一种井下换装硐室支‑吊组合装置及其施工方法与流程

本发明涉及煤矿建设领域。

背景技术：

目前，煤炭深部开采遇到了高应力、大断面软岩巷道的问题。尤其井下硐室的支护更加困难。再加上，井下大型设备维修保障的问题日益突出，严重影响了煤矿的生产进度。因此，“架不上井”采用井下换装硐室对液压支架等大型设备进行维修，调配和装运，已成为国内大型煤矿未来发展的主流。目前井下换装硐室除了硐壁单独支护外还要采用浇灌混凝土的方式建设两排混凝土柱，把调配装运行车系统的导轨槽支撑起来，再在导轨槽上布置安装行车系统，所以施工周期长、系统复杂，费用较高。因此迫切需要一套新型的支护和吊装组合方式来解决上述问题。

技术实现要素：

为解决现有井下换装硐室技术存在的施工周期长、系统复杂，费用较高问题，本发明提出了一种井下换装硐室支-吊组合装置。

本发明同时提供这种井下换装硐室支-吊组合装置的施工方法。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种井下换装硐室支-吊组合装置，其特征在于，它包括在换装硐室两帮和顶部安装施工的框架结构，在框架结构两侧的一定高度上安装固定上探台，将两根导轨槽分别紧固到框架结构两侧的探台上，在导轨槽上架设起重机主梁，在起重机主梁上依次安装有行车水平移动机构、上下提升机构和行车操作室；上述的框架结构由连续排列布置的一架架组合支架组成；每两架之间用钢制连接杆件相互连接，使所有组合支架形成整体的框架结构；上述的组合支架由两帮的型钢立柱、顶部的型钢弧形顶梁和预制套构件组成，通过预制套构件将型钢立柱和型钢弧形顶梁插接锚固在一起。

进一步，为了防止硐室发生底鼓现象，在每架组合支架的底部通过预制套构件连接有型钢弧形底梁。

进一步，上述的型钢立柱、顶部的型钢弧形顶梁和型钢弧形底梁采用双筋h型钢。

进一步，上述的预制套构件是一个拐角形状的可套在双筋h型钢上的高强度钢体构件。

一种如上述井下换装硐室支-吊组合装置的施工方法，包括：

第一步，在已掘进和临时支护完成的换装硐室中，由里向外一架架安装用于硐壁支护的组合支架，首先按照设计尺寸在两帮开挖立柱放置沟槽，并用拉杆将两帮型钢立柱紧固在两帮围岩壁上，再在型钢立柱的顶部安装上预制套构件，再将型钢弧形顶梁插入预制套构件中，再进行锚固或焊接，使型钢立柱和型钢弧形顶梁连接成一体；当后一组合支架安装完成后，用钢制连接杆件与前一组合支架连接在一起，使所有组合支架形成整体的框架结构；

第二步，在框架结构上架设檩条，用背板填充框架结构与围岩壁之间的缝隙，再在整个硐室表面喷浆处理；然后，在硐室顶板上安装锚索，在硐室两帮安装连接钢件和钢带，进行加强支护；

第三步，安装吊装行车系统；首先在框架结构两侧的型钢立柱上安装固定上探台，将两根导轨槽分别紧固到框架结构两侧的探台上，在导轨槽上架设起重机主梁，然后在起重机主梁上依次安装行车水平移动机构、钢丝绳提升机构和行车操作室；其中钢丝绳提升机构包括卷扬装置、钢丝绳、滑轮和吊钩。

进一步，为了防止硐室发生底鼓现象，在第一步施工两帮型钢立柱时，应在型钢立柱的底部安装上预制的底角套构件，再将型钢弧形底梁插入底角套构件中，再进行锚固或焊接，使型钢立柱和型钢弧形底梁连接成一体。

本发明的积极效果：将硐室支护和调配装运行车系统融为一体，直接将调配装运行车系统安装在框架结构上，框架结构即起支护硐室的作用，又起到支撑调配装运行车系统导轨槽的作用，不再采用浇灌混凝土的方式单独建设导轨槽的混凝土柱，只要从井上加工好组件，在井下硐室装配即可，施工安装方便，结构简单，成本大幅降低。

附图说明

图1是组合支架形成的整体框架结构示意图；

图2是双筋h型钢结构立体示意图；

图3是探台结构立体示意图；

图4是构件形状示意图；

图5是硐室支护方式断面示意图；

图6是吊装行车结构示意图。

图中，1-型钢立柱，2-预制套构件，2a-底角套构件，3-型钢弧形顶梁，4-钢制连接杆件，5-型钢弧形底梁，6-钢带，7-锚杆，8-背板，9-锚索，10-檩条，11-吊钩，12-水平移动机构，13-钢丝绳，14-行车操作室，15-卷扬装置，16-探台，17-导轨槽，18-主梁。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

某一矿井根据采矿地质条件和生产要求,对换装硐室的尺寸设计为宽为8000mm，高为6000mm；直墙高为4000mm，拱高为2000mm。

本发明为此设计了一种井下换装硐室支-吊组合装置。该装置的结构如图6所示，它包括在换装硐室两帮和顶部安装施工的框架结构，框架结构如图1所示，还包括在框架结构两侧的一定高度上安装固定上探台16，探台16的构造如图3所示，将两根导轨槽17分别紧固到框架结构两侧的探台16上，在导轨槽17上架设起重机主梁18，然后在起重机主梁18上依次安装行车水平移动机构12、钢丝绳提升机构13和行车操作室14；上述的框架结构由连续排列布置的一架架组合支架组成(见图1)；每两架之间用钢制连接杆件4相互连接，使所有组合支架形成整体的框架结构；上述的组合支架由两帮的型钢立柱1、顶部的型钢弧形顶梁3和预制套构件2组成，通过预制套构件2将型钢立柱1和型钢弧形顶梁3插接锚固在一起。

进一步，为了防止硐室发生底鼓现象，在每架组合支架的底部设有型钢弧形底梁5，型钢弧形底梁5通过预制的底角套构件2a与型钢立柱1连接。

进一步，上述的型钢立柱1、顶部的型钢弧形顶梁3和型钢弧形底梁5采用双筋h型钢。双筋h型钢的构造如图2所示。

进一步，上述的预制套构件2是一个拐角形状的可套在双筋h型钢上的高强度钢体构件；底角套构件2a与预制套构件2构造基本相同，只是内角角度是根据钢立柱1和型钢弧形底梁5的连接角度设计的，构件形状如图4所示。

上述井下换装硐室支-吊组合装置的施工方法如下：

第一步，如图1所示，在已掘进和临时支护完成的换装硐室中，由里向外一架架安装用于硐壁组合支架；组合支架排距1500mm，由两帮的型钢立柱1、顶部的型钢弧形顶梁2和预制套构件3组成；安装每架组合支架时，首先按照设计尺寸在两帮开挖立柱放置沟槽，并用拉杆将两帮型钢立柱1紧固在两帮围岩壁上，再在型钢立柱1的顶部安装上预制套构件2，再将型钢弧形顶梁3插入预制套构件2中，再进行锚固或焊接，使型钢立柱1和型钢弧形顶梁3连接成一体；当后一组合支架安装完成后，用钢制连接杆件4与前一组合支架连接在一起，使所有组合支架形成整体的如图1所示的框架结构；

第二步，如图5所示，在框架结构上架设檩条10(图中显示一根檩条)，用背板8填充框架结构与围岩壁之间的缝隙，再在整个硐室表面喷浆处理，然后进行加强支护；加强支护是在硐室顶板上安装锚索9，锚索9型号为φ17.8mm×6000mm，间距1600mm，排距1500mm；在硐室两帮的型钢立柱1之间，按照传统方法安装上锚杆7和钢带6。

第三步，如图6所示，安装吊装行车系统；首先在框架结构两侧的型钢立柱1上安装固定上探台16。将两根导轨槽17分别紧固到框架结构两侧的探台16上，在导轨槽17上架设起重机主梁18，然后在起重机主梁18上依次安装行车水平移动机构12、钢丝绳提升机构和行车操作室14；其中钢丝绳提升机构包括卷扬装置15、钢丝绳13、滑轮和吊钩11。探台16的构造如图3所示。

进一步，为了防止硐室发生底鼓现象，在第一步施工两帮型钢立柱1时，应在型钢立柱1的底部安装上预制的底角套构件2a，再将型钢弧形底梁5插入底角套构件2a中，再进行锚固或焊接，使型钢立柱1和型钢弧形底梁5连接成一体。