[發明專利]大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷幫部支護裝置

無效

• 申請號: 200810047590.8
• 申請日: 2008-05-06
• 公開（公告）號: CN101265806A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 袁亮;薛俊華;劉泉聲;高瑋;肖春喜
• 申請（專利權）人: 煤礦瓦斯治理國家工程研究中心;中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: E21D15/02
• 分類號: E21D15/02;E21D21/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本發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巷上幫支護裝置，具體涉及處在大傾角厚煤層中留小煤柱沿空掘巷時上回風巷小煤柱一側煤幫支護中的支架，它與金屬網、高強預應力錨桿、鋼帶聯合組成一種支護結構。

背景技術

在大傾角厚煤層中留小煤柱沿空掘進上回風巷時，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時的采動影響和采空區老塘水的長期浸泡作用，巷道上幫小煤柱煤體松軟，整體性差，煤層與其頂底板之間由于浸潤作用抗剪強度明顯降低，巷道開挖后，在小煤柱自重應力和采空區老塘水壓力作用下，小煤柱煤體極易向下抽冒滑落，對巷道的穩定、巷道內的人員和設備安全構成威脅，給安全生產帶來嚴重隱患。目前，大傾角厚煤巷道支護有的采用傳統的U型鋼可縮性支架或工字鋼支架的棚式支護方式，有的采用錨網帶支護。采用棚式支護時，棚腳不穩，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生大變形，難以控制巷道穩定。錨網帶聯合支護雖然能在一定程度上改善巷道兩幫煤壁的完整性和應力狀態，增強煤體的自承載能力，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方式才能有效地解決大傾角厚煤層中巷道上幫的支護難題。

發明內容

本發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裝置，該裝置與金屬網、預應力錨桿、鋼帶支護結構配套使用，實現了在大傾角厚煤層中對巷道上幫的支護，本發明由支架將金屬網、預應力錨桿、鋼帶支護結構進一步固定在巷道壁面上，形成了一道堅實的支護墻，大大提高了整體支護效應，保證了巷道內施工作業的安全。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術措施：

為了加強巷道上幫的支護，在常用的金屬網、預應力錨桿、鋼帶等支護結構的基礎上，在緊貼并垂直于鋼帶的表面布置支腿，支腿用14#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有一個便于固定錨桿穿過的φ40mm錨桿孔，在兩個錨桿孔之間加焊一個φ40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、下端各焊有一個三角形固定支架，支腿上端和下端的固定錨桿穿過三角形固定支架的錨桿孔，一段錨入巷道頂、底板穩定巖層中，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、高強預應力錨桿、鋼帶支護聯合形成一個堅強的支護整體。

所述的支腿采用1?4#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有上、下端固定穿過的φ40mm錨桿孔，以利于上、下端固定錨桿穿過。

所述的支腿固定支架的支撐套管，用φ40mm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預應力錨桿，錨固時，錨桿穿過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°的夾角錨入煤層頂底板穩定巖層內，起到固定支腿的作用。

本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果：

在大傾角厚煤層掘進巷道上幫支護中，采用支腿、錨帶網的聯合支護方式，可以改善巷道上幫的應力分布，起到良好的整體支護效果，與棚架支護和錨帶網支護相比，能有效地提升整體支護的可靠性和安全性，更加保障了巷道施工作業的安全，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技術難題，而且支護材料取材容易，制作和施工簡單，支護安全、可靠，大大節約支護成本，具有很強的實用價值。

附圖說明

圖1為一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷幫部支護裝置結構示意圖

圖2為一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷幫部支護裝置上端固定支架A-A剖面圖

圖3為一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷幫部支護裝置上端固定支架B-B剖面圖

圖4為一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷幫部支護裝置下端固定支架C-C剖面圖

圖5為一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷幫部支護裝置下端固定支架D-D剖面圖

圖6為一種大傾角厚煤層掘巷幫部支護立面圖