[發明專利]一種煤礦沿空留巷弓形柔性掩護支架及系統

在審

• 申請號: 202010718182.1
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111828072A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 楊啟軍;姜永東;沈平;鄒勇;覃旭東;王德平;陳玉通;李廣;陳生庚;李棟;謝英亮
• 申請（專利權）人: 四川川煤石洞溝煤業有限責任公司;重慶大學
• 主分類號: E21D23/04
• 分類號: E21D23/04;E21D23/03
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明涉及一種煤礦沿空留巷弓形柔性掩護支架及系統，屬于煤炭開采領域。支架包括支架本體及液壓支柱，支架本體為三節式的弓形結構，液壓支柱支撐支架本體的第一弓臂，液壓支柱支撐與第一弓臂垂直相交，具有可縮性；系統包括若干沿巷道延伸方向依次設置的上述支架。支架本體的法線方向面朝向采空區域設置。本發明能夠用于支撐、掩護采空區垮落的大量巖塊，緩沖巖塊的滾落沖擊力，液壓支柱為煤層頂板提供重直方向的支撐力，防治頂板斷裂；鋼絲繩從掩護支架中穿過，將所有掩護支架沿回采巷道連接在一起，保持掩護支架良好的工作特性。本發明用于傾斜、急傾斜煤層回采工作面沿空留巷支護，能夠很好控制巷道圍巖的穩定性，保證煤層沿空留巷安全。

技術領域

本發明屬于煤礦開采設備領域，涉及一種煤礦沿空留巷弓形柔性掩護支架及系統。

背景技術

煤炭是基礎能源和重要原料。煤炭工業是關系經濟命脈和能源安全的重要基礎產業。在一次能源結構中，煤炭將長期是主體能源。煤炭以井工開采為主，回采巷道的長度約占巷道總長度的60％。長期以來，絕大部分采區巷道采用留煤柱護巷，導致煤炭損失量很大，約占全礦煤炭損失總量的40％左右。隨著煤礦開采不斷向深部延伸，原巖應力增大，護巷煤柱寬度越留越大，煤炭采出率大幅降低，巷道維護難度大幅增加。因此，采用沿空留巷，實現一巷兩用、增加煤炭回采率具有重要意義。

目前，沿空留巷采空區一側護巷方法主要有：矸石裝袋堆碼支護，支護強度低、支護效果差；混凝土墩柱護巷，墩柱之間的矸石易滾動，封堵巷道；砌筑預制混凝土塊墻支護，施工效率較低，存在墻體受力不均，產生不同程度的破壞；泵送膠結材料充填支護，支護效果好，成本偏高。而且，傳統的支護結構通常為剛性結構，在所承擔的壓力大于其強度時，極易破壞，導致支護失效，封堵巷道。因此，還需研發經濟、支護效果好、施工效率更高的沿空留巷技術。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種煤礦沿空留巷弓形柔性掩護支架及系統，能夠隨其所承受的壓力大小而變形，調整支架本體所承受的壓力，防止支架本體破環，保證支護效果。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：一種煤礦沿空留巷弓形柔性掩護支架，包括支架本體及液壓支柱，所述支架本體的法線方向朝向采空區域設置，所述液壓支柱設置所述支架本體遠離采空區域的一側；所述液壓支柱連接在所述支架本體上，所述支架本體的延伸方向與所述液壓支柱的延伸方向相交。

可選地，所述支架本體為弓形或圓弧形，所述支架本體朝向遠離采空區域的方向彎曲。

可選地，所述液壓支柱沿重力方向設置。

可選地，所述支架本體為弓形，所述支架本體包括弓身及設置在所述弓身兩端上的弓臂，所述弓臂與所述弓身之間的夾角為135度。

可選地，所述弓臂包括第一弓臂及第二弓臂，所述第一弓臂設置在所述弓身與所述液壓支柱之間，所述第一弓臂的長度大于所述第二弓臂的長度。

可選地，所述支架本體為弓形，所述支架本體采用工字鋼切割焊接制成。

可選地，所述支架本體上設置有用于連接鋼絲繩的連接環。

一種煤礦沿空留巷弓形柔性掩護系統，包括若干如上任一項所述的掩護支架，若干掩護支架沿巷道的延伸方向依次設置。

可選地，相鄰掩護支架之間的間距為0.15m～0.3m。

可選地，相鄰掩護支架之間采用鋼絲繩依次連接，保證支架的工作特性，提供有效支撐力和掩護。

可選地，相鄰掩護支架在靠近采空區域的一側及背實巷道一側上設置有木板，用于擋垮落的巖塊。