支架(7A、7B)的錨桿孔，一段錨入巷道頂、底板穩(wěn)定巖層中，另一端掛上托板(6A、6B)將支腿(1)上、下端固定在巷道上幫煤壁上，與金屬網(wǎng)(8)、高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨桿(9)、M4鋼帶(10)聯(lián)合支護(hù)形成一個(gè)支護(hù)整體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷幫部 支護(hù)裝置，其特征在于所述的支腿(1)采用14ft礦用工字鋼制作，其翼 緣的一面緊貼并垂直于M4鋼帶(10)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷幫部 支護(hù)裝置，其特征在于三角形固定支架(7A、 7B)由橫支撐(2A、 2B) 和斜支撐(3A、 3B)分別組成一個(gè)上端夾角為30°和下端夾角為60°的三 角形，橫支撐(2A、 2B)和斜支撐(3A、 3B)上分別開(kāi)有上、下端固定錨 桿(5A、 5B)穿過(guò)的錨桿孔。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷幫部 支護(hù)裝置，其特征在于在支腿(l)上固定三角形支架(7A、 7B)的橫支 撐(2A、 2B)和斜支撐(3A、 3B)之間，用支撐套管(4A、 4B)與固定三 角形支架(7A、 7B)上的錨桿孔焊接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷幫部 支護(hù)裝置，其特征在于上、下端固定錨桿(5A、 5B)釆用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨 桿(9)，高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨桿(9)穿過(guò)三角形固定支架(7A、 7B)中的橫支撐(2A、 2B)和斜支撐(3A、 3B)之間的支撐套管(4A， 4B)，分別與巷道軸線水 平面成60°和30°的夾角錨入巷道頂、底板巖層內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷幫部支護(hù)裝置，它包括支腿、三角形固定支架、支腿橫撐和固定錨桿，支腿呈“工”字型，在支腿的上、下端各焊有一個(gè)三角形固定支架，支腿上端和下端的固定錨桿穿過(guò)三角形固定支架的錨桿孔，一段錨入巷道頂、底板穩(wěn)定巖層中，另一端掛上托板，將支腿上、下端固定在巷道上幫煤壁上，與金屬網(wǎng)、高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨桿、鋼帶等支護(hù)聯(lián)合形成一個(gè)堅(jiān)強(qiáng)的支護(hù)整體。本發(fā)明取材容易，施工簡(jiǎn)單，支護(hù)安全、可靠，有效地提升了整體支護(hù)的可靠性和安全性，解決了處于大傾角厚煤層中的巷道支護(hù)技術(shù)難題，對(duì)防止煤層抽冒滑落具有很好的支護(hù)效果，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
文檔編號(hào)E21D15/00GK101265806SQ200810047590
公開(kāi)日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2008年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月6日
發(fā)明者劉泉聲, 肖春喜, 薛俊華, 亮 袁, 瑋 高 申請(qǐng)人:煤礦瓦斯治理國(guó)家工程研究中心;中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所