[实用新型]一种顶板支护装置

说明书

本实用新型涉及井工开采安全技术领域，提供了一种顶板支护装置。包括：自上而下依次设置的螺纹焊钉橡胶组合连接杆、钢‑混组合承压体、三角构架和焊钉橡胶支柱；螺纹焊钉橡胶组合连接杆的上端安装于顶板的固定孔处；钢‑混组合承压体为两块矩形钢板与连接焊钉连接而成的无侧壁箱体；螺纹焊钉橡胶组合连接杆的下端与钢‑混组合承压体的上侧矩形钢板固定连接；钢‑混组合承压体的下侧矩形钢板固定连接在三角构架的上部，三角构架的下部与焊钉橡胶支柱连接。本实用新型的有益效果在于：该装置大量使用了焊钉橡胶组合连接杆，一方面利用焊钉的高抗压能力增强了对矿井顶板的支护效果，另一方面由于橡胶套筒的存在降低了剪切刚度。

技术领域

本实用新型涉及井工开采安全技术领域，尤其涉及一种顶板支护装置。

背景技术

近年来，随着社会经济的快速发展，所需要的煤炭资源量越来越多，开采深度逐渐加深，矿山开采面积也在不断增加。目前，采矿方法包括露天采矿、井工开采和原位改性开采三种，我国煤矿生产主要以井工开采为主。

在我国，井工开采法占据煤炭开采中的主导地位，然而井下安全事故频发，严重威胁着施工人员的人身安全，人们也逐渐重视在井下巷道掘进时顶板的安全性问题和施工安全。当前我国顶板支护控制技术主要从深孔预裂爆破和优化支护装备技术两方面开展研究，其中最为重要的即为顶板支护装备技术。顶板支护的研究从未间断，支护形式已经由木支护、石材支护、棚架支护等发展到现在的液压支架支护和锚杆锚网支护。

传统的液压支架支护和锚杆锚网支护在一定方面和程度上相对有一定的优势，但是在一些地质情况较为复杂的巷道中，应用传统的液压支架和锚杆支护有一定的局限性，具体存在以下弊端：

1.当顺槽上方为采空区时传统液压支架支护对下方煤质或土质硬度等要求较高，否则无法保证支架稳定。

2.液压支架占地面积较大，不易安装拆卸，对工作面宽度等有较大要求与限制。

3.锚杆支护属于隐形支护，对支护质量及可靠性的监测、检测不易，有时会出现无明显先兆的冒顶事故。

4.对软岩巷道，锚杆支护不能有效的控制顶板塌陷，垮落现象时有发生。

5.厚煤层开采时开采工作面采用的托顶煤巷道，该类型巷道对支护装置的抗压性、抗剪性、抗弯性及抗扭性等要求均十分严苛，传统锚杆支护及液压支护难以承担。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种顶板支护装置，以解决现有技术中存在的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种顶板支护装置，包括：自上而下依次设置的螺纹焊钉橡胶组合连接杆、钢-混组合承压体、三角构架和焊钉橡胶支柱；所述螺纹焊钉橡胶组合连接杆中的外侧螺纹焊钉包裹于内侧螺纹橡胶套筒之内，所述螺纹焊钉橡胶组合连接杆与其四周的充填膨胀剂配合使用；所述钢-混组合承压体为两块矩形钢板与连接焊钉连接而成的无侧壁箱体；所述螺纹焊钉橡胶组合连接杆的下端与所述钢-混组合承压体的上侧所述矩形钢板固定连接；所述钢-混组合承压体的下侧所述矩形钢板固定连接在所述三角构架的上部，所述三角构架的下部与所述焊钉橡胶支柱连接。

可选实施例中，所述外侧螺纹焊钉的直径d₁、内侧螺纹橡胶套筒的厚度d₂、固定孔的宽度d_s和充填膨胀剂厚度的d₃应当满足d_s＝d₁+2d₂+2d₃。

可选实施例中，所述外侧螺纹焊钉的长度L₁、内侧螺纹橡胶套筒的长度L₂、固定孔的深度L和充填膨胀剂的高度L₃应当满足L＝L₂，L₁＝L₃L。