[发明专利]一种复合式支护结构、施工系统及方法

权利要求书

1.一种复合式支护结构的施工系统：包括：

掘进机：用于对巷道进行开挖；

锚杆施工装置：包括临时支护，临时支护与第一行走机构连接，第一行走机构能够带动临时支护支撑住巷道顶面并且沿巷道纵向方向前进，所述临时支护设置有拱梁，拱梁连接有移动机构，所述移动机构与锚杆钻机连接，移动机构能够带动锚杆钻机沿拱梁运动，对巷道进行锚杆施工；

所述临时支护包括第一支护部和第二支护部，所述第一行走机构包括分别与第一支护部和第二支护部连接的第一液压缸和第二液压缸，第一液压缸和第二液压缸竖向设置，能够将第一支护部和第二支护部顶紧在巷道顶面，第一支护部和第二支护部之间还设置有水平设置的第三液压缸，第三液压缸用于带动第一支护部和第二支护部的前进，所述第一支护部和第二支护部均连接有拱梁；

所述拱梁设置有第一齿条，所述第一齿条与第一齿轮相啮合，第一齿轮与第一电机的输出轴连接，第一电机能够带动第一齿轮转动，在第一齿轮和第一齿条的啮合作用下，第一电机能够沿拱梁运动，所述第一电机的电机壳与锚杆钻机连接，能够带动锚杆钻机的运动；

弧板施工装置：包括承重台，承重台与第二行走机构连接，第二行走机构能够带动承重台沿巷道纵向方向前进，所述承重台前端通过伸缩件连接有旋转件，旋转件通过伸缩安装臂与固定件连接，固定件能够与弧板固定，旋转件能够带动伸缩安装臂转动，对弧板进行安装；

钢管施工装置：用于对钢管混凝土环进行施工；

当施工钢管混凝土环在弧板环内侧的支护结构时，掘进机、锚杆施工装置、弧板施工装置及钢管施工装置在巷道内依次设置，同步施工；

当施工钢管混凝土环位于弧板环外侧的支护结构时，掘进机、锚杆施工装置、钢管施工装置及弧板施工装置在巷道内依次设置，同步施工。

2.如权利要求1所述的一种复合式支护结构的施工系统，其特征在于，所述第二行走机构包括承载梁，所述承载梁设置有多个交替设置的固定抓手和移动抓手，固定抓手和移动抓手均能够与弧板固定连接，固定抓手通过第一升降件与承载梁连接，移动抓手通过第二升降件与滑动板固定连接，滑动板与承载梁滑动连接，滑动板转动连接有第二齿轮，第二齿轮与固定在承载梁的第二齿条相啮合，滑动板与推进件的一端固定连接，推进件的另一端与承载梁固定连接。

3.如权利要求1所述的一种复合式支护结构的施工系统，其特征在于，所述旋转件采用旋转油缸，旋转油缸的输出轴固定有两个呈夹角设置的承载臂，承载臂一端与旋转油缸的输出轴固定连接，另一端与伸缩桁架的一端连接，伸缩桁架的另一端与设置在伸缩安装臂端部的固定件连接。

4.如权利要求1所述的一种复合式支护结构的施工系统，其特征在于，所述伸缩件采用伸缩油缸，所述伸缩油缸设置在承重台内部，且伸缩油缸的活塞杆与旋转件连接，所述旋转件还设置有多个强化柱，所述强化柱伸入承重台设置的强化槽中。

5.如权利要求1所述的一种复合式支护结构的施工系统，其特征在于，所述承重台与竖向设置的升降驱动件的一端连接，升降驱动件的另一端设置有连接件，连接件能够与第二行走机构连接。

6.如权利要求5所述的一种复合式支护结构的施工系统，其特征在于，所述升降驱动件固定有卷扬机，所述卷扬机的钢丝绳能够与已安装的弧板固定连接。

7.一种复合式支护结构的施工系统的工作方法，采用权利要求1-6任一项所述的复合式支护结构的施工系统，其特征在于，包括同步进行的锚杆施工工序、弧板施工工序及钢管施工工序；

所述锚杆施工工序方法为：掘进机及锚杆施工装置同步前进，掘进机对掌子面岩层开挖，形成巷道空间，掘进机掘进设定距离停止，在巷道的内壁放置锚网，第一行走机构升起临时支护，支撑巷道顶面，移动机构带动锚杆钻机沿拱梁运动，对锚杆进行施工，完成锚网支护；

弧板施工工序的方法为：固定件与弧板固定，伸缩件伸缩，旋转件带动伸缩安装臂转动至设定位置，伸缩安装臂伸长，将弧板安装到位，采用相同的方法，自下向上完成多个弧板的安装，形成弧板环，第二行走机构工作，弧板施工装置前进，依次完成多个弧板环的安装；

钢管施工装置位于弧板施工装置的后方或前方，在弧板环安装完成后安装钢管混凝土环或钢管混凝土环安装完成后再安装弧板环；

弧板环及钢管混凝土环安装完成后，在弧板环与巷道内壁之间进行注浆。