[发明专利]一种用于沿空留巷巷旁隔离与支护的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿井下掘进工作面的支护领域，尤其涉及一种用于沿空留巷巷旁隔离与支护的装置及方法。

背景技术

沿空留巷是缓和采掘接续紧张、减少煤柱损失、降低掘进工作、提高矿井生产效率的一种重要采煤工艺。自切顶卸压技术逐渐成熟，巷道支护难道大幅度降低，沿空留巷技术在各大矿区逐渐普及。但巷旁支护设备的缓慢发展是限制沿空留巷技术发展的重要问题。目前，沿空留巷巷旁支护普遍采用构筑封闭式混凝土墙、注浆锚护或布置密集挡矸支柱等方式，这些方式普遍存在消耗材料多、工作量大、使用设备复杂、延时支护等问题，严重限制了工作面的正常生产。

因此，现有技术有待于更进一步的改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于沿空留巷巷旁隔离与支护的装置及方法，即能实现沿空留巷巷旁顶板支护，又能实现采空区的安全隔离。

为解决上述技术问题，本发明方案包括：

一种用于沿空留巷巷旁隔离与支护的装置，其包括采空区与预留巷道，其中，在紧靠采空区一侧均匀布置有多个隔离支护单体，隔离支护单体包括至少两个单体液压支柱，单体液压支柱上端之间设置顶帽，单体液压支柱下端之间设置底座，顶帽用于增大与顶板的接触面积，底座用于增大与底板的接触面积；顶帽与底座的两侧分别设置有连接螺孔，顶帽与底座在靠近采空区一侧设置有多个挡矸钢梁，相邻挡矸钢梁之间通过连接板相连接，挡矸钢梁外侧设置有外柔性挡矸挂帘，顶帽与底座在靠近预留巷道一侧设置有内柔性隔离挂帘，底座上设置有能闭塞的通风口；顶帽、底座、挡矸钢梁与内柔性隔离挂帘形成一隔离空间。

所述的装置，其中，上述顶帽与底座的框架结构相同，顶帽包括支撑钢梁，支撑钢梁上设置有支撑面板，支撑钢梁的两侧分别设置有竖直护板，上述连接螺孔及通风口设置在竖直护板上，挡矸钢梁、内柔性隔离挂帘、外柔性挡矸挂帘的对应端通过对应连接螺孔设置对应顶帽或对应底座上。

所述的装置，其中，上述支撑钢梁的一端设置有组装插槽，支撑钢梁的另一端设置有组装插头，相临支撑钢梁通过对应组装插槽与组装插头相连接。

所述的装置，其中，同一隔离支护单体内相临挡矸钢梁之间通过对应连接板相连接，通过连接螺栓相固定。

一种使用上述装置的方法，其包括以下步骤：

A、根据巷道参数得到上述装置的水平挡矸力：

F＝f×FN(1)

其中，f为顶帽与顶板、底座与底板的摩擦力系数，由顶帽与顶板、底座与底板的接触面积及顶帽、底座的表面的粗糙度确定；FN为单体液压支柱的支撑力；

B、在井下预留巷道内提前组装好上述装置；随工作面推进超过一个沿空留巷巷旁隔离与隔离支护单体的长度时，立刻在靠近采空区帮部处架设一个隔离支护单体，与前一个隔离支护单体组装成一个整体，架设完成后单体液压支柱注液打压升起，及时支撑顶板，隔离采空区；

C、下一个工作面回采开始后，随回采工作的进行，逐渐回收上述装置循环利用。

本发明提供的一种用于沿空留巷巷旁隔离与支护的装置及方法，采用单体液压支柱支撑顶板，及时支撑，且支撑力可通过选用不同型号的单体液压支柱调节，适应性强，防止滞后支撑导致的巷道变形；设备简单，运输方便，易安装拆卸，设备体积小，占用空间小；密封性好，在预留巷道巷旁帮处形成过渡区间，并且将沿空留巷巷旁隔离与支护装置分段，防止瓦斯泄露在整个装置内扩散；不用充填、喷浆、锚护，工作量少，工作方便，可回收重复循环利用，成本低。

附图说明

图1为本发明中隔离支护单体的框架结构图；

图2为本发明中沿隔离支护单体之单体液压支柱的剖面结构示意图；

图3为图2中A处的结构示意图；

图4为图2中B处的结构示意图；

图5为本发明中多个隔离支护单体的组装结构示意图；

图6为本发明中隔离支护单体的结构示意图；

图7为本发明中顶帽的结构示意图；

图8为本发明中沿巷道方向的结构示意图；

图9为本发明中巷道剖面结构示意图；

其中，1-单体液压支柱；2-顶帽；3-底座；4-连接螺孔；5-通风口；6-组装插头；7-组装插槽；8-支撑面板；9-支撑钢梁；10-内柔性隔离挂帘；11-外柔性挡矸挂帘；12-挡矸钢梁；13-连接螺栓；14-采空区；15-巷道顶部；16-下采区煤体；17-隔离支护单体；18-预留巷道。

具体实施方式