采煤工作面切眼支護結構及其支護方法
【專利摘要】本發明涉及煤礦綜采工作面的支護，具體是一種采煤工作面切眼支護結構及其支護方法。包括棚腿、棚梁、直梁、支柱，其特征在于，棚腿由直段和彎曲的弧段組成，包括左棚腿、可撤棚腿、右棚腿；棚梁由直段和彎曲的弧段組成，包括左棚梁、可撤棚梁、右棚梁；直梁包括左直梁和右直梁；左棚腿與左棚梁、右棚腿與右棚梁分別通過弧段搭接，左棚梁的直段與左直梁的一端搭接，左直梁的另一端與右直梁一端搭接，右直梁的另一端與右棚梁的直段搭接，左直梁、右直梁下方均設有支柱；所述左棚腿、左棚梁、左直梁、右直梁、右棚梁、右棚腿構成雙心平頂拱支架結構。本發明優點：切眼掘進、擴面一次性施工，支護環節簡化，安全系數高，可提高工效、降低支護成本。
【專利說明】采煤工作面切眼支護結構及其支護方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及煤礦開采綜采工作面的支護，具體是一種采煤工作面切眼支護結構及其支護方法。
技術背景
[0002]目前，綜合機械化回采工藝得到了普遍推廣和應用，綜采工作面切眼的安裝準備是工作面回采的重要環節，也是安全管理的重點。現有方法是(參見圖1、圖2):掘進工作面上風下運到位后，按照正常施工方法采用金屬拱形支架11掘進切眼，切眼與上風或下運貫通后，進行安裝前的準備工作，首先進行加補大板12，大板12長度3.8米，在拱形支架棚梁之間一梁三柱形式進行加補。全切眼加補大板12完成之后，在進行擴面作業，擴面時采用3.6m方木13做梁配合2.5m或2.8m單體液壓支柱8,—板四柱支護,擴面深度2400mm到2800mm，最終將采面擴到7m寬。
[0003]上述先掘進再加補擴面的支護方式存在以下問題:
①環節復雜，切眼一次掘完后，還需要加補大板和擴面兩步工作；
②安全系數低，工作面切眼在第一次掘進中，已經發生破壞移動，在擴面中繼續進行放炮作業，容易造成頂板破碎，易發冒頂事故；
③工作效率低，工期長，按照80米工作面切眼長度計算，掘進、加補、擴幫需要大約25-30天時間，時間夸度大，容易造成大板破損變形，在此情況下，需要再次加強支護；
④支護成本高，采面切眼加補擴幫均需要3.6米或3.8米方木進行支護，且投入使用后，無法進行回收，僅方木投入就需要120m3，費用10萬余元。


【發明內容】

[0004]本發明要解決的技術問題是，提供一種安裝使用環節簡單、安全系數高、工作效率高且支護成本低的一種采煤工作面切眼支護結構及其支護方法。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案:
一種采煤工作面切眼支護結構，包括棚腿、棚梁、直梁、支柱，所述棚腿由直段和彎曲的弧段組成，包括左棚腿、可撤棚腿、右棚腿；所述棚梁由直段和彎曲的弧段組成，包括左棚梁、可撤棚梁、右棚梁；所述直梁包括左直梁和右直梁；所述左棚腿與左棚梁、右棚腿與右棚梁分別通過弧段搭接，左棚梁的直段與左直梁的一端搭接，左直梁的另一端與右直梁一端搭接，右直梁的另一端與右棚梁的直段搭接，左直梁、右直梁下方均設有支柱；所述左棚腿、左棚梁、左直梁、右直梁、右棚梁、右棚腿構成雙心平頂拱支架結構。
[0006]上述雙心平頂拱支護結構的支護方法，按以下步驟進行:
a.采用由下向上掘進或由上向下掘進，將左棚腿與左棚梁、可撤棚腿與可撤棚梁的彎曲弧段分別搭接，用卡纜對搭接處進行固定；
b.左棚梁、可撤棚梁的直段上部分別搭接左直梁，左直梁下部通過托梁用支柱支護?’左棚腿、左棚梁、左直梁、可撤棚梁、可撤棚腿配合托梁及支柱形成雙心平頂拱的左半部分； C.掘進至5-10米時，進行掘進剩余擴面，左直梁的右端搭接右直梁，并利用卡纜將左直梁、右直梁的搭接處進行固定；將右棚梁、右棚腿的弧段相搭接、固定，再將右棚梁與右直梁用卡纜連接、固定；
d.掘進至15m時，撤下可撤棚腿和可撤棚梁，在右直梁下部通過托梁用支柱支護。
[0007]采用上述技術方案的本發明，與現有技術相比，其有益效果是:
①支護環節簡化，掘進工作面上風下運到位后，切眼掘進、擴面可一次性施工、完成。
[0008]②安全系數明顯提高，由于切眼掘進與擴面同步實施，避免了工作面頂板的二次破壞，在頂板管理上提高了安全操作性。
[0009]③工作效率高，這種支護結構簡化了原來支架間的加補大板的過程，同時，也簡化了原來擴面的煤炭運輸時間，工作效率得到大幅度提高，按照80米工作面切眼長度計算，掘進擴面時間為15-18天，工作效率較原來做法提高40%。
[0010]④支護成本大幅度降低，這種支護方式避免了加補大板環節，僅此一項可減少坑木投入120m3，同時，在工時利用上可節省用工260個，綜合降低成本15萬元。
[0011]作為優選，本發明更進一步的技術方案是:
所述左棚腿和所述右棚腿的直段分別長800mm、彎曲的弧段分別長1535mm。
[0012]所述左棚梁和所述右棚梁的直段分別長400mm、彎曲的弧段分別長1535mm。
[0013]所述左直梁與右直梁的長度分別為2400mm，左直梁與右直梁相搭接的長度為700mmo
[0014]所述支柱為單體液壓支柱。
[0015]每四架由所述左棚腿、左棚梁、左直梁、右直梁、右棚梁、右棚腿構成的雙心平頂拱支架之間，設置有兩根并列的托梁，一根托梁位于左直梁與其下部支柱之間，另一根托梁則位于右直梁與其下部支柱之間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是現有技術中切眼變板支護結構示意圖。
[0017]圖2是圖1的俯視圖。
[0018]圖3是本發明實施例結構示意圖。
[0019]圖4是雙心平頂拱左半部分支護示意圖。
[0020]圖5是圖4的俯視圖。
[0021]圖6是雙心平頂拱支架支護完成后的結構示意圖。
[0022]圖7是圖6的俯視圖。
[0023]【專利附圖】

【附圖說明】:1 一左棚腿；2 —左棚梁；3 —左直梁；4 一可撤棚梁；5 —右直梁；6 —可撤棚腿；7 —托梁；8 —單體液壓支柱；9 一右棚梁；10 —右棚腿；11 一拱形支架；12 —大板；13 —方木。

【具體實施方式】
[0024]下面結合實施例對本發明作進一步說明，目的僅在于更好地理本
【發明內容】
。
[0025]參見圖3，實施例給出的采煤工作面切眼支護結構，包括棚腿、棚梁、直梁、支柱，棚腿由直段和彎曲的弧段組成，包括左棚腿1、可撤棚腿6、右棚腿10 ;棚梁由直段和彎曲的弧段組成，包括左棚梁2、可撤棚梁4、右棚梁9 ;直梁包括左直梁3和右直梁5 ;左棚腿I與左棚梁2、右棚腿10與右棚梁9分別通過弧段搭接，左棚梁2的直段與左直梁3的一端搭接，左直梁3的另一端與右直梁5 —端搭接，右直梁5的另一端與右棚梁9的直段搭接，左直梁
3、右直梁5下方均設有單體液壓支柱8 ;左棚腿1、左棚梁2、左直梁3、右直梁5、右棚梁9、右棚腿10構成雙心平頂拱支架結構。
[0026]本實施例中，左棚腿I和右棚腿10的直段分別長800mm、彎曲的弧段分別長1535mm0
[0027]本實施例中，左棚梁2和右棚梁9的直段分別長400mm、彎曲的弧段分別長1535mm0
[0028]本實施例中，左直梁3與右直梁5的長度分別為2400_，左直梁3與右直梁5相搭接的長度為700mm。
[0029]本實施例中，每四架雙心平頂拱支架之間，設置有兩根并列的托梁7，托梁7采用^型鋼，一根托梁7位于左直梁3與其下部單體液壓支柱8之間，另一根托梁7則位于右直梁5與其下部單體液壓支柱8之間。
[0030]參見圖4-圖7，上述雙心平頂拱支護結構的支護方法，具體步驟如下:
①采用由下向上掘進或由上向下掘進，將左棚腿1、左棚梁2，可撤棚腿6、可撤棚梁4的彎曲的弧段分別相搭接，用卡纜對搭接處進行固定；
②左棚梁2、右棚梁9的直段上部搭接左直梁3，左直梁3下用π型鋼作為托梁7，托梁7下利用單體液壓支柱8做支護；左棚腿1、左棚梁2、左直梁3、可撤棚梁4、可撤棚腿6配合托梁7及單體液壓支柱8形成雙心平頂拱的左半部分；
③掘進至5-10米時，進行掘進剩余擴面，左直梁3的右端搭接右直梁5，并利用卡纜將左直梁3、右直梁5的搭接處進行固定；將右棚梁9、右棚腿10的弧段相搭接、固定，再將搭接好的右棚梁9、右棚腿10與右直梁5用卡纜連接、固定；
④掘進至15m時，撤下可撤棚腿6、可撤棚梁4，在右直梁5下用π型鋼作為托梁7，托梁7下利用單體液壓支柱8做支護。
【權利要求】
1.一種采煤工作面切眼支護結構，包括棚腿、棚梁、直梁、支柱，其特征在于，所述棚腿由直段和彎曲的弧段組成，包括左棚腿、可撤棚腿、右棚腿；所述棚梁由直段和彎曲的弧段組成，包括左棚梁、可撤棚梁、右棚梁；所述直梁包括左直梁和右直梁；所述左棚腿與左棚梁、右棚腿與右棚梁分別通過弧段搭接，左棚梁的直段與左直梁的一端搭接，左直梁的另一端與右直梁一端搭接，右直梁的另一端與右棚梁的直段搭接，左直梁、右直梁下方均設有支柱；所述左棚腿、左棚梁、左直梁、右直梁、右棚梁、右棚腿構成雙心平頂拱支架結構。
2.根據權利要求1所述的采煤工作面切眼支護結構，其特征在于，所述左棚腿和所述右棚腿的直段分別長800mm、彎曲的弧段分別長1535mm。
3.根據權利要求1所述的采煤工作面切眼支護結構，其特征在于，所述左棚梁和所述右棚梁的直段分別長400mm、彎曲的弧段分別長1535mm。
4.根據權利要求1所述的采煤工作面切眼支護結構，其特征在于，所述左直梁與右直梁的長度分別為2400_，左直梁與右直梁相搭接的長度為700_。
5.根據權利要求1所述的采煤工作面切眼支護結構，其特征在于，所述支柱為單體液壓支柱。
6.根據權利要求1所述的采煤工作面切眼支護結構，其特征在于，每四架由所述左棚腿、左棚梁、左直梁、右直梁、右棚梁、右棚腿構成的雙心平頂拱支架之間，設置有兩根并列的托梁，一根托梁位于左直梁與其下部支柱之間，另一根托梁則位于右直梁與其下部支柱之間。
7.根據權利要求1所述采煤工作面切眼支護結構的支護方法，其特征在于，按以下步驟進行: a.采用由下向上掘進或由上向下掘進，將左棚腿與左棚梁、可撤棚腿與可撤棚梁的彎曲弧段分別搭接，用卡纜對搭接處進行固定； b.左棚梁、可撤棚梁的直段上部分別搭接左直梁，左直梁下部通過托梁用支柱支護?’左棚腿、左棚梁、左直梁、可撤棚梁、可撤棚腿配合托梁及支柱形成雙心平頂拱的左半部分； c.掘進至5-10米時，進行掘進剩余擴面，左直梁的右端搭接右直梁，并利用卡纜將左直梁、右直梁的搭接處進行固定；將右棚梁、右棚腿的弧段相搭接、固定，再將右棚梁與右直梁用卡纜連接、固定； d.掘進至15m時，撤下可撤棚腿和可撤棚梁，在右直梁下部通過托梁用支柱支護。
【文檔編號】E21D11/00GK104153790SQ201410363466
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】張東升, 李志軍, 劉起于, 曹堅正, 耿國春, 馬平, 王永軍 申請人:開灤（集團）有限責任公司林南倉礦業分公司