[发明专利]急倾斜松软煤层煤巷掘进前探支护方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种松软煤层巷道支护技术，特别涉及一种急倾斜松软煤层煤巷掘进临时支护用的前探支护方法及装置。

背景技术

在煤矿采煤作业前的煤巷或半煤巷掘进中，通常采用循环的掘进方式，即每掘进一端设定距离作为一个循环，在一个循环掘进完成后，再对巷道进行永久性支护。对于松软煤层而言，由于煤层自稳定性越差，在单个循环作业还未全部完成时，巷道上部松软煤层就可能发生垮冒，不仅存在安全隐患，而且还会带来掘进效率的降低。煤层越松软就越容易发生煤层垮冒事故，特别是在掘进急倾斜松软煤层巷道时，其问题尤为突出。为确保掘进安全和提高掘进效率，需要对松软煤层实施临时支护。本申请人于2012年8月17日申请了一种名称为“松软煤层掘进超前支护装置”，该申请已于2013年2月13日被授予了专利权并同时予与公告，其公告号为CN202731961U。该装置包括设在煤巷内的轨道、轨道小车，在小车上设置用于临时支护的悬伸式支架，支架通过油缸实现升降，小车上还设有防倾翻装置，利用该装置可方便实现超前临时支护。但在实际应用过程中逐步发现，该装置结构较复杂，制造成本较高，且需设置液压系统，操作较繁琐且需要一定的操作技巧以确保使用安全。为此，需要对此进行改进，以降低制造成本和使用成本，简化操作程序，降低操作难度，以利于更加广泛地推广应用。

发明内容

本发明的第一目的是克服现有技术的不足，提供一种在急倾斜松软煤层煤巷掘进过程中用于防止煤层垮冒的前探支护方法，以在确保掘进安全和提高掘进效率的同时，降低支护操作难度和支护成本。本发明的第二目的是提供一种前探支护装置，以简化操作程序、降低操作难度，便于广泛地推广应用。

为实现第一目的，本发明采用如下技术方案。

一种急倾斜松软煤层煤巷掘进前探支护方法，包括以下步骤：

A、在煤巷顶端两侧各设置锚固于岩石层的至少一锚杆；

B、通过所述锚杆由螺纹紧固件固定连接一挂接座；

C、在所述挂接座上挂接一弓形开槽呈斜向上倾斜的弓形挂钩，在弓形挂钩与挂接座之间设置一用以防止所述弓形挂钩滑脱的保险装置，并在弓形挂钩下横臂上设置一顶持端伸入弓形开槽内的螺纹顶升机构；

D、将两个独立的纵梁或构成支护框架的两纵梁一端分别置入两弓形挂钩弓形开槽内并由所述螺纹顶升机构支撑，两支撑梁另一端伸入拟支护松软煤体下方；

E、在两个独立的纵梁或支护框架上搭设支护面板以形成支护托盘；

F、通过螺纹顶升机构将支护托盘顶升至设定支护高度。

采用上述技术方案的本发明方法，用于前探支护的支托盘由锚固于岩石层的锚杆设置成悬挂式固定连接，支护托盘通过弓形挂钩的弓背部位限制其侧滑，支护托盘弓形挂钩设置的螺纹顶升机构顶升固定。因此，只需在搭设好支护托盘后，通过顶升机构就可实现支护，其不需设置液压系统、轨道小车等，其结构简单，制造和使用成本低，相应操作简单、方便，不需要专业的操作技巧，利于广泛地推广应用。

本发明在实际应用时，可只需松开顶升机构使支护托盘下降后，即可实现支护托盘前移；当一个掘进循环完成后，按前述顺序拆下支护托盘、保险装置、弓形挂钩、挂接座等后，在巷道前方设定位置设置锚杆后，再通过锚杆等固定和顶升支护托盘即可。

优选的技术方案，所述保险装置设置为保险销式快装结构。以提高支护效率。

为实现第二目的，本发明采用如下技术方案。

一种急倾斜松软煤层煤巷掘进前探支护装置，包括一端伸入松软煤体下方的支护托盘，支护托盘包括两个独立的支撑梁或由两支撑梁形成的支护框架，在两个独立的支撑梁或支护框架上设有支护面板；两个支撑梁外端分别位于两弓形挂钩的弓形开槽内，两弓形挂钩的弓形开槽呈斜向上倾斜，其弓背部位用于限制支撑梁侧滑，两弓形挂钩上设有用于顶升两支撑梁的螺纹顶升机构；弓形挂钩挂接于挂接座上，弓形挂钩与挂接座之间设有一用于防止所述弓形挂钩滑脱的快装结构的保险装置；两挂接座位于煤巷顶端两侧，挂接座通过螺纹紧固件固定于锚杆上，锚杆另一端伸入岩石层并锚固于岩体上。

采用上述技术方案的本发明装置，由于只设有支护托盘、挂接座、锚杆和弓形挂钩，不需设置轨道小车、液压系统等，其结构简单，操作方便，操作技能要求低。

优选的技术方案，所述挂接座由相互焊接固定的垫板和工字钢组成，垫板用于支撑在煤巷的顶壁上，垫板连接在工字钢的工字外壁上；所述螺纹紧固件包括具有内凹球面的垫板和具有外凸球面的球面螺母。