[發明專利]綜放工作面煤頂下一體化掘進裝置及工藝

在審

• 申請號: 201910574051.8
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110130928A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 方良才;聶政;程新明;王多春;張浩;李軍
• 申請（專利權）人: 淮北礦業（集團）有限責任公司
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/15
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種綜放工作面煤頂下一體化掘進裝置，屬于煤礦采煤技術領域，U型棚梁的棚梁一側邊設置鎖腿錨桿，鎖腿錨桿插進煤礦巷道的側壁內，鎖腿錨桿的端部與U型棚梁的一側邊連接，U型棚梁的棚梁另一側邊設置注漿式錨桿，注漿式錨桿插進煤礦巷道的側壁內，注漿式錨桿的端部與U型棚梁的另一側邊連接，U型棚梁的頂部設置多根自鉆式錨桿，U型棚梁的頂部豎向設置多根錨索。本工藝及方法改變了傳統的人工掘進、被動支護等作業方式，將巷道層位調整優化，改煤巷為半巖或全巖巷，改小循環人工撞楔護頂作業為大循環中空自鉆式錨桿骨架護頂和注漿加固一體化作業，改半圓拱U型鋼棚支護為“平頂棚+錨索梁”復合支護，實現掘進主要工序的一體化快速施工，從而提升煤頂下掘進效率，降低勞動強度，提高采礦安全。

技術領域

本發明涉及煤礦采煤技術領域，具體地說，本發明涉及綜放工作面煤頂下一體化掘進裝置及工藝。

背景技術

厚煤層的綜采放頂煤開采方式成本低、產能大、效率高，是煤礦集約化安全高效開采的重要技術方法之一。近年來綜采放頂煤開采技術快速發展，“三機”配套裝備能力升級，產能大幅提升。因此，加快綜采放頂煤工作面的生產準備進度，保持采掘平衡是實現礦井生產可持續發展的關鍵。由于松軟厚煤層綜采放頂煤工作面巷道在掘進時，順槽和切眼均沿煤層底板在全煤中掘進，煤頂和兩幫煤壁在掘進施工時極易片幫冒頂。炮掘或綜掘施工時產生的振動更易引發片幫冒頂，帶來頂板和瓦斯事故，因此，大多以人工手鎬掘進為主，循環進度小，由于松軟煤頂鉆孔時松動圈大，難以成孔，無法錨桿（索）支護，均采用半圓拱U型鋼棚支護，每循環需采用人工打撞楔超前護頂方式，單進效率低，勞動強度大，安全隱患多。不僅影響采掘平衡，同時給工作面回采時順槽應用超前液壓支架帶來困難，影響回采效率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是當前綜采放頂煤工作面存在的松軟煤頂和煤幫控制難度大，被動的架棚支護效果差，掘進單進效率低的問題。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：綜放工作面煤頂下一體化掘進裝置，包括鎖腿錨桿、自鉆式錨桿、錨索、注漿式錨桿和U型棚梁，所述U型棚梁的棚梁一側邊設置鎖腿錨桿，鎖腿錨桿插進煤礦巷道的側壁內，鎖腿錨桿的端部與U型棚梁的一側邊連接，U型棚梁的棚梁另一側邊設置注漿式錨桿，注漿式錨桿插進煤礦巷道的側壁內，注漿式錨桿的端部與U型棚梁的另一側邊連接，所述U型棚梁的頂部設置多根自鉆式錨桿，U型棚梁的頂部豎向設置多根錨索，錨索的一端固定在巷道內，另一端固定在U型棚梁的頂部。

優選的，所述U型棚梁的頂部為平頂棚。

優選的，所述自鉆式錨桿頂部橫向設置多根鋼帶，鋼帶上均布多個錨索。

優選的，所述錨索錨固端進入穩定巖層深度不小于1.5m。

綜放工作面煤頂下一體化掘進工藝，包括如下步驟：

A、將U型棚梁的兩側邊放置到巖層中，U型棚梁的頂部與煤層接觸，U型棚梁的兩側邊設置在巖層中提高穩定性；

B、在頂板煤層中超前打入自鉆式錨桿作為支架，在其掩護下進行掘進，自鉆式錨桿長度為每節2m，具體要求如下：

（1）自鉆式錨桿的布設位置為緊貼迎頭U型棚梁頂部，采用風鉆或幫錨桿鉆機、風錘施工；

（2）自鉆式錨桿骨架之間的間距100～150mm，所有自鉆式錨桿骨架角度及方向一致，確保形成一個平面，與巷道頂板夾角3～5°；

（3）自鉆式錨桿骨架施工結束后，在其尾端采用鋼帶配合錨索對其進行加固，錨索與自鉆式錨桿之間的夾角為65～80°；

（4）往前架設超前自鉆式錨桿時，U型棚梁緊貼上方金屬骨架，施工至壓茬位置后，在迎頭相鄰U型棚梁下再次進行下一循環的金屬骨架施工，兩相鄰U型棚梁之間依次下降150～200mm架設，依次循環；