[發明專利]巷道掘進超前伸縮懸臂支護裝置及其施工方法

在審

• 申請號: 201710582423.2
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107178384A
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 鄭忠友;吳玉意;武建軍;宋立平
• 申請（專利權）人: 中煤能源研究院有限責任公司
• 主分類號: E21D23/00
• 分類號: E21D23/00;E21D23/04;E21D23/06;E21D23/12;E21D23/14;E21D20/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 閔岳峰

技術領域

本發明屬于煤礦巷道掘進技術領域，具體涉及一種巷道掘進超前伸縮懸臂支護裝置及其施工方法。

背景技術

煤炭在我國能源消費結構中占據主要地位，提高煤炭生產效率，實現安全高效開采是我國煤炭企業一直追求的目標。掘進作為煤炭開采中的一項主要內容，是關系煤炭生產效率的重要影響因素。目前，我國大部分礦井的巷道和順槽掘進速度在100～400米/月，能達到300米/月以上的就屬于較快水平，而現在很多采煤工作面推采進度已達到了300～500米/月，而一個采煤工作面有兩條順槽、間隔50～300m布置的聯巷及切眼，巷道掘進長度是工作面走向長度的3倍左右，掘進速度跟不上回采速度，因此需要增加掘進隊伍，同時增加了順槽擱置時間、提高了順槽支護強度，增加了生產成本。

對于留頂煤沿底掘進的順槽，頂煤粘結力弱，與頂板巖層容易離層，頂錨桿難以錨入穩定巖石層，此時，一般采用截割掘進一刀打一排錨桿的方式進行頂板支護，簡稱“一掘一錨”，此種工藝掘進速度慢，一般在200～300米/月，為了提高掘進速度，需要“一掘多錨”，即連續截割多刀后連續打多排錨桿，如依次截割5刀，每刀0.9米，一次連續打5排錨桿，這樣掘進速度可以提高70％以上。

目前，常用的臨時支護方式是在綜掘機的截割部上設置臨時支護裝置，此種臨時支護裝置存在如下缺點：尺寸與結構受限，不能大范圍支護；支護強度低，初撐力才1噸，不能滿足支護強度需要；鋪網時，臨時支護裝置收回，頂板裸露，安全隱患大；綜掘機掘進時，臨時支護裝置收回，頂板無支護；支頂與掘進互相干擾。

發明內容

本發明的目的是提供具有臨時支護范圍大、支護強度滿足要求、與綜掘機互不影響、頂板全程有支護、工藝滿足“一掘多錨”要求的巷道掘進超前伸縮懸臂支護裝置及其施工方法。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案來實現的：

巷道掘進超前伸縮懸臂支護裝置，包括順槽支架、伸縮臂及支頂格板；其中，

順槽支架由兩排兩列共四節支架單元通過橫向油缸與縱向油缸連接而成，兩排支架單元的頂梁通過橫向油缸連接，兩列支架單元的底座通過縱向油缸連接，每節支架單元包括頂梁、底座，以及連接頂梁與底座的立柱及四連桿；

伸縮臂首端與前列支架單元底座上設置的耳座連接，伸縮臂中端與底座通過支臂油缸連接，末端與支頂格板及超前懸掛立柱連接；

支頂格板為中間設有鏤空條形格子的板，支護格板橫向中軸線設有中間軸，中間軸兩端分別與兩根伸縮臂末端鉸接。

本發明進一步的改進在于，還包括電液控制系統及泵站，用于控制橫向油缸、縱向油缸和支臂油缸做伸縮動作。

本發明進一步的改進在于，伸縮臂包括基本臂、二節臂、三節臂及內置伸縮油缸，基本臂首端與前列支架單元底座前部的耳座鉸接、中端與底座通過支臂油缸連接、另一端套接于二節臂一端外表面，二節臂另一端套接于三節臂一端外表面，三節臂另一端與支頂格板及超前懸掛立柱連接。

本發明進一步的改進在于，伸縮懸臂的橫截面為矩形或橢圓形。

本發明進一步的改進在于，支頂格板的平面輪廓形狀為長方形。

本發明進一步的改進在于，超前懸掛立柱與伸縮臂末端鉸接連接。

基于巷道掘進超前伸縮懸臂支護裝置的施工方法，包括如下步驟：

1)綜掘機割煤掘進一刀的距離；

2)支臂油缸收縮，支頂格板下降，然后伸縮臂前伸一刀的距離，到位后支臂油缸伸長，支頂格板接頂支護頂板；

3)循環上述步驟1)和2)2～8次，達到一個大循環步距1.6～6.4米后，然后放下超前懸掛立柱，超前懸掛立柱注液支護頂板；

4)作業人員進入支護格板下部空間，4～8人平行作業施工頂部錨桿和錨索、2～6人平行作業施工幫錨桿，完成一個大循環的頂板與幫部支護施工；

5)收平超前懸掛立柱，降下支頂格板，將金屬網鋪在支頂格板上部，作業人員退出，收回伸縮臂；

6)前列支架單元降下頂梁，伸長縱向油缸，以后列支架單元為支點，向前推移前列支架單元，到位后，前列支架單元頂梁升起支護頂板，然后，降下后列支架單元頂梁，以前列支架單元為支點，向前拉動后列支架單元，后列支架單元到位后，升起頂梁，依此類推，按后架推前架、前架拉后架的步驟，循環2～8次，到達一個錨桿施工大循環的距離；

7)伸出伸縮臂，升起支頂格板支護頂板；

8)進入下一大循環，重復步驟1)至7)，直至完成整條順槽的掘進支護作業。

本發明具有如下的優點：