[發明專利]一種異形巷道超前支護方法及超前液壓支架

在審

• 申請號: 202110708763.1
• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN113339026A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 屠世浩;張雷;趙宏斌;郝定溢;屠洪盛
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21D15/44
• 分類號: E21D15/44;E21D19/04;E21D15/55;E21D15/50;E21F1/00;E21F17/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 張聯群

本發明公開的一種異形巷道超前支護方法及超前液壓支架，屬于巷道支護領域。異形巷道超前支護方法，在運輸巷道和回風巷道的異形巷道超前支護中，采用超前液壓支架，輔助以單體液壓支柱，其中基于異形巷道特殊工況在普通液壓支架基礎上增設了可伸縮的前伸梁及配套結構、可自由轉動的護壁板及配套結構、單一頂梁擴展為雙頂梁結構，設計了適用于異形巷道支護的超前液壓支架。本發明為異形巷道支護提供一種新的方法，對各類型異形巷道有很強的適應性，大幅提高異形巷道整體支護強度和穩定性，減輕了工人的勞動強度，為煤礦安全生產提供了更可靠的保障。

技術領域

本發明涉及巷道支護技術領域，尤其涉及一種異形巷道超前支護方法及超前液壓支架。

背景技術

隨著我國采礦和支護技術的高速發展，東部礦區逐漸向深部開采發展，而隨著采深的增加，沖擊地壓發生的次數與強度均大幅升高，容易導致巷道受壓變形，形成一些不規則的巷道斷面，除此之外，煤層本身也存在一定傾角，受煤層傾角影響巷道設計為不規則的形狀，面對這些特殊的異形巷道，單一支護手段的支護效果無法達到預期，存在一定的安全風險。目前已有的超前支護支架大多頂梁狹長但整體支護面積小，且采用單獨支護方式，不能很好的適應巷道頂板的局部起伏、鼓包等情況，會導致被支護巷道頂板局部受力較大，對巷道頂板造成一定的破壞，影響巷道頂板的管理。

發明內容

技術問題：本發明的目的是要克服現有技術中的不足之處，提供一種靈活多變，應用范圍廣，能夠在異形巷道超前段起到很好支承作用的異形巷道超前支護方法及超前液壓支架。

技術方案：為實現上述目的，本發明包括異形巷道超前支護方法及超前液壓支架。

所述異形巷道超前支護方法采用超前液壓支架，輔以單體液壓支柱進行臨時支護，隨著工作面的推進而推進，始終保持對異形巷道的超前支護；異形巷道前40m采用超前液壓支架進行支護，后面部分采用單一液壓支柱；

面對異形巷道頂板高低起伏多變的工況，超前液壓支架通過伸縮套和立柱準確調節頂梁角度實現接頂；利用護壁板千斤頂調節護壁板的轉動角度達到接頂位置，分散巷道上覆巖層施加的壓力，使超前液壓支架均勻承受巷道頂板的載荷，同時能夠保護巷道兩幫煤壁，降低巷道兩幫變形量；當超前液壓支架需要前移時，通過移架千斤頂、抬底千斤頂、調底千斤頂、連接頭實現人工操作、自動前移，保證超前液壓支架能夠準確到達指定位置。

一種異形巷道超前支護方法，具體步驟如下：

步驟一，根據回采巷道超前支撐壓力分布規律以及工程地質條件，確定超前支護段總距離L；

步驟二，運輸巷道和回風巷道超前段前40m采用超前液壓支架進行支護，每兩架一組，共布置三組，總長度為40m；

同組兩架超前液壓支架首尾相連，沿巷道走向水平布置，在端頭支架末端放置首組超前液壓支架，通過移架千斤頂連接超前液壓支架和工作面端頭支架，確定首組超前液壓支架布置位置后，通過操作超前液壓支架立柱升降閥使其頂梁與巷道頂板充分接觸，根據巷道寬度調節前伸梁長度，同時控制護壁板升起角度支承巷道頂板，完成固定后操作同組另一超前液壓支架完成上述操作，依次合理布置剩余兩組超前液壓支架，兩組之間緊密銜接，不能留出太大的空隙；超前液壓支架控制及操作系統為手動液壓先導控制。

步驟三，在超前液壓支架支護范圍之外，采用單體液壓支柱布置長度為L-40m的單體液壓支柱超前支護段；

單體液壓支柱的支護過程分為升柱、初撐以及承載穩壓三過程，利用注液槍將泵站高壓液注入單體液壓支柱內腔，使支柱逐漸升高直到支柱頂蓋撐住鉸接頂梁并貼緊工作面頂板，液壓支柱達到承載狀態；隨著液壓支柱上覆載荷逐漸增大，內腔高壓液溢出，支柱有所下降，達到承載穩壓狀態。

所述超前液壓支架包括金屬結構件和液壓系統兩部分，且呈左右對稱分布。

所述金屬結構件包括頂梁(1)、底座(2)、鉸接梁(3)、伸縮套(4)、前伸梁(5)、護壁板(6)和配重板(7)；