一种用于沿空留巷的新型支护系统

技术领域

本发明涉及一种用于沿空留巷的新型支护系统，属于巷道支护技术领域。

背景技术

沿空留巷：采煤工作面后沿采空区边缘维护原回采巷道。为了回收传统采矿方式中留设的保护煤柱。采用一定的技术手段将上一区段的顺槽重新支护留给下一个区段使用。这种留巷的做法是沿着采空区边缘在原顺槽位置保留就称为沿空留巷。沿空留巷可以最大限度回收资源。避免煤体损失。

沿空留巷在上世纪研究初期基本上都是以支架形式完成。那时候各种支架形式的应用曾经解决过许多回采工作面的无煤柱采煤问题。但都是应用到一些采面地压相对较小并且煤层赋存条件较好的无自然发火的低瓦斯矿井。而且应用情况也不能令人满意。这种方式因为支护材料品种多，工作量大，支护效果差，采空区隔离效果差等问题很少应用。

专利号为200810159257.6的专利，公开了一种沿空留巷支护方法，包括以下步骤：(一)在沿空留巷巷道顶板打锚杆支护，(二)在沿空留巷顶部老空区侧打锚索支护，(三)在沿空留巷老空区侧打眼放炮强制切顶。本发明工艺简单，设计新颖，已于掌握，安全可靠；与沿空掘巷比在技术上和经济上更具有很大的优越性，可使采区回采率提高10％左右、可使采区巷道的掘进率降低25～30％、避免了工作面接续紧张的局面、并可节约掘进费用。

上述专利虽然可以实现支护功能，但目前技术考虑不全面，具有以下弊端：

1.在传统切顶卸压沿空留巷中，采用单体液压支柱挡矸效果较差且支柱变弯甚至折断；

2.传统的单体支柱支护，顶板下沉明显，巷道变形严重，直接影响下一步的使用甚至需要重新开掘巷道；

3.传统利用顶板落矸形成墙体防止采空区漏风效果差，极易引起采空区自燃。

亟待一种用于沿空留巷的新型支护系统，避免了传统切顶留巷出现的种种弊端，保证了切顶卸压留巷的经济、安全、可靠。

发明内容

根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：为解决上述问题之一，提供一种用于沿空留巷的新型支护系统，避免了传统切顶留巷出现的种种弊端，保证了切顶卸压留巷的经济、安全、可靠。

本发明所述的用于沿空留巷的新型支护系统，包括处于巷道顶部的吊顶支护，所述吊顶支护是通过悬吊锚索、M钢带及锚网的联合支护方式控制顶板垮落，切顶锚索间距为1m，并在切顶锚索上安装切顶工字钢梁，其特征在于：切顶工字钢梁的下方采用单体支柱，M钢带下方采用横向工字钢和液压支撑进行支撑，所述单体支柱远离液压支撑的一侧设置有由多根可缩性工字钢挡矸支撑组成的挡矸单元。

优选地，在巷道的采空区侧挂设挡矸网和密封柔帘，安装方法是采用可缩性工字钢挡矸支撑将挡矸网和密封柔帘顶紧在巷道顶部上。

优选地，所述切顶工字钢梁包括多个间隔分布的柱帽，所述相邻柱帽之间通过顶部工字钢单体连接，柱帽包括包括相对设置的第一侧板和第二侧板；相对设置的第三侧板和第四侧板；所述第三侧板连接在所述第一侧板的第一端和所述第二侧板的第一端之间，所述第四侧板连接在所述第一侧板的第二端和所述第二侧板的第二端之间，封闭连接第一侧板、第二侧板、第三侧板和第四侧板顶端的顶板，形成底部开口的容置腔，所述单体支柱的顶部柱头段插入该容置腔中。

优选地，所述单体支柱包括插接在一起的单体支柱活柱和单体支柱缸体，所述单体支柱活柱的顶部插入容置腔中，且与容置腔的内壁配合滑动，单体支柱活柱底端套接于所述单体支柱缸体内。

优选地，所述单体支柱活柱的顶部套设有滑套，还固定有阻止滑套下滑的挡环，所述滑套上部的两侧一体成型有弧形减震钢板一和弧形减震钢板二，所述弧形减震钢板一和弧形减震钢板二的另一端分别一体成型有连接板A和连接板B，所述连接板A和连接板B分别通过对应的连接螺栓A固定在柱帽两侧的顶部工字钢单体上，所述弧形减震钢板一和弧形减震钢板二非压缩变形状态下，弧形减震钢板一和弧形减震钢板二的圆心均处于单体支柱活柱的中心线上。一方面便于适应变化的巷道高度，弧形减震钢板一和弧形减震钢板二可压缩变形，一方面给顶板提供了部分让压空间，保证了顶板完整性的同时避免了单体支柱在顶板来压时的变弯甚至折断等问题。

优选地，可缩性工字钢挡矸支撑为两段工字钢利用两个卡箍固定，可以回收进行重复使用，两段工字钢连接一方面便于适应变化的巷道高度，一方面给顶板提供了部分让压空间，保证了顶板完整性的同时避免了工字钢在顶板来压时的变弯甚至折断等问题。

优选地，液压支撑的初撑力远远大于普通的单体液压支柱，是新型沿空留巷顶板支护系统的一次革命。

优选地，柱帽的上表面与顶部工字钢单体的上表面平齐。

优选地，相邻的单体支柱之间安装有单体支柱刚性联锁装置。

优选地，所述单体支柱柱筒和伸缩柱高度为500-700mm。

优选地，采用废旧风筒布加喷涂高分子材料对采空区进行封堵，有效减少采空区漏风。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明所述的用于沿空留巷的新型支护系统，可缩性工字钢为两段工字钢利用两个卡箍固定，可以回收进行重复使用，两段工字钢连接一方面便于适应变化的巷道高度，一方面给顶板提供了部分让压空间，保证了顶板完整性的同时避免了工字钢在顶板来压时的变弯甚至折断等问题；

2、本发明所述的用于沿空留巷的新型支护系统，液压单元支架的初撑力远远大于普通的单体液压支柱，是新型沿空留巷顶板支护系统的一次革命；

3、本发明所述的用于沿空留巷的新型支护系统，风筒布加堵漏喷涂材料既增加了巷道的美观又实现了有效的防漏风目的。

4、本发明所述的用于沿空留巷的新型支护系统，弧形减震钢板一和弧形减震钢板二可压缩变形，一方面便于适应变化的巷道高度，一方面给顶板提供了部分让压空间，保证了顶板完整性的同时避免了单体支柱在顶板来压时的变弯甚至折断等问题。

5、本发明所述的用于沿空留巷的新型支护系统，降低沿空留巷维护成本，保证工作面安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的结构示意图一；

图2为本发明的结构示意图二；

图3为切顶工字钢梁与单体支柱连接图；

图4为容置腔的结构图。

图中：1、吊顶支护 2、切顶工字钢梁 3、切顶锚索 4、单体支柱 4.1、顶部工字钢单体 4.2、柱帽 4.3、容置腔 4.4、单体支柱缸体 4.5、单体支柱活柱 4.6、挡环 5、滑套 6、弧形减震钢板一 7、弧形减震钢板二 8、连接螺栓A 9、液压支撑 10、可缩性工字钢挡矸支撑11、横向工字钢。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述：

以下通过具体实施例对本发明作进一步说明，但不用以限制本发明，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

实施例

如图1-2所示，所述一种用于沿空留巷的新型支护系统，包括处于巷道顶部的吊顶支护1，所述吊顶支护1是通过悬吊锚索1.1、M钢带1.2及锚网的联合支护方式控制顶板垮落，切顶锚索3间距为1m，并在切顶锚索3上安装切顶工字钢梁2，切顶工字钢梁2的下方采用单体支柱4，M钢带1.2下方采用横向工字钢11和液压支撑9进行支撑，所述单体支柱4远离液压支撑9的一侧设置有由多根可缩性工字钢挡矸支撑10组成的挡矸单元。

进一步地，在巷道的采空区侧挂设挡矸网和密封柔帘，安装方法是采用可缩性工字钢挡矸支撑10将挡矸网和密封柔帘顶紧在巷道顶部上。

进一步地，所述切顶工字钢梁2包括多个间隔分布的柱帽4.2，所述相邻柱帽4.2之间通过顶部工字钢单体4.1连接，柱帽4.2包括包括相对设置的第一侧板和第二侧板；相对设置的第三侧板和第四侧板；所述第三侧板连接在所述第一侧板的第一端和所述第二侧板的第一端之间，所述第四侧板连接在所述第一侧板的第二端和所述第二侧板的第二端之间，封闭连接第一侧板、第二侧板、第三侧板和第四侧板顶端的顶板，形成底部开口的容置腔4.3，所述单体支柱4的顶部柱头段插入该容置腔4.3中。

进一步地，所述单体支柱4包括插接在一起的单体支柱活柱4.5和单体支柱缸体4.4，所述单体支柱活柱4.5的顶部插入容置腔4.3中，且与容置腔4.3的内壁配合滑动，单体支柱活柱底端套接于所述单体支柱缸体内。

进一步地，所述单体支柱活柱4.5的顶部套设有滑套5，还固定有阻止滑套5下滑的挡环4.6，所述滑套5上部的两侧一体成型有弧形减震钢板一6和弧形减震钢板二7，所述弧形减震钢板一6和弧形减震钢板二7的另一端分别一体成型有连接板A和连接板B，所述连接板A和连接板B分别通过对应的连接螺栓A8固定在柱帽4.2两侧的顶部工字钢单体4.1上，所述弧形减震钢板一6和弧形减震钢板二7非压缩变形状态下，弧形减震钢板一6和弧形减震钢板二7的圆心均处于单体支柱活柱4.5的中心线上。弧形减震钢板一6和弧形减震钢板二7可压缩变形，一方面便于适应变化的巷道高度，一方面给顶板提供了部分让压空间，保证了顶板完整性的同时避免了单体支柱4在顶板来压时的变弯甚至折断等问题。

进一步地，所述滑套5上部的两侧一体成型有弧形减震钢板一6和弧形减震钢板二7，所述弧形减震钢板一6和弧形减震钢板二7的另一端分别一体成型有连接板A和连接板B，该结构在工厂一体预制成型，并在巷道内通过滑套5与单体支柱活柱4.5的顶部连接，所述单体支柱活柱4.5还固定有阻止滑套5下滑的挡环4.6，最后利用连接螺栓A8将所述连接板A和连接板B分别固定在柱帽4.2两侧的顶部工字钢单体4.1上。连接可靠。

进一步地，可缩性工字钢挡矸支撑10为两段工字钢利用两个卡箍固定，可以回收进行重复使用，两段工字钢连接一方面便于适应变化的巷道高度，一方面给顶板提供了部分让压空间，保证了顶板完整性的同时避免了工字钢在顶板来压时的变弯甚至折断等问题。

进一步地，液压支撑9的初撑力远远大于普通的单体液压支柱，是新型沿空留巷顶板支护系统的一次革命。

进一步地，柱帽4.2的上表面与顶部工字钢单体4.1的上表面平齐。

进一步地，相邻的单体支柱4之间安装有单体支柱刚性联锁装置。

进一步地，所述单体支柱4柱筒和伸缩柱高度为500-700mm。

进一步地，采用废旧风筒布加喷涂高分子材料对采空区进行封堵，有效减少采空区漏风。

一是采用自加工的可缩性工字钢梁代替单体液压支柱支护顶板并挡矸；二是将液压单元支架引入顶板支护系统，大大提高顶板支护强度，顶板减少甚至不下沉；三是采用废旧风筒布加喷涂高分子材料对采空区进行封堵，有效减少采空区漏风。四是弧形减震钢板一和弧形减震钢板二可压缩变形，一方面便于适应变化的巷道高度，一方面给顶板提供了部分让压空间，保证了顶板完整性的同时避免了单体支柱在顶板来压时的变弯甚至折断等问题。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明所述的用于沿空留巷的新型支护系统，可缩性工字钢为两段工字钢利用两个卡箍固定，可以回收进行重复使用，两段工字钢连接一方面便于适应变化的巷道高度，一方面给顶板提供了部分让压空间，保证了顶板完整性的同时避免了工字钢在顶板来压时的变弯甚至折断等问题；

2、本发明所述的用于沿空留巷的新型支护系统，液压单元支架的初撑力远远大于普通的单体液压支柱，是新型沿空留巷顶板支护系统的一次革命；

3、本发明所述的用于沿空留巷的新型支护系统，风筒布加堵漏喷涂材料既增加了巷道的美观又实现了有效的防漏风目的。

4、本发明所述的用于沿空留巷的新型支护系统，弧形减震钢板一和弧形减震钢板二可压缩变形，一方面便于适应变化的巷道高度，一方面给顶板提供了部分让压空间，保证了顶板完整性的同时避免了单体支柱在顶板来压时的变弯甚至折断等问题。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。