[实用新型]用于急倾斜中厚煤层柔性掩护系统的支护单元

说明书

技术领域

本实用新型专利涉及到一种急倾斜中厚煤层开采支护设施，特别是一种用于急倾斜中厚煤层开采的掩护柔性的支护单元。

背景技术

采煤工作面中的支护设备是煤矿安全工作的保障设施，其使用过程中稳定性，以及移架的可控性是此类设备的重要指标。现有的综采液压支架可充分满足中厚煤层开采的安全性和可靠性要求，但通常只适用于倾角小于50度煤层的开采，而对于倾角大于50度的急倾斜煤层开采，因支架设备下滑分力过大，设备自身的稳固性极差。因此，现有液压支架不适用于急倾斜煤层，即使采用俯伪开采技术，也难以根本消除支架设备下滑的隐患。迄今为止，急倾斜煤层开采的支护安全仍是世界各产煤国家都尚未解决的难题。目前，国内外急倾斜中厚煤层采煤大多采用刚性的多边形屋架状支架结构，相邻支架之间采用钢丝绳连接形成柔性的掩护系统，以隔离采空区和回采空间，采煤工人在掩护系统的支架保护下进行采煤工作。该掩护系统的支架结构简单，工作面可设置得较长；支架依靠重力自行下放实现移架，自然实现采煤工作面沿采煤走向推进，其推进连续并简化了顶板管理，减轻了支架顶板架设和拆除的繁重体力劳动。但现有柔性掩护的支架存在以下缺陷，一是不能调整高度和宽度，对煤层厚度和倾角变化适应性差；二是回采空间受限，不适应机械化开采，工人工作环境恶劣，劳动强度大，产量低，安全保障低以及安全事故频发等问题；三是支架依赖于煤体支撑，其下放时机和下放量不能得到有效控制；四是，支架通常由型材制成，其单件宽度受到型材限制而通常较窄，其单个支架支护长度较短，支护稳定性较差。为此，本领域的技术人员进行了一些探索，并取得了一定的效果，如中国专利公告号CN201972720U，公告日期2011年9月14日，发明创造名称“可伸缩柔性掩护支架”，公开了一种可随煤层厚度变化进行宽度调节的掩护支架，其包括相互铰接的上肢和下肢以及连接在二者之间的液压千斤顶，上肢和下肢均呈“〕”形的刚性结构，液压千斤顶使掩护支架形成开度可变化的“弓”形结构，以适应煤层厚度变化时的支架宽度调节。但由于该支架受上肢和下肢的构件结构和形状限制，不能与工作面中围岩的底板和顶板实现良好的拟合，该支架存在趴架和仰架的隐患较大；同时，该支架的移架也只能完全随煤层的掘进而依靠采空区的矸石推进，不能实现支架高度的调节和移架量的有效控制。中国专利公开号CN102052083A，公开日期2011年511日，发明创造名称“多边形液压主动支护支架”，公开了一种环形封闭结构的八多边形支架，该八边形支架由一顶板支护梁、一底板支护板、两个侧帮和四个支撑杆组成，在两侧帮上各设有一液压支撑器使侧帮形成伸缩结构，支架上相邻构件通过铰接方式连接，利用液压支撑器的伸缩运动实现封闭结构的八边形支架的高度和宽度的调整。该支架可用于煤巷支护，便于拆装，同时，可对煤巷的顶板、底板和侧帮形成预加载荷，使支护更加稳固。但由于该支架呈封闭结构，不适于采煤工作面的支护；另外，即使将支架用于构成急倾斜每层开采的柔性支护系统，无论是顶板支护梁、底板支护板或任一侧帮位于采空区一侧，都存在相应构件两端铰接部位受矸石挤压载荷不等的情形，当出现此情形时，由于支架相邻构件之间仅通过铰接方式连接，相邻边之间没有设置其他辅助支撑构件，这种不均衡的载荷会造成相应构件转动而失稳，存在严重的塌架隐患。为此，需要进行进一步的改进。

发明内容

本实用新型目的是提供一种用于急倾斜中厚煤层柔性掩护系统的支护单元，以提高柔性支护系统的稳定性和采煤安全性，且可随煤层厚度变化而进行调整，进而提高急倾斜中厚煤层回采率和采煤的机械化程度。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。