一种煤矿巷道建造加固施工方法

技术领域

本发明涉及煤矿巷道支护领域，特别涉及的一种煤矿巷道建造加固施工方法。

背景技术

为了开采煤炭，从地面向地下开凿通达煤体的和在煤层中开掘的一系列井巷，总称为矿井巷道(煤矿巷道)，煤矿巷道按倾角的不同可分为垂直巷道、水平巷道、倾斜巷道三大类，按巷道的用途和服务范围可分为开拓巷道、准备巷道和回采巷道三大类。

传统的巷道布置方式是将大巷、采区准备巷道等服务时间较长的巷道布置在岩石中，随着巷道支护技术的发展与水平的提高，岩石顶板煤巷向煤层顶板巷道和全煤巷道发展，对于巷道的支护力度也随之加强，采用巷道支护来保持巷道畅通和围岩稳定对煤矿建设与生产具有重要意义，常用的支护材料有木材、钢材、石材、混凝土和钢筋混凝土、锚喷混凝土等，对巷道进行支护的基本目的在于缓和及减少围岩的移动，使巷道断面不致过度缩小，同时防止已散离和破坏的围岩冒落，但在巷道支护的过程中会出现以下问题：

1、采用的支护结构多为整体式，而整体式的支护结构在巷道内的运输较为不便，同时支护结构在起支护作用时的整体受力均匀性较低，以致可影响巷道支护的效果；

2、采用单种类型或简单的支护结构对巷道所起到的支护范围较窄，以致巷道整体所呈现的支护效果较差，同时支护结构对于巷道高度尺寸变化的适应度较低。

发明内容

(一)技术方案

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种煤矿巷道建造加固施工方法，其使用一种煤矿巷道建造加固施工装置，该煤矿巷道建造加固施工装置包括下固机构和顶撑机构，采用煤矿巷道建造加固施工装置进行煤矿巷道建造加固施工时的具体施工方法如下：

S1、巷道下部加固：通过人工方式将装置整体置于巷道内，并使之沿巷道的长度尺寸依次放置，然后通过人工方式调整底板的位置直至空心板的外侧端面贴于巷道的竖直内壁，随后通过人工方式将一号锚杆插入一号通孔内，紧接着通过捶打工具将一号锚杆的下端打入巷道内底壁，以此将底板固定于巷道的内底壁，此时完成对巷道下端的加固处理；

S2、巷道顶部加固：通过一号电动推杆向上推动内置板，内置板带动圆弧板同步运动，直至圆弧板紧贴于巷道的内顶壁，然后通过二号电动推杆向上推动推板，直至推板紧紧抵于圆弧板的内凹端面，此时完成巷道的顶部加固；

S3、对接加固：通过人工方式适当收缩或拉长伸缩连板以使其侧端插入一号凹槽内，接下来通过连接锚杆连接固定伸缩连板和延伸板，并通过捶打工具捶打连接锚杆直至其插入巷道的顶部，此时圆弧板之间得到对接固定。

所述的下固机构设置于巷道内部，下固机构的上端设置有顶撑机构。

所述的下固机构包括底板、一号锚杆、空心板、一号电动推杆、内置板、二号电动推杆和推板，底板左右对称放置于巷道的内底壁，底板的内侧端前后对称开设有一号通孔，一号通孔内滑动连接有一号锚杆，底板外侧端面的上端面安装有空心板，空心板的内底壁前后对称安装有一号电动推杆，空心板的内部滑动安装有内置板，内置板的下端面与一号电动推杆的上端面相连，底板内侧端的上端面安装有二号电动推杆，一号锚杆位于二号电动推杆和空心板之间，二号电动推杆的上端向空心板方向倾斜，二号电动推杆的上端设置有推板，通过人工方式将装置整体置于巷道内，并使之沿巷道的长度尺寸依次放置，然后通过人工方式调整底板的位置直至空心板的外侧端面贴于巷道的竖直内壁，随后通过人工方式将一号锚杆插入一号通孔内，紧接着通过捶打工具将一号锚杆的下端打入巷道内底壁，以此将底板固定于巷道的内底壁，此时完成对巷道下端的加固处理。

所述的顶撑机构包括圆弧板、延伸板、伸缩连板和连接锚杆，内置板的上端设置有圆弧板，圆弧板朝向二号电动推杆的内凹表面与推板的上端面之间滑动连接，圆弧板的内侧端面的下端设置有延伸板，延伸板与圆弧板相离的一端开设有一号凹槽，一号凹槽之间通过滑动配合方式连接有伸缩连板，伸缩连板的侧端与延伸板的侧端之间通过螺纹配合方式安装有连接锚杆，连接锚杆前后对称排布，且连接锚杆贯穿一号凹槽，底板固定于巷道内底壁上后，通过一号电动推杆向上推动内置板，内置板带动圆弧板同步运动，直至圆弧板紧贴于巷道的内顶壁，然后通过二号电动推杆向上推动推板，直至推板紧紧抵于圆弧板的内凹端面，此时完成巷道的顶部加固，随后通过人工方式适当收缩或拉长伸缩连板以使其侧端插入一号凹槽内，接下来通过连接锚杆连接固定伸缩连板和延伸板，并通过捶打工具捶打连接锚杆直至其插入巷道的顶部，此时圆弧板之间得到对接固定。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的内置板的上端面前后对称安装有一号耳板，一号耳板的上端之间通过销轴与圆弧板的下端转动连接，所述的推板的下端面前后对称安装有二号耳板，二号耳板的下端通过销轴与二号电动推杆的上端之间相连，所述的延伸板的内侧端转动安装有销轴，延伸板所连销轴的前后两端与圆弧板的内侧端面之间均通过三号耳板相连，通过一号电动推杆向上推动内置板，圆弧板随之同步运动，与此同时通过一号电动推杆配合向上推动推板，圆弧板在推板的推动下做转动运动，以使圆弧板与巷道顶部的接触面积保持最大状态，进而利于提高圆弧板对巷道的顶部加固效果，延伸板的转动性可便于其自身与连接板始终保持水平连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的空心板的前端面开设有一号通槽，内置板的前端面下端安装有指示板，指示板与一号通槽之间滑动连接，指示板内侧的空心板的前端面刻制有尺寸线，指示板可随内置板同步运动，指示板与尺寸线之间的配合可便于工人快速判断内置板和空心板之间的总高度是否出现变化，以此来对圆弧板与巷道内顶壁之间贴紧度进行及时检查。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的指示板的内侧前后对称设置有竖板，竖板安装于空心板朝向二号电动推杆的侧端面，竖板的背对二号电动推杆的侧端面通过弹簧杆连接有固板，弹簧杆上下对称排布，当空心板紧贴于巷道的竖直内壁后，此时的弹簧杆处于收缩状态，收缩状态的弹簧杆给予固板一定的抵动力，而使固板紧贴于巷道的竖直内壁，总言之，竖板、弹簧杆和固板之间配合可辅助巷道下端的加固，进而利于提高巷道整体加固的效果。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的伸缩连板中部的上端面左右对称安装有一号弹簧组，一号弹簧组的上端之间连接有顶板，圆弧板紧贴于巷道的内顶壁后，一号弹簧组呈收缩状态，顶板在一号弹簧组的抵动下贴紧于巷道的内顶壁，一号弹簧组和顶板之间配合进而辅助提高巷道顶部的夹固效果。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的圆弧板的后端面安装有金属网，金属网的网孔内通过滑动配合方式连接有二号锚杆，二号锚杆从前往后等距离排布，通过捶打工具将二号锚杆的上端打入巷道的顶部，以此使金属网紧紧覆于巷道的内顶壁，金属网既可对巷道顶部起到辅助加固的作用，同时又可拦隔巷道顶部的脱落物，以此避免脱落物威胁工作人员的安全。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的金属网的正下方设置有弹性钢板，二号锚杆的下端与弹性钢板固定连接，弹性钢板与金属网之间安装有气囊，气囊与二号锚杆之间不接触，二号锚杆的上端打入巷道顶部后，气囊正好夹于弹性钢板和金属网之间，气囊可起到缓冲减震的作用，同时又可提高金属网与巷道内顶壁之间的贴紧度。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的推板的上方设置有橡胶层，橡胶层安装于圆弧板的外凸表面，橡胶层可增大圆弧板与巷道内顶壁之间的摩擦力，进而利于提高圆弧板和与巷道内顶壁之间的连接紧密度。

作为本发明的一种优选技术方案，所述的底板的下端面安装有呈矩阵分布的插钉，插钉与一号锚杆之间不接触，插钉可辅助提高底板与巷道内底壁之间的连接牢固度，进而利于提高装置整体的稳定度。

(二)有益效果

1、本发明所述的一种煤矿巷道建造加固施工方法，本发明采用多重加固的设计理念进行煤矿巷道建造加固施工，装置采用了组合式的连接方式，此方式可使装置整体于巷道内进行便捷运输和安装，设置的下固机构和顶撑机构之间配合可对巷道实施全面的加固处理，且二者的总高度还可根据巷道的高度尺寸进行适应性调整，同时下固机构还可利于顶撑机构保持受力平衡的状态，进而使得巷道的整体加固效果有所提高；

2、本发明所述的金属网既可对巷道顶部起到辅助加固的作用，同时又可拦隔巷道顶部的脱落物，以此避免脱落物威胁工作人员的安全，气囊可起到缓冲减震的作用，同时又可提高金属网与巷道内顶壁之间的贴紧度；

3、本发明所述的指示板与尺寸线之间的配合可便于工人快速判断内置板和空心板之间的总高度是否出现变化，以此来对圆弧板与巷道内顶壁之间贴紧度进行及时检查；

4、本发明所述的竖板、弹簧杆和固板之间配合可辅助巷道下端的加固，进而利于提高巷道整体加固的效果，一号弹簧组和顶板之间配合进而辅助提高巷道顶部的夹固效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的方法流程图；

图2是本发明的立体结构示意图；

图3是本发明的第一剖视图；

图4是本发明的局部主视图；

图5是本发明的第二剖视图；

图6是本发明的第三剖视图；

图7是本发明的第四剖视图；

图8是本发明的部分结构立体视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图8所示一种煤矿巷道建造加固施工方法，其使用一种煤矿巷道建造加固施工装置，该煤矿巷道建造加固施工装置包括下固机构1和顶撑机构2，采用煤矿巷道建造加固施工装置进行煤矿巷道建造加固施工时的具体施工方法如下：

S1、巷道下部加固：通过人工方式将装置整体置于巷道内，并使之沿巷道的长度尺寸依次放置，然后通过人工方式调整底板10的位置直至空心板12的外侧端面贴于巷道的竖直内壁，随后通过人工方式将一号锚杆11插入一号通孔内，紧接着通过捶打工具将一号锚杆11的下端打入巷道内底壁，以此将底板10固定于巷道的内底壁，此时完成对巷道下端的加固处理；

S2、巷道顶部加固：通过一号电动推杆13向上推动内置板14，内置板14带动圆弧板20同步运动，直至圆弧板20紧贴于巷道的内顶壁，然后通过二号电动推杆15向上推动推板16，直至推板16紧紧抵于圆弧板20的内凹端面，此时完成巷道的顶部加固；

S3、对接加固：通过人工方式适当收缩或拉长伸缩连板22以使其侧端插入一号凹槽内，接下来通过连接锚杆23连接固定伸缩连板22和延伸板21，并通过捶打工具捶打连接锚杆23直至其插入巷道的顶部，此时圆弧板20之间得到对接固定。

所述的下固机构1设置于巷道内部，下固机构1的上端设置有顶撑机构2。

所述的下固机构1包括底板10、一号锚杆11、空心板12、一号电动推杆13、内置板14、二号电动推杆15和推板16，底板10左右对称放置于巷道的内底壁，底板10的内侧端前后对称开设有一号通孔，一号通孔内滑动连接有一号锚杆11，底板10外侧端面的上端面安装有空心板12，空心板12的内底壁前后对称安装有一号电动推杆13，空心板12的内部滑动安装有内置板14，内置板14的下端面与一号电动推杆13的上端面相连，底板10内侧端的上端面安装有二号电动推杆15，一号锚杆11位于二号电动推杆15和空心板12之间，二号电动推杆15的上端向空心板12方向倾斜，二号电动推杆15的上端设置有推板16，通过人工方式将装置整体置于巷道内，并使之沿巷道的长度尺寸依次放置，然后通过人工方式调整底板10的位置直至空心板12的外侧端面贴于巷道的竖直内壁，随后通过人工方式将一号锚杆11插入一号通孔内，紧接着通过捶打工具将一号锚杆11的下端打入巷道内底壁，以此将底板10固定于巷道的内底壁，此时完成对巷道下端的加固处理。

所述的底板10的下端面安装有呈矩阵分布的插钉100，插钉100与一号锚杆11之间不接触，插钉100可辅助提高底板10与巷道内底壁之间的连接牢固度，进而利于提高装置整体的稳定度。

所述的内置板14的上端面前后对称安装有一号耳板140，一号耳板140的上端之间通过销轴与圆弧板20的下端转动连接，所述的推板16的下端面前后对称安装有二号耳板142，二号耳板142的下端通过销轴与二号电动推杆15的上端之间相连，所述的延伸板21的内侧端转动安装有销轴，延伸板21所连销轴的前后两端与圆弧板20的内侧端面之间均通过三号耳板143相连，通过一号电动推杆13向上推动内置板14，圆弧板20随之同步运动，与此同时通过一号电动推杆13配合向上推动推板16，圆弧板20在推板16的推动下做转动运动，以使圆弧板20与巷道顶部的接触面积保持最大状态，进而利于提高圆弧板20对巷道的顶部加固效果，延伸板21的转动性可便于其自身与连接板始终保持水平连接。

所述的空心板12的前端面开设有一号通槽，内置板14的前端面下端安装有指示板120，指示板120与一号通槽之间滑动连接，指示板120内侧的空心板12的前端面刻制有尺寸线，指示板120可随内置板14同步运动，指示板120与尺寸线之间的配合可便于工人快速判断内置板14和空心板12之间的总高度是否出现变化，以此来对圆弧板20与巷道内顶壁之间贴紧度进行及时检查。

所述的指示板120的内侧前后对称设置有竖板121，竖板121安装于空心板12朝向二号电动推杆15的侧端面，竖板121的背对二号电动推杆15的侧端面通过弹簧杆122连接有固板123，弹簧杆122上下对称排布，当空心板12紧贴于巷道的竖直内壁后，此时的弹簧杆122处于收缩状态，收缩状态的弹簧杆122给予固板123一定的抵动力，而使固板123紧贴于巷道的竖直内壁，总言之，竖板121、弹簧杆122和固板123之间配合可辅助巷道下端的加固，进而利于提高巷道整体加固的效果。

所述的顶撑机构2包括圆弧板20、延伸板21、伸缩连板22和连接锚杆23，内置板14的上端设置有圆弧板20，圆弧板20朝向二号电动推杆15的内凹表面与推板16的上端面之间滑动连接，圆弧板20的内侧端面的下端设置有延伸板21，延伸板21与圆弧板20相离的一端开设有一号凹槽，一号凹槽之间通过滑动配合方式连接有伸缩连板22，伸缩连板22的侧端与延伸板21的侧端之间通过螺纹配合方式安装有连接锚杆23，连接锚杆23前后对称排布，且连接锚杆23贯穿一号凹槽，底板10固定于巷道内底壁上后，通过一号电动推杆13向上推动内置板14，内置板14带动圆弧板20同步运动，直至圆弧板20紧贴于巷道的内顶壁，然后通过二号电动推杆15向上推动推板16，直至推板16紧紧抵于圆弧板20的内凹端面，此时完成巷道的顶部加固，随后通过人工方式适当收缩或拉长伸缩连板22以使其侧端插入一号凹槽内，接下来通过连接锚杆23连接固定伸缩连板22和延伸板21，并通过捶打工具捶打连接锚杆23直至其插入巷道的顶部，此时圆弧板20之间得到对接固定，此可利于提高圆弧板20对巷道顶部的加固效果，倾斜设置的二号电动推杆15和推板16之间的配合可提高圆弧板20与巷道内顶壁之间的连接紧密度，同时还可使圆弧板20处于受力平衡的状态，下固机构1和顶撑机构2之间配合可对巷道实施全面的加固处理，且二者的总高度还可根据巷道的高度尺寸进行适应性调整。

所述的伸缩连板22中部的上端面左右对称安装有一号弹簧组220，一号弹簧组220的上端之间连接有顶板221，圆弧板20紧贴于巷道的内顶壁后，一号弹簧组220呈收缩状态，顶板221在一号弹簧组220的抵动下贴紧于巷道的内顶壁，一号弹簧组220和顶板221之间配合进而辅助提高巷道顶部的夹固效果。

所述的圆弧板20的后端面安装有金属网200，金属网200的网孔内通过滑动配合方式连接有二号锚杆201，二号锚杆201从前往后等距离排布，通过捶打工具将二号锚杆201的上端打入巷道的顶部，以此使金属网200紧紧覆于巷道的内顶壁，金属网200既可对巷道顶部起到辅助加固的作用，同时又可拦隔巷道顶部的脱落物，以此避免脱落物威胁工作人员的安全。

所述的金属网200的正下方设置有弹性钢板202，二号锚杆201的下端与弹性钢板202固定连接，弹性钢板202与金属网200之间安装有气囊203，气囊203与二号锚杆201之间不接触，二号锚杆201的上端打入巷道顶部后，气囊203正好夹于弹性钢板202和金属网200之间，气囊203可起到缓冲减震的作用，同时又可提高金属网200与巷道内顶壁之间的贴紧度。

所述的推板16的上方设置有橡胶层，橡胶层安装于圆弧板20的外凸表面，橡胶层可增大圆弧板20与巷道内顶壁之间的摩擦力，进而利于提高圆弧板20和与巷道内顶壁之间的连接紧密度。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。