采煤工作面切眼支護(hù)結(jié)構(gòu)及其支護(hù)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及煤礦綜采工作面的支護(hù)，具體是一種采煤工作面切眼支護(hù)結(jié)構(gòu)及其支護(hù)方法。包括棚腿、棚梁、直梁、支柱，其特征在于，棚腿由直段和彎曲的弧段組成，包括左棚腿、可撤棚腿、右棚腿；棚梁由直段和彎曲的弧段組成，包括左棚梁、可撤棚梁、右棚梁；直梁包括左直梁和右直梁；左棚腿與左棚梁、右棚腿與右棚梁分別通過弧段搭接，左棚梁的直段與左直梁的一端搭接，左直梁的另一端與右直梁一端搭接，右直梁的另一端與右棚梁的直段搭接，左直梁、右直梁下方均設(shè)有支柱；所述左棚腿、左棚梁、左直梁、右直梁、右棚梁、右棚腿構(gòu)成雙心平頂拱支架結(jié)構(gòu)。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：切眼掘進(jìn)、擴(kuò)面一次性施工，支護(hù)環(huán)節(jié)簡化，安全系數(shù)高，可提高工效、降低支護(hù)成本。
【專利說明】采煤工作面切眼支護(hù)結(jié)構(gòu)及其支護(hù)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤礦開采綜采工作面的支護(hù)，具體是一種采煤工作面切眼支護(hù)結(jié)構(gòu)及其支護(hù)方法。
技術(shù)背景
[0002]目前，綜合機(jī)械化回采工藝得到了普遍推廣和應(yīng)用，綜采工作面切眼的安裝準(zhǔn)備是工作面回采的重要環(huán)節(jié)，也是安全管理的重點(diǎn)?，F(xiàn)有方法是(參見圖1、圖2):掘進(jìn)工作面上風(fēng)下運(yùn)到位后，按照正常施工方法采用金屬拱形支架11掘進(jìn)切眼，切眼與上風(fēng)或下運(yùn)貫通后，進(jìn)行安裝前的準(zhǔn)備工作，首先進(jìn)行加補(bǔ)大板12，大板12長度3.8米，在拱形支架棚梁之間一梁三柱形式進(jìn)行加補(bǔ)。全切眼加補(bǔ)大板12完成之后，在進(jìn)行擴(kuò)面作業(yè)，擴(kuò)面時采用3.6m方木13做梁配合2.5m或2.8m單體液壓支柱8,—板四柱支護(hù),擴(kuò)面深度2400mm到2800mm，最終將采面擴(kuò)到7m寬。
[0003]上述先掘進(jìn)再加補(bǔ)擴(kuò)面的支護(hù)方式存在以下問題:
①環(huán)節(jié)復(fù)雜，切眼一次掘完后，還需要加補(bǔ)大板和擴(kuò)面兩步工作；
②安全系數(shù)低，工作面切眼在第一次掘進(jìn)中，已經(jīng)發(fā)生破壞移動，在擴(kuò)面中繼續(xù)進(jìn)行放炮作業(yè)，容易造成頂板破碎，易發(fā)冒頂事故；
③工作效率低，工期長，按照80米工作面切眼長度計算，掘進(jìn)、加補(bǔ)、擴(kuò)幫需要大約25-30天時間，時間夸度大，容易造成大板破損變形，在此情況下，需要再次加強(qiáng)支護(hù)；
④支護(hù)成本高，采面切眼加補(bǔ)擴(kuò)幫均需要3.6米或3.8米方木進(jìn)行支護(hù)，且投入使用后，無法進(jìn)行回收，僅方木投入就需要120m3，費(fèi)用10萬余元。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種安裝使用環(huán)節(jié)簡單、安全系數(shù)高、工作效率高且支護(hù)成本低的一種采煤工作面切眼支護(hù)結(jié)構(gòu)及其支護(hù)方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種采煤工作面切眼支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括棚腿、棚梁、直梁、支柱，所述棚腿由直段和彎曲的弧段組成，包括左棚腿、可撤棚腿、右棚腿；所述棚梁由直段和彎曲的弧段組成，包括左棚梁、可撤棚梁、右棚梁；所述直梁包括左直梁和右直梁；所述左棚腿與左棚梁、右棚腿與右棚梁分別通過弧段搭接，左棚梁的直段與左直梁的一端搭接，左直梁的另一端與右直梁一端搭接，右直梁的另一端與右棚梁的直段搭接，左直梁、右直梁下方均設(shè)有支柱；所述左棚腿、左棚梁、左直梁、右直梁、右棚梁、右棚腿構(gòu)成雙心平頂拱支架結(jié)構(gòu)。
[0006]上述雙心平頂拱支護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)方法，按以下步驟進(jìn)行:
a.采用由下向上掘進(jìn)或由上向下掘進(jìn)，將左棚腿與左棚梁、可撤棚腿與可撤棚梁的彎曲弧段分別搭接，用卡纜對搭接處進(jìn)行固定；
b.左棚梁、可撤棚梁的直段上部分別搭接左直梁，左直梁下部通過托梁用支柱支護(hù)?’左棚腿、左棚梁、左直梁、可撤棚梁、可撤棚腿配合托梁及支柱形成雙心平頂拱的左半部分； C.掘進(jìn)至5-10米時，進(jìn)行掘進(jìn)剩余擴(kuò)面，左直梁的右端搭接右直梁，并利用卡纜將左直梁、右直梁的搭接處進(jìn)行固定；將右棚梁、右棚腿的弧段相搭接、固定，再將右棚梁與右直梁用卡纜連接、固定；
d.掘進(jìn)至15m時，撤下可撤棚腿和可撤棚梁，在右直梁下部通過托梁用支柱支護(hù)。
[0007]采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是:
①支護(hù)環(huán)節(jié)簡化，掘進(jìn)工作面上風(fēng)下運(yùn)到位后，切眼掘進(jìn)、擴(kuò)面可一次性施工、完成。
[0008]②安全系數(shù)明顯提高，由于切眼掘進(jìn)與擴(kuò)面同步實(shí)施，避免了工作面頂板的二次破壞，在頂板管理上提高了安全操作性。
[0009]③工作效率高，這種支護(hù)結(jié)構(gòu)簡化了原來支架間的加補(bǔ)大板的過程，同時，也簡化了原來擴(kuò)面的煤炭運(yùn)輸時間，工作效率得到大幅度提高，按照80米工作面切眼長度計算，掘進(jìn)擴(kuò)面時間為15-18天，工作效率較原來做法提高40%。
[0010]④支護(hù)成本大幅度降低，這種支護(hù)方式避免了加補(bǔ)大板環(huán)節(jié)，僅此一項(xiàng)可減少坑木投入120m3，同時，在工時利用上可節(jié)省用工260個，綜合降低成本15萬元。
[0011]作為優(yōu)選，本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:
所述左棚腿和所述右棚腿的直段分別長800mm、彎曲的弧段分別長1535mm。
[0012]所述左棚梁和所述右棚梁的直段分別長400mm、彎曲的弧段分別長1535mm。
[0013]所述左直梁與右直梁的長度分別為2400mm，左直梁與右直梁相搭接的長度為700mmo
[0014]所述支柱為單體液壓支柱。
[0015]每四架由所述左棚腿、左棚梁、左直梁、右直梁、右棚梁、右棚腿構(gòu)成的雙心平頂拱支架之間，設(shè)置有兩根并列的托梁，一根托梁位于左直梁與其下部支柱之間，另一根托梁則位于右直梁與其下部支柱之間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中切眼變板支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是圖1的俯視圖。
[0018]圖3是本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4是雙心平頂拱左半部分支護(hù)示意圖。
[0020]圖5是圖4的俯視圖。
[0021]圖6是雙心平頂拱支架支護(hù)完成后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖7是圖6的俯視圖。
[0023]【專利附圖】

【附圖說明】:1 一左棚腿；2 —左棚梁；3 —左直梁；4 一可撤棚梁；5 —右直梁；6 —可撤棚腿；7 —托梁；8 —單體液壓支柱；9 一右棚梁；10 —右棚腿；11 一拱形支架；12 —大板；13 —方木。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，目的僅在于更好地理本
【發(fā)明內(nèi)容】
。
[0025]參見圖3，實(shí)施例給出的采煤工作面切眼支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括棚腿、棚梁、直梁、支柱，棚腿由直段和彎曲的弧段組成，包括左棚腿1、可撤棚腿6、右棚腿10 ;棚梁由直段和彎曲的弧段組成，包括左棚梁2、可撤棚梁4、右棚梁9 ;直梁包括左直梁3和右直梁5 ;左棚腿I與左棚梁2、右棚腿10與右棚梁9分別通過弧段搭接，左棚梁2的直段與左直梁3的一端搭接，左直梁3的另一端與右直梁5 —端搭接，右直梁5的另一端與右棚梁9的直段搭接，左直梁
3、右直梁5下方均設(shè)有單體液壓支柱8 ;左棚腿1、左棚梁2、左直梁3、右直梁5、右棚梁9、右棚腿10構(gòu)成雙心平頂拱支架結(jié)構(gòu)。
[0026]本實(shí)施例中，左棚腿I和右棚腿10的直段分別長800mm、彎曲的弧段分別長1535mm0
[0027]本實(shí)施例中，左棚梁2和右棚梁9的直段分別長400mm、彎曲的弧段分別長1535mm0
[0028]本實(shí)施例中，左直梁3與右直梁5的長度分別為2400_，左直梁3與右直梁5相搭接的長度為700mm。
[0029]本實(shí)施例中，每四架雙心平頂拱支架之間，設(shè)置有兩根并列的托梁7，托梁7采用^型鋼，一根托梁7位于左直梁3與其下部單體液壓支柱8之間，另一根托梁7則位于右直梁5與其下部單體液壓支柱8之間。
[0030]參見圖4-圖7，上述雙心平頂拱支護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)方法，具體步驟如下:
①采用由下向上掘進(jìn)或由上向下掘進(jìn)，將左棚腿1、左棚梁2，可撤棚腿6、可撤棚梁4的彎曲的弧段分別相搭接，用卡纜對搭接處進(jìn)行固定；
②左棚梁2、右棚梁9的直段上部搭接左直梁3，左直梁3下用π型鋼作為托梁7，托梁7下利用單體液壓支柱8做支護(hù)；左棚腿1、左棚梁2、左直梁3、可撤棚梁4、可撤棚腿6配合托梁7及單體液壓支柱8形成雙心平頂拱的左半部分；
③掘進(jìn)至5-10米時，進(jìn)行掘進(jìn)剩余擴(kuò)面，左直梁3的右端搭接右直梁5，并利用卡纜將左直梁3、右直梁5的搭接處進(jìn)行固定；將右棚梁9、右棚腿10的弧段相搭接、固定，再將搭接好的右棚梁9、右棚腿10與右直梁5用卡纜連接、固定；
④掘進(jìn)至15m時，撤下可撤棚腿6、可撤棚梁4，在右直梁5下用π型鋼作為托梁7，托梁7下利用單體液壓支柱8做支護(hù)。
【權(quán)利要求】
1.一種采煤工作面切眼支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括棚腿、棚梁、直梁、支柱，其特征在于，所述棚腿由直段和彎曲的弧段組成，包括左棚腿、可撤棚腿、右棚腿；所述棚梁由直段和彎曲的弧段組成，包括左棚梁、可撤棚梁、右棚梁；所述直梁包括左直梁和右直梁；所述左棚腿與左棚梁、右棚腿與右棚梁分別通過弧段搭接，左棚梁的直段與左直梁的一端搭接，左直梁的另一端與右直梁一端搭接，右直梁的另一端與右棚梁的直段搭接，左直梁、右直梁下方均設(shè)有支柱；所述左棚腿、左棚梁、左直梁、右直梁、右棚梁、右棚腿構(gòu)成雙心平頂拱支架結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采煤工作面切眼支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述左棚腿和所述右棚腿的直段分別長800mm、彎曲的弧段分別長1535mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采煤工作面切眼支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述左棚梁和所述右棚梁的直段分別長400mm、彎曲的弧段分別長1535mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采煤工作面切眼支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述左直梁與右直梁的長度分別為2400_，左直梁與右直梁相搭接的長度為700_。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采煤工作面切眼支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支柱為單體液壓支柱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采煤工作面切眼支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，每四架由所述左棚腿、左棚梁、左直梁、右直梁、右棚梁、右棚腿構(gòu)成的雙心平頂拱支架之間，設(shè)置有兩根并列的托梁，一根托梁位于左直梁與其下部支柱之間，另一根托梁則位于右直梁與其下部支柱之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述采煤工作面切眼支護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行: a.采用由下向上掘進(jìn)或由上向下掘進(jìn)，將左棚腿與左棚梁、可撤棚腿與可撤棚梁的彎曲弧段分別搭接，用卡纜對搭接處進(jìn)行固定； b.左棚梁、可撤棚梁的直段上部分別搭接左直梁，左直梁下部通過托梁用支柱支護(hù)?’左棚腿、左棚梁、左直梁、可撤棚梁、可撤棚腿配合托梁及支柱形成雙心平頂拱的左半部分； c.掘進(jìn)至5-10米時，進(jìn)行掘進(jìn)剩余擴(kuò)面，左直梁的右端搭接右直梁，并利用卡纜將左直梁、右直梁的搭接處進(jìn)行固定；將右棚梁、右棚腿的弧段相搭接、固定，再將右棚梁與右直梁用卡纜連接、固定； d.掘進(jìn)至15m時，撤下可撤棚腿和可撤棚梁，在右直梁下部通過托梁用支柱支護(hù)。
【文檔編號】E21D11/00GK104153790SQ201410363466
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】張東升, 李志軍, 劉起于, 曹堅正, 耿國春, 馬平, 王永軍 申請人:開灤（集團(tuán)）有限責(zé)任公司林南倉礦業(yè)分公司