[發明專利]采煤工作面切眼支護結構及其支護方法

有效

• 申請號: 201410363466.8
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104153790A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 張東升;李志軍;劉起于;曹堅正;耿國春;馬平;王永軍
• 申請（專利權）人: 開灤（集團）有限責任公司林南倉礦業分公司
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 張云和

技術領域

本發明涉及煤礦開采綜采工作面的支護，具體是一種采煤工作面切眼支護結構及其支護方法。

技術背景

目前，綜合機械化回采工藝得到了普遍推廣和應用，綜采工作面切眼的安裝準備是工作面回采的重要環節，也是安全管理的重點。現有方法是（參見圖1、圖2）：掘進工作面上風下運到位后，按照正常施工方法采用金屬拱形支架11掘進切眼，切眼與上風或下運貫通后，進行安裝前的準備工作，首先進行加補大板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行加補。全切眼加補大板12完成之后，在進行擴面作業，擴面時采用3.6m方木13做梁配合2.5m或2.8m單體液壓支柱8，一板四柱支護，擴面深度2400mm到2800mm，最終將采面擴到7m寬。

上述先掘進再加補擴面的支護方式存在以下問題：

①環節復雜，切眼一次掘完后，還需要加補大板和擴面兩步工作；

②安全系數低，工作面切眼在第一次掘進中，已經發生破壞移動，在擴面中繼續進行放炮作業，容易造成頂板破碎，易發冒頂事故；

③工作效率低，工期長，按照80米工作面切眼長度計算，掘進、加補、擴幫需要大約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，需要再次加強支護；

④支護成本高，采面切眼加補擴幫均需要3.6米或3.8米方木進行支護，且投入使用后，無法進行回收，僅方木投入就需要120m³，費用10萬余元。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種安裝使用環節簡單、安全系數高、工作效率高且支護成本低的一種采煤工作面切眼支護結構及其支護方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種采煤工作面切眼支護結構，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、右直梁下方均設有支柱；所述左棚腿、左棚梁、左直梁、右直梁、右棚梁、右棚腿構成雙心平頂拱支架結構。

上述雙心平頂拱支護結構的支護方法，按以下步驟進行：

a．采用由下向上掘進或由上向下掘進，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；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．掘進至5-10米時，進行掘進剩余擴面，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。

采用上述技術方案的本發明，與現有技術相比，其有益效果是：

①支護環節簡化，掘進工作面上風下運到位后，切眼掘進、擴面可一次性施工、完成。

②安全系數明顯提高，由于切眼掘進與擴面同步實施，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。

③工作效率高，這種支護結構簡化了原來支架間的加補大板的過程，同時，也簡化了原來擴面的煤炭運輸時間，工作效率得到大幅度提高，按照80米工作面切眼長度計算，掘進擴面時間為15-18天，工作效率較原來做法提高40%。

④支護成本大幅度降低，這種支護方式避免了加補大板環節，僅此一項可減少坑木投入120m3，同時，在工時利用上可節省用工260個，綜合降低成本15萬元。

作為優選，本發明更進一步的技術方案是：

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。

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。

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700mm。

所述支柱為單體液壓支柱。

每四架由所述左棚腿、左棚梁、左直梁、右直梁、右棚梁、右棚腿構成的雙心平頂拱支架之間，設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。

附圖說明

圖1是現有技術中切眼變板支護結構示意圖。