[发明专利]一种矿用气动防片帮装置及其气动防片帮的方法

说明书

本发明公开了一种矿用气动防片帮装置及其气动防片帮的方法通过利用气动伸缩装置将煤壁片帮处顶压，避免煤壁发生崩塌的危险；通过在气动支撑装置尾部设置有球铰链结构，在活动杆与顶板结构之间设置有球铰链结构，能够使气动支撑装置作用力垂直作用在顶板结构上，保证了顶板结构在长时间使用时不会在煤壁上的位置发生偏移；通过顶板支撑处的煤壁上设置有压力感应探针，可根据压力感应探针反馈的煤壁片帮压力来自动调节密封气腔内的压强，从而使顶板与煤壁之间受力平衡，节省了人工成本。

技术领域

本发明涉及一种预防片帮技术领域，尤其涉及一种矿用气动防片帮装置及其气动防片帮的方法。

背景技术

12032切眼掘进工作面是我矿乃至新疆公司首个沿空送巷切眼掘进工作面，煤层倾角28°—36°，迎面墙垂高3.1m，本工作面施工期间需要穿越两个顺槽和一个安全保护煤柱，且要经过一个断层。以上因素均是煤层遭受影响较大的关键区域，煤层受压破碎。在掘进施工过程中，由于迎面墙裸露面积大，采用风镐施工工艺时，迎面墙的裸露时间相对较长，这就为迎面墙煤矸掉落及片滑创造了有利条件，无疑给施工人员造成一定的安全威胁。

矿层采出后，采空区顶板岩层内出现悬空，其压力便转移到煤壁上，煤壁承受的压力增加，形成增压区，煤壁在附加荷载的作用下，一部分煤被压碎，并挤向采空区，这种现象称为片帮。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种矿用气动防片帮装置及其气动防片帮的方法能够有效防止煤壁发生片帮危险。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种矿用气动防片帮装置：包括有气动伸缩装置和支撑结构，所述气动伸缩装置通过支撑结构横向设置在矿洞内，所述气动伸缩装置的尾部设置有支撑块，所述支撑块与气动伸缩装置尾部球铰链连接设置，所述支撑块抵压设置在矿洞左岩壁上，所述气动伸缩装置的顶部设置有顶板结构，所述气动伸缩装置将顶板结构顶压在煤壁上；通过利用气动伸缩装置将煤壁片帮处顶压，避免煤壁发生崩塌的危险。

所述气动伸缩装置包括有固定气缸和活动杆，所述活动杆尾部伸缩设置在固定气缸内，所述活动杆尾部套设有密封垫圈，所述活动杆尾部与固定气缸内腔形成密封气腔；所述固定气缸前端内壁处沿活动杆伸缩方向设置有长椭圆凹槽，所述活动杆上设置有限位柱，所述限位柱滑动设置在长椭圆凹槽内；所述固定气缸内腔前端面与限位柱之间设置有压缩弹簧。设置有密封垫圈能够防止活动杆与固定气缸内壁磨损导致密封气腔内气密性不好；在固定气缸内设置长椭圆凹槽，使活动杆始终沿固定气缸长度方向伸缩，使气动支撑装置沿一个方向作用力。

进一步地，所述支撑结构呈“Y”形状设置，且支撑结构的固定端上设置有螺纹连接柱，所述矿洞顶部设置有支撑梁，所述支撑结构通过螺纹连接柱设置在支撑梁下方；所述支撑结构的支撑部位沿竖直方向等距设置有若干销孔，所述销孔内固定设置有固定销轴，所述固定气缸外表面上套设有固定套环，所述固定套环上设置有支撑孔，所述固定销轴插设在支撑孔内，与固定套环设置在一起的固定气缸绕固定销轴摆动设置。通过调节固定销轴的位置可以实现对气动支撑装置的支撑方向进行微调，使气动支撑装置将顶板结构正压在煤壁片帮处。

进一步地，所述顶板结构包括有连接部分、锥台结构和顶板；所述连接部分支撑设置在锥台结构的较小底面上，所述锥台结构较大底面设置在顶板端面上；所述活动杆顶端设置有球状结构，所述连接部分上设置有球形凹槽，所述球状结构设置在球形凹槽内，所述活动杆顶端与顶板结构球铰链配合设置。通过设置有锥台结构能够将活动杆对连接部分的作用力分散到整块顶板上，使顶板整个板面受力均匀，有利于对煤壁片帮处的支撑作用。

进一步地，所述锥台结构的较大底面上设置有若干凸起结构，所述凸起结构呈锥柱状设置，且若干所述凸起结构的高度交错设置，所述凸起结构垂直于顶板端面；所述顶板靠近锥台结构的端面上设置有与凸起结构一一对应配合的凹槽孔，且凹槽孔的深度大于凸起结构的长度，所述凸起结构设置在凹槽孔内，且锥台结构的较大底面与顶板端面之间粘接设置。凸起结构能够使锥台结构上的力垂直与顶板板面作用，使顶板垂直于煤壁顶压。