[發(fā)明專利]用于掘進(jìn)巷道的支護(hù)框架、支護(hù)結(jié)構(gòu)及巷道掘進(jìn)方法

在審

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• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107246275A
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊俊哲;唐海軍;李金剛;劉兆祥;劉柄良
• 申請（專利權(quán)）人: 中國神華能源股份有限公司;神華神東煤炭集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號: E21D11/18
• 分類號: E21D11/18;E21D9/06
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標(biāo)代理有限公司11012
• 代理人: 崔華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤炭開采技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于掘進(jìn)巷道的支護(hù)框架、支護(hù)結(jié)構(gòu)及巷道掘進(jìn)方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著煤炭開采技術(shù)的進(jìn)步，綜采工作面設(shè)備趨于重型化、大型化，無軌膠輪運(yùn)輸車整裝搬運(yùn)大型設(shè)備升入井已成現(xiàn)代化礦井的發(fā)展趨勢，因此，對煤礦井下巷道斷面尺寸、結(jié)構(gòu)安全和服務(wù)年限要求也在不斷的提升。對巷道掘進(jìn)施工裝備、技術(shù)、工藝以及安全提出了新的要求和挑戰(zhàn)。

現(xiàn)有煤礦井下巷道挖掘采用連續(xù)掘進(jìn)機(jī)、掘錨機(jī)或炮掘施工，通常一次掘進(jìn)成巷，以順槽為例，順槽尺寸寬×高：6.0×4.3m，斷面積為25.8m²，采用大采高液壓支架(7.0m)支護(hù)，施工難度相對較大。隨著巷道斷面尺寸的不斷加大，掘進(jìn)難度大幅度增加，例如對圍巖穩(wěn)定造成更大破壞，并導(dǎo)致失去穩(wěn)定性，使巷道兩幫片幫加劇；另外，巷道寬度大、跨度長，造成巷道頂板更容易斷裂和垮落失穩(wěn)，造成井下施工風(fēng)險高。當(dāng)上述巷道斷面相對擴(kuò)大5倍～7倍形成超大斷面時，目前的支護(hù)方式以及施工方法無法滿足超大斷面的施工要求，尤其是面臨掘進(jìn)坡度大、穿越地質(zhì)層多、地質(zhì)變化復(fù)雜的斜井掘進(jìn)。

因此，需要一種用于掘進(jìn)巷道的支護(hù)框架、支護(hù)結(jié)構(gòu)及巷道掘進(jìn)方法，來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種用于掘進(jìn)巷道的支護(hù)框架、支護(hù)結(jié)構(gòu)及巷道掘進(jìn)方法，支護(hù)效果好，支護(hù)速度快，滿足超大斷面所需支護(hù)要求，以便能夠?qū)崿F(xiàn)快速、安全、環(huán)保施工，巷道掘進(jìn)方法的掘進(jìn)速度快，成型效果好，施工安全性能好，而且巷道的服務(wù)年限長。

基于上述目的本發(fā)明提供的一種用于掘進(jìn)巷道的支護(hù)框架，包括：

兩個相對設(shè)置的側(cè)部支架，所述側(cè)部支架包括頂端和底端；

第一弧形支架，所述第一弧形支架設(shè)置在所述側(cè)部支架上方，所述第一弧形支架向遠(yuǎn)離所述側(cè)部支架的所述頂端一側(cè)凸出；

第二弧形支架，所述第二弧形支架設(shè)置在所述側(cè)部支架下方，所述第二弧形支架向遠(yuǎn)離所述側(cè)部支架的所述底端一側(cè)凸出；

其中，兩個所述側(cè)部支架、第一弧形支架和第二弧形支架圍合成所述支護(hù)框架。

優(yōu)選地，所述第一弧形支架包括多個依次連接的第一支撐段，多個所述第一支撐段之間為可拆卸連接。

另外，優(yōu)選地，所述第二弧形支架包括多個依次連接的第二支撐段，多個所述第二支撐段之間為可拆卸連接。

基于上述目的本發(fā)明還提供一種支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括：

多個依次間隔排列的上述的用于掘進(jìn)巷道的支護(hù)框架；

至少一個連接筋，所述連接筋與多個所述支護(hù)框架依次連接，將所述多個所述支護(hù)框架連接為一體結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，多個所述連接筋沿著所述支護(hù)框架的所述側(cè)部支架的延伸方向間隔分布。

另外，優(yōu)選地，所述連接筋包括多個用于連接相鄰的所述支護(hù)框架的連接桿，多個所述連接桿依次首尾連接，相鄰的所述連接桿之間設(shè)置有夾角。

基于上述目的本發(fā)明還提供一種巷道掘進(jìn)方法，包括：

(1)根據(jù)巷道斷面起始位置，建立分別布置有掘進(jìn)設(shè)備的上部挖掘平臺、中部挖掘平臺和下部挖掘平臺；

(2)在所述上部挖掘平臺使用所述掘進(jìn)設(shè)備對所述巷道斷面上部開挖，形成上硐室，并對所述上硐室進(jìn)行支護(hù)；

(3)在所述上硐室內(nèi)安裝上述的用于掘進(jìn)巷道的支護(hù)框架的所述第一弧形支架；

(4)在所述中部挖掘平臺使用所述掘進(jìn)設(shè)備對所述巷道斷面中部開挖，形成中硐室，并對所述中硐室進(jìn)行支護(hù)；

(5)在所述下部挖掘平臺使用所述掘進(jìn)設(shè)備對所述巷道斷面下部開挖，形成下硐室，并對所述下硐室進(jìn)行支護(hù)，至此所述上硐室、所述中硐室和所述下硐室三者貫通形成硐室；

(6)在所述中硐室和所述下硐室內(nèi)安裝上述的用于掘進(jìn)巷道的支護(hù)框架的所述側(cè)部支架，在所述下硐室的底部安裝上述的用于掘進(jìn)巷道的支護(hù)框架的所述第二弧形支架；

(7)將處于同一豎直平面的所述第一弧形支架、兩個所述側(cè)部支架以及所述第二弧形支架焊接固定為所述支護(hù)框架。

優(yōu)選地，在步驟(3)中還包括：根據(jù)所述第一弧形支架的預(yù)設(shè)位置，依次安裝多個第一支撐段，多個所述第一支撐段之間為可拆卸連接。

優(yōu)選地，在步驟(6)中還包括：根據(jù)所述第二弧形支架的預(yù)設(shè)位置，依次安裝多個第二支撐段，多個所述第二支撐段之間為可拆卸連接。

另外，優(yōu)選地，在步驟(7)中還包括：在所述硐室內(nèi)安裝多個依次間隔排列的所述支護(hù)框架，將至少一個連接筋與多個所述支護(hù)框架依次連接，將所述多個所述支護(hù)框架連接為一體結(jié)構(gòu)。