一種頂板支護結(jié)構(gòu)及具有該結(jié)構(gòu)的井工煤礦回撤工作面的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及井工煤礦井下綜采工作面的支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種頂板支護結(jié)構(gòu)及具有該結(jié)構(gòu)的井工煤礦回撤工作面。本實用新型的頂板支護結(jié)構(gòu)的固定掩護支架組支撐于主回撤通道內(nèi)的煤幫和采空區(qū)之間；若干個待撤支架均設(shè)置于主回撤通道內(nèi)，且沿采空區(qū)的側(cè)壁順序設(shè)置；輔助掩護支架組可移動的支撐于固定掩護支架組和待撤支架之間；當若干個待撤支架沿主回撤通道順序撤出時，輔助掩護支架組能沿采空區(qū)的側(cè)壁移動，以替代撤出的待撤支架支撐采空區(qū)的頂板，通過設(shè)置掩護支架組來替代現(xiàn)有技術(shù)的支撐垛與支撐木交錯布置的支撐結(jié)構(gòu)，能有效增大支護面積，縮小空頂作業(yè)區(qū)域，提高三角區(qū)域的頂板支護強度，提高人工作業(yè)的安全系數(shù)。
【專利說明】
一種頂板支護結(jié)構(gòu)及具有該結(jié)構(gòu)的井工煤礦回撤工作面
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及井工煤礦井下綜采工作面的支撐結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種頂板支護結(jié)構(gòu)及具有該結(jié)構(gòu)的井工煤礦回撤工作面。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦是人類在富含煤炭的礦區(qū)開采煤炭資源的區(qū)域，一般分為井工煤礦和露天煤礦，其中，井工煤礦是指當煤層離地表遠時，選擇向地下開掘巷道采掘煤炭。
[0003]由于我國大部分煤層均遠離地表，因此無法使用露天開采的方式。在井工煤礦的礦坑中，通常使用房柱法在煤層中推進，設(shè)置梁柱以支持礦坑。而井工煤礦中的回撤通道內(nèi)支架回撤三角區(qū)域的頂板安全是目前綜采工作面必須解決的重要問題，其質(zhì)量的好壞直接影響著工作面設(shè)備撤出的速度和礦井安全生產(chǎn)。
[0004]現(xiàn)有的回撤通道三角區(qū)域原始支護結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，綜采工作面內(nèi)的待撤支架I在回撤過程中，通常采用在主回撤通道5布置第一掩護架2和第二掩護架3兩個掩護支架，每撤一個待撤支架1，三角區(qū)域的頂板利用尺寸為1200mmX200mmX200mm的道木碼成若干個“井”字連鎖的支撐垛9，且與若干個支撐木8交錯設(shè)置，以支護三角區(qū)的頂板。
[0005]上述現(xiàn)有的原始支護結(jié)構(gòu)存在以下缺點:
[0006]1、當待撤支架I撤出后，空頂面積一般達1.7mX 7.9m，一般依靠人工在此空頂范圍內(nèi)進行碼放支撐垛9和支撐木8來維護頂板，如果出現(xiàn)頂板受到壓力過大、頂板破碎的情況下，該區(qū)域容易發(fā)生漏頂傷人情況。
[0007]2、頂板支護強度低，由于偽頂及頂煤容易離層，造成頂部鋪設(shè)的金屬網(wǎng)形成墜包，支撐垛9不能夠完全接頂，支撐垛9與頂板之間有一定的空隙，造成頂板下沉量大，隨著待撤支架I的回撤，頂板來壓容易將第一掩護架2和第二掩護架3壓死。
[0008]3、頂板初次來壓，垮落時支撐垛9容易被壓塌，造成三角區(qū)域的頂板大量下沉，第二掩護架3和液壓支架容易被壓成死架，需要打眼放炮起底，給設(shè)備回撤造成很大的困難并帶來諸多安全隱患。
[0009]4、工人勞動強度大，以每個主回撤通道5的凈高度4.2m、長度平均200m計算，每撤一個待撤支架I，在待撤支架I原來所處空頂位置需要打一個支撐垛9與至少I根支撐木8以共同支護頂板，在拉動第二掩護架3前，靠近第二掩護架3—側(cè)的三角區(qū)域支護一個支撐垛9與至少I根支撐木8以維護三角區(qū)域的頂板，每個支撐垛9需要道木至少70根，每根道木重約30kg，每根支撐木8重約60kg，以致工人的體力消耗過大，容易造成安全隱患。
[0010]5、回撤成本高，一個主回撤通道中平均以118個待撤支架I計算，每次回撤一個主回撤通道5需要消耗道木至少8260根，平均每根道木尺寸為1200mmX200mmX200mm，需要消耗支撐木8至少110根，每根支撐木8的尺寸約為Φ 180 X4000mm，道木與支撐木8的消耗費用總計約411358元。
[0011]鑒于上述【背景技術(shù)】的缺陷，本實用新型提供了一種頂板支護結(jié)構(gòu)及具有該結(jié)構(gòu)的井工煤礦回撤工作面?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0012](一)要解決的技術(shù)問題
[0013]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供了一種頂板支護結(jié)構(gòu)及具有該結(jié)構(gòu)的井工煤礦回撤工作面，能有效增大支護面積，縮小空頂作業(yè)區(qū)域，提高三角區(qū)域的頂板支護強度，提高人工作業(yè)的安全系數(shù)。
[0014](二)技術(shù)方案
[0015]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種頂板支護結(jié)構(gòu)，包括:固定掩護支架組，支撐于主回撤通道內(nèi)的煤幫和采空區(qū)之間；若干個待撤支架，均設(shè)置于所述主回撤通道內(nèi)，且沿所述采空區(qū)的側(cè)壁順序設(shè)置;輔助掩護支架組，可移動的支撐于所述固定掩護支架組和待撤支架之間；當若干個所述待撤支架沿主回撤通道順序撤出時，所述輔助掩護支架組能沿所述采空區(qū)的側(cè)壁移動，以替代所述撤出的待撤支架支撐采空區(qū)的頂板。
[0016]進一步的，所述固定掩護支架組包括第一掩護架和第二掩護架，所述第一掩護架和第二掩護架順次支撐于煤幫和采空區(qū)之間的夾角處。
[0017]進一步的，所述輔助掩護支架組包括第三掩護架和第四掩護架，所述第三掩護架和第四掩護架順次可移動的支撐于固定掩護支架組和待撤支架之間，當若干個所述待撤支架順序撤出所述主回撤通道時，所述第三掩護架和第四掩護架能分別沿所述采空區(qū)的側(cè)壁前移。
[0018]進一步的，所述輔助掩護支架組與待撤支架之間還設(shè)置有用于輔助支撐所述采空區(qū)頂板的支撐垛，所述支撐垛沿采空區(qū)的側(cè)壁設(shè)置。
[0019]進一步的，所述支撐垛還設(shè)置于所述待撤支架撤出后的位置。
[0020]進一步的，所述支撐垛由若干個道木成井字堆皇而成。
[0021]進一步的，所述支撐垛的長與寬均為1200mm，高為4000mm。
[0022]進一步的，沿所述煤幫的側(cè)壁設(shè)置有用于支撐所述煤幫的頂板的垛架。
[0023]本實用新型還提供一種井工煤礦回撤工作面，包括如上所述的頂板支護結(jié)構(gòu)。
[0024](三)有益效果
[0025]本實用新型的上述技術(shù)方案具有以下有益效果:本實用新型的頂板支護結(jié)構(gòu)的固定掩護支架組支撐于主回撤通道內(nèi)的煤幫和采空區(qū)之間；若干個待撤支架均設(shè)置于主回撤通道內(nèi)，且沿采空區(qū)的側(cè)壁順序設(shè)置;輔助掩護支架組可移動的支撐于固定掩護支架組和待撤支架之間；當若干個待撤支架沿主回撤通道順序撤出時，輔助掩護支架組能沿采空區(qū)的側(cè)壁移動，以替代撤出的待撤支架支撐采空區(qū)的頂板，通過設(shè)置掩護支架組來替代現(xiàn)有技術(shù)的支撐垛與支撐木交錯設(shè)置的支撐結(jié)構(gòu)，能有效增大支護面積，縮小空頂作業(yè)區(qū)域，防止頂網(wǎng)墜包、冒矸，有效提高三角區(qū)域的頂板支護強度，提高三角區(qū)域中人工作業(yè)的安全系數(shù)，保證安全施工，同時大大降低工人的勞動強度;此外，還能減少支撐垛的道木和支撐木的消耗量，降低支護費用。
【附圖說明】
[0026]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的待撤支架處于待撤狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的待撤支架處于撤出狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3為本實用新型實施例的待撤支架處于待撤狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4為本實用新型實施例的待撤支架處于撤出狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]其中，1、待撤支架;2、第一掩護架;3、第二掩護架;4、垛架;5、主回撤通道;6、煤幫；
7、采空區(qū);8、支撐木;9、支撐垛;10、第三掩護架;11、第四掩護架。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不能用來限制本實用新型的范圍。
[0032]在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”、“前端”、“后端”、“頭部”、“尾部”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0033]如圖3、圖4所示，圖中箭頭方向為主回撤通道的設(shè)備和待撤支架I的回撤方向，本實施例所述的頂板支護結(jié)構(gòu)的固定掩護支架組支撐于主回撤通道5內(nèi)的煤幫6和采空區(qū)7之間；若干個待撤支架I均設(shè)置于主回撤通道5內(nèi)，且沿采空區(qū)7的側(cè)壁順序設(shè)置;輔助掩護支架組可移動的支撐于固定掩護支架組和待撤支架I之間；當若干個待撤支架I沿主回撤通道5順序撤出時，輔助掩護支架組能沿采空區(qū)7的側(cè)壁移動，以替代撤出的待撤支架I支撐采空區(qū)7的頂板，通過設(shè)置掩護支架組來替代現(xiàn)有技術(shù)的支撐垛9與支撐木8交錯設(shè)置的支撐結(jié)構(gòu)，能有效增大支護面積，縮小空頂作業(yè)區(qū)域，防止頂網(wǎng)墜包、冒矸，有效提高三角區(qū)域的頂板支護強度，提高三角區(qū)域中人工作業(yè)的安全系數(shù)，保證安全施工，同時大大降低工人的勞動強度;此外，還能減少支撐垛9的道木和支撐木8的消耗量，降低支護費用。
[0034]為了保證回撤工作面的三角區(qū)域內(nèi)的基礎(chǔ)支撐牢固，本實施例的固定掩護支架組包括第一掩護架2和第二掩護架3，第一掩護架2和第二掩護架3順次支撐于煤幫6和采空區(qū)7之間的夾角處，以作為該回撤工作面的采空區(qū)7與煤幫6之間形成的三角區(qū)域的基礎(chǔ)支撐機構(gòu)。
[0035]本實施例中，為了確保輔助掩護支架的支撐穩(wěn)固，輔助掩護支架組包括第三掩護架10和第四掩護架11，第三掩護架10和第四掩護架11順次可移動的支撐于固定掩護支架組和待撤支架I之間，當若干個待撤支架I順序撤出主回撤通道5時，第三掩護架10和第四掩護架11能分別沿采空區(qū)7的側(cè)壁前移，以替代撤出的待撤支架I繼續(xù)支撐采空區(qū)7的頂板，防止頂網(wǎng)墜包、冒矸。
[0036]為了使輔助掩護支架組的支護效果更加可靠，在輔助掩護支架組與待撤支架I之間還設(shè)置有用于輔助支撐采空區(qū)7頂板的支撐垛9，支撐垛9沿采空區(qū)7的側(cè)壁設(shè)置，當待撤支架I撤出，且輔助掩護支架組支撐住輔助掩護支架組與待撤支架I之間的采空區(qū)7頂板時，在輔助掩護支架組與待撤支架I之間均勻堆設(shè)若干個支撐垛9，以防止頂板來壓將輔助掩護支架壓死，為設(shè)備撤出進一步提供應(yīng)急預(yù)防效果，且由于輔助掩護支架與現(xiàn)有技術(shù)的支撐木8相比，具有更加可靠的支撐效果，使得人工堆設(shè)支撐垛9時的施工環(huán)境更加安全可靠。
[0037]支撐垛9除了設(shè)置在輔助掩護支架組與待撤支架I之間外，還可以同步設(shè)置于待撤支架I撤出后的位置，為輔助掩護支架提供更加可靠的漏頂應(yīng)急措施。
[0038]本實施例的支撐垛9由若干個道木碼成，以確保支撐垛9的穩(wěn)定性，且能保證操作人員快速碼成，縮短施工時間，增加施工安全系數(shù)，優(yōu)選若干個道木堆皇成井字形，優(yōu)選支撐垛9的長與寬均為1200mm，高為4000mm，以滿足回撤工作面內(nèi)的主回撤通道5的采空面尺寸要求。
[0039]為了保證回撤工作面內(nèi)煤幫6處的頂板支護安全，沿煤幫6的側(cè)壁設(shè)置有用于支撐煤幫6的頂板的垛架4。
[0040]本實施例還提供了一種井工煤礦回撤工作面，包括如上所述的頂板支護結(jié)構(gòu)，具有該頂板支護結(jié)構(gòu)的井工煤礦回撤工作面能具有更加安全的回撤施工環(huán)境，使設(shè)備回撤的安全系數(shù)更高，有效節(jié)約成本和資源，降低工人的勞動強度。
[0041]該井工煤礦內(nèi)的回撤工作面的結(jié)構(gòu)布設(shè)為:將第一掩護架2、第二掩護架3、第三掩護架10和第四掩護架11從煤幫6與采空區(qū)7的夾角處開始設(shè)置，沿采空區(qū)7的側(cè)壁順序排列，從而為采空區(qū)7和煤幫6之間形成的三角區(qū)域提供可靠支護;在進行設(shè)備回撤時，待撤支架I沿主回撤通道5順序回撤，每撤回一個待撤支架I后，從第四掩護支架開始，第一掩護架2、第二掩護架3、第三掩護架10和第四掩護架11依次沿采空區(qū)7的側(cè)壁前移1.75m步距，保持第一掩護架2、第二掩護架3、第三掩護架10和第四掩護架11之間的步距比例一定，從而在待撤支架I回撤時，能夠為三角區(qū)域的采空區(qū)7頂板提供持久可靠的支護作用。
[0042]綜上所述，本實施例的頂板支護結(jié)構(gòu)的固定掩護支架組支撐于主回撤通道5內(nèi)的煤幫6和采空區(qū)7之間;若干個待撤支架I均設(shè)置于主回撤通道5內(nèi)，且沿采空區(qū)7的側(cè)壁順序設(shè)置;輔助掩護支架組可移動的支撐于固定掩護支架組和待撤支架I之間；當若干個待撤支架I沿主回撤通道5順序撤出時，輔助掩護支架組能沿采空區(qū)7的側(cè)壁移動，以替代撤出的待撤支架I支撐采空區(qū)7的頂板，本實施例的井工煤礦回撤工作面內(nèi)包括如上所述的頂板支護結(jié)構(gòu)，該頂板支護結(jié)構(gòu)通過設(shè)置掩護支架組來替代現(xiàn)有技術(shù)的支撐垛9與支撐木8交錯設(shè)置的支撐結(jié)構(gòu)，能有效增大井工煤礦內(nèi)的主回撤通道5的支護面積，縮小空頂作業(yè)區(qū)域，防止頂網(wǎng)墜包、冒矸，有效提高三角區(qū)域的頂板支護強度，提高三角區(qū)域中人工作業(yè)的安全系數(shù)，保證安全施工，同時大大降低工人的勞動強度;此外，還能減少支撐垛9的道木和支撐木8的消耗量，降低支護費用。
[0043]本實用新型的實施例是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本實用新型限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。選擇和描述實施例是為了更好說明本實用新型的原理和實際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本實用新型從而設(shè)計適于特定用途的帶有各種修改的各種實施例。
【主權(quán)項】
1.一種頂板支護結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 固定掩護支架組，支撐于主回撤通道內(nèi)的煤幫和采空區(qū)之間； 若干個待撤支架，均設(shè)置于所述主回撤通道內(nèi)，且沿所述采空區(qū)的側(cè)壁順序設(shè)置； 輔助掩護支架組，可移動的支撐于所述固定掩護支架組和待撤支架之間； 當若干個所述待撤支架沿主回撤通道順序撤出時，所述輔助掩護支架組能沿所述采空區(qū)的側(cè)壁移動，以替代所述撤出的待撤支架支撐采空區(qū)的頂板。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂板支護結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述固定掩護支架組包括第一掩護架和第二掩護架，所述第一掩護架和第二掩護架順次支撐于煤幫和采空區(qū)之間的夾角處。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂板支護結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述輔助掩護支架組包括第三掩護架和第四掩護架，所述第三掩護架和第四掩護架順次可移動的支撐于固定掩護支架組和待撤支架之間，當若干個所述待撤支架順序撤出所述主回撤通道時，所述第三掩護架和第四掩護架能分別沿所述采空區(qū)的側(cè)壁前移。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂板支護結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述輔助掩護支架組與待撤支架之間還設(shè)置有用于輔助支撐所述采空區(qū)頂板的支撐垛，所述支撐垛沿采空區(qū)的側(cè)壁設(shè)置。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的頂板支護結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支撐垛還設(shè)置于所述待撤支架撤出后的位置。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的頂板支護結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支撐垛由若干個道木成井字堆皇而成。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的頂板支護結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支撐垛的長與寬均為1200mm，高為4000mm。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂板支護結(jié)構(gòu)，其特征在于，沿所述煤幫的側(cè)壁設(shè)置有用于支撐所述煤幫的頂板的垛架。9.一種井工煤礦回撤工作面，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-8任一項所述的頂板支護結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】E21D17/00GK205532650SQ201620155295
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月29日
【發(fā)明人】賀向明, 盧生武, 鮑風其, 范忠, 陶琳, 黨立卿, 張所玉, 武林, 張智平, 孫文元
【申請人】內(nèi)蒙古伊泰煤炭股份有限公司