[发明专利]一种大循环巷道掘进临时支护装置及其方法

说明书

本发明公开了一种大循环巷道掘进临时支护装置及其方法，包括护顶框架和支柱，所述护顶框架设有伸缩的支撑横梁，伸缩结构的支撑横梁能够根据巷道掘进尺寸需求进行更改尺寸，以提高本发明的使用范围。本发明的设计方法是可以根据不同掘巷尺寸进行临时支护装置设计，根据此方法设计的临时支护装置在巷道掘进期间连续使用两套或两套以上对掘巷空顶区域进行临时支护，不仅实现一次性长距离掘进，解决掘进与支护工序频繁交替作业带来的掘巷效率低问题。同时，根据该方法设计的临时支护装置既能满足安全作业支护要求，又能最大程度较低工人劳动强度，利于工人安全作业。

技术领域

本发明属于煤矿安全生产技术领域，具体涉及一种大循环巷道掘进临时支护装置。

背景技术

煤炭是国民经济和社会发展的基础，快速增长的经济对煤炭需求量提出了更高的要求。在巨大的煤炭需求量刺激下，为保证煤炭产量大多数矿井常常会布置两个或两个以上工作面进行煤炭生产。工作面增加的同时，造成承担运输、通风等辅助煤炭生产的掘巷数量相应增加。回采工作面相比于掘巷迎头机械化程度无疑要高得多，往往出现本工作面已采完，下个工作面辅助巷道未完成施工，造成采掘接替紧张，影响煤炭正常生产。

针对目前机械化掘巷工艺出现的采掘接替紧张现状，国内外许多学者研究发现影响快速掘进的主要因素在于掘进机截割和巷道支护，二者用时大约占整个施工用时的70％以上。而临时支护作为掘进与支护工序的中间工序，其工序的有效性不仅是实现一次长距离掘进作业的基础，也是掘巷后后续工序能否安全施工的重要保障，成为解决快速掘进问题的关键技术。临时支护问题的解决会大大提高掘进速度，进而解决采掘接替紧张现状。目前，井下掘进工作面所采用的临时支护方式有前探梁支护、“戴帽点柱”支护及“单体+π梁”支护。然而，现有的临时支护方式在一定的程度上存在很大的局限性，支护效果并不理想。对于前探梁支护来说，未能对顶板提供主动支护阻力，顶板破碎程度较大时，掘巷距离相应缩短并需进行及时支护，故而造成掘进、支护工序交替频繁，不利掘进工序系统化，掘进效率低；“戴帽点柱”支护对于顶板完整性要求较高，同时单体支护阻力扩散范围有限，不利于顶板维护，存在安全隐患；“单体+π梁”支护虽能有效护顶，但在安装时工人劳动强度较大，π梁在单体支柱受扰动时易掉落砸伤工人，存在安全隐患。

发明内容

针对上述现有技术中描述的不足，本发明提供一种大循环巷道掘进临时支护装置。本发明可以根据不同掘巷尺寸改变尺寸，并且既能有效支护顶板，实现安全大循环掘进，又能降低工人劳动强度，且有普遍适用性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种大循环巷道掘进临时支护装置，包括护顶框架和支柱，所述护顶框架设有伸缩的支撑横梁，伸缩结构的支撑横梁能够根据巷道掘进尺寸需求进行更改尺寸，以提高本发明的使用范围。

所述支撑横梁，包括伸缩梁和轨道梁，在轨道梁的一端内设置有伸缩轨道，伸缩梁的一端滑动安装在伸缩轨道内并设置有防脱块，防脱块将伸缩梁限位在伸缩轨道内，伸缩梁的另一端与护顶框架的竖梁固定，轨道梁的另一端与护顶框架的另一竖梁固定。伸缩梁在轨道梁内滑动实现伸缩，并由防脱块实现限位作用，防止伸缩梁从轨道梁内脱落。

为了结构的稳定性以及使用寿命长，在伸缩梁和竖梁之间设置有固定梁，固定梁的一端固定在竖梁，固定梁的另一端与伸缩梁固定连接。因为伸缩梁的尺寸是小于轨道梁的，而固定梁是与轨道梁是一样的尺寸，所以为了结构的稳定性以及使用寿命，将伸缩梁设置在两者之间。

在伸缩梁上安装有补位触顶板，补位触顶板的设置是为了弥补伸缩横梁带来的局部无法触顶缺陷。

所述的补位触顶板长度与伸缩梁的长度相等，其长度不大于巷道宽度的/；并同时保证，单体支撑横梁收缩后，护顶框架可在巷道掘进迎头空间内自由旋转。

为了进一步加强本发明，在支撑横梁上安装有限位补强控顶夹。