[发明专利]一种煤矿沿空留巷弓形柔性掩护支架及系统

说明书

本发明涉及一种煤矿沿空留巷弓形柔性掩护支架及系统，属于煤炭开采领域。支架包括支架本体及液压支柱，支架本体为三节式的弓形结构，液压支柱支撑支架本体的第一弓臂，液压支柱支撑与第一弓臂垂直相交，具有可缩性；系统包括若干沿巷道延伸方向依次设置的上述支架。支架本体的法线方向面朝向采空区域设置。本发明能够用于支撑、掩护采空区垮落的大量岩块，缓冲岩块的滚落冲击力，液压支柱为煤层顶板提供重直方向的支撑力，防治顶板断裂；钢丝绳从掩护支架中穿过，将所有掩护支架沿回采巷道连接在一起，保持掩护支架良好的工作特性。本发明用于倾斜、急倾斜煤层回采工作面沿空留巷支护，能够很好控制巷道围岩的稳定性，保证煤层沿空留巷安全。

技术领域

本发明属于煤矿开采设备领域，涉及一种煤矿沿空留巷弓形柔性掩护支架及系统。

背景技术

煤炭是基础能源和重要原料。煤炭工业是关系经济命脉和能源安全的重要基础产业。在一次能源结构中，煤炭将长期是主体能源。煤炭以井工开采为主，回采巷道的长度约占巷道总长度的60％。长期以来，绝大部分采区巷道采用留煤柱护巷，导致煤炭损失量很大，约占全矿煤炭损失总量的40％左右。随着煤矿开采不断向深部延伸，原岩应力增大，护巷煤柱宽度越留越大，煤炭采出率大幅降低，巷道维护难度大幅增加。因此，采用沿空留巷，实现一巷两用、增加煤炭回采率具有重要意义。

目前，沿空留巷采空区一侧护巷方法主要有：矸石装袋堆码支护，支护强度低、支护效果差；混凝土墩柱护巷，墩柱之间的矸石易滚动，封堵巷道；砌筑预制混凝土块墙支护，施工效率较低，存在墙体受力不均，产生不同程度的破坏；泵送胶结材料充填支护，支护效果好，成本偏高。而且，传统的支护结构通常为刚性结构，在所承担的压力大于其强度时，极易破坏，导致支护失效，封堵巷道。因此，还需研发经济、支护效果好、施工效率更高的沿空留巷技术。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种煤矿沿空留巷弓形柔性掩护支架及系统，能够随其所承受的压力大小而变形，调整支架本体所承受的压力，防止支架本体破环，保证支护效果。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矿沿空留巷弓形柔性掩护支架，包括支架本体及液压支柱，所述支架本体的法线方向朝向采空区域设置，所述液压支柱设置所述支架本体远离采空区域的一侧；所述液压支柱连接在所述支架本体上，所述支架本体的延伸方向与所述液压支柱的延伸方向相交。

可选地，所述支架本体为弓形或圆弧形，所述支架本体朝向远离采空区域的方向弯曲。

可选地，所述液压支柱沿重力方向设置。

可选地，所述支架本体为弓形，所述支架本体包括弓身及设置在所述弓身两端上的弓臂，所述弓臂与所述弓身之间的夹角为135度。

可选地，所述弓臂包括第一弓臂及第二弓臂，所述第一弓臂设置在所述弓身与所述液压支柱之间，所述第一弓臂的长度大于所述第二弓臂的长度。

可选地，所述支架本体为弓形，所述支架本体采用工字钢切割焊接制成。

可选地，所述支架本体上设置有用于连接钢丝绳的连接环。

一种煤矿沿空留巷弓形柔性掩护系统，包括若干如上任一项所述的掩护支架，若干掩护支架沿巷道的延伸方向依次设置。

可选地，相邻掩护支架之间的间距为0.15m～0.3m。

可选地，相邻掩护支架之间采用钢丝绳依次连接，保证支架的工作特性，提供有效支撑力和掩护。

可选地，相邻掩护支架在靠近采空区域的一侧及背实巷道一侧上设置有木板，用于挡垮落的岩块。