一种井下沿空留巷用支护装置的制作方法

1.本实用新型一种井下沿空留巷用支护装置，属于井下沿空留巷用支护技术领域。


背景技术：

2.目前采煤工作面后方沿采空区边缘维护原回采巷道，需要采用相应工艺将上一区段的顺槽重新支护留给下一个区段使用，这种留巷工艺要求沿着采空区边缘在原顺槽位置进行保留，被称为沿空留巷，目的在于最大限度回收资源，避免煤体损失，提高煤炭采出率。
3.现有的关于沿空留巷工艺主要有以下几种：
4.沿空留巷在上世纪研究初期基本上都是密集支架形式，但都是应用在一些采面地压相对较小并且煤层赋存条件较好的无自然发火的低瓦斯矿井，而且因为支护材料品种多，工作量大，支护效果差，采空区隔离效果差，而且难以满足现有机械化采煤工作面的推进等问题而很少使用。
5.矸石堆垛法一种简单经济的做法，但因为该方法不能达到及时有效支撑顶板，容易造成顶板过量下沉导致巷道不利于回采工作，该方式虽然材料成本低，但会消耗大量的人力，而且隔离效果很差。
6.砌体墙法主要采用预制块砌筑一道隔离采空区的密闭墙体，但该方法不能解决墙体与顶板的接顶问题，往往会造成顶板过量离层使得支护效果不佳，通常在此基础上，利用“高水材料”巷旁充填进行改进，随工作面在采空区所在一侧构筑巷帮充填体形成巷帮支护带，通过调节水灰比改变充填体抗压强度可满足多种工程需要，初期支护强度高，能够及时减少顶板下沉，但“高水材料”成本过高、强度和耐久性不足，并未能从根本上解决巷道维护困难的问题，因而并没有得到全面推广。
7.现浇混凝土墙体法适应性广，承载力高，能够形成足够的切顶强度，安全可靠，配合柔模支护技术，使得现浇混凝土法沿空留巷的施工工艺大大简化，但是现浇混凝土墙的缺点也比较明显，材料消耗量大，工程费用高以及强度上升的速度慢，不能适应高产高效矿井工作面的推进效率。
8.桶柱法即通过设置一定间距的桶柱满足支护需求，随着工作面的正常推进，砌筑或浇筑柱间的连接墙体，实现采空区侧巷帮的挡矸作用和隔离采空区的作用，优点是混凝土桶柱的支撑力大，但封闭采空区不方便，封闭效果比整体混凝土墙体差，因此适用范围较小。
9.还有工艺采用自移式沿空留巷充填支架，能够有效提高沿空留巷的安全性，支架的独立性、灵活性强、适应性以及安全性都很强，但是目前使用的支架结构复杂，维修保养费用较高，且混凝土墙体结构浇筑完成后不能及时紧贴顶板，导致顶板离层，增加了留巷维护费用。
10.基于上述分析可知，目前基于井下沿空留巷工艺实现效果较好的是通过支护装置实现的工艺技术，但目前使用的支护装置结构复杂，安装维护困难，且使用制作成本高，因此需要对其结构进行适应性调整和改进。


技术实现要素：

11.本实用新型为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种井下沿空留巷用支护装置结构的改进。
12.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种井下沿空留巷用支护装置，包括弯折形状的第一支护顶件、第二支护顶件、支护底座，所述第一支护顶件、第二支护顶件、支护底座的两端均设置有铰接接头，所述铰接接头通过插入销钉能够将第一支护顶件和第二支护顶件连接固定，形成支护装置的顶盖部分，所述支护底座的两端通过铰接接头分别与第一支护顶件、第二支护顶件相连，使支护装置形成封闭的环形结构。
13.所述铰接接头包括公接头和母接头，所述第一支护顶件、第二支护顶件、支护底座的一端均设置为公接头，另一端均设置为母接头。
14.所述铰接接头包括公接头和母接头，所述第一支护顶件的两端均设置为公接头，所述第二支护顶件的两端均设置为母接头，所述支护底座与第一支护顶件连接的一端设置为母接头，所述支护底座与第二支护顶件连接的一端设置为公接头。
15.所述铰接接头包括公接头和母接头，所述支护底座的两端均设置为母接头，所述第一支护顶件、第二支护顶件与支护底座连接的一端均设置为公接头，所述第一支护顶件的另一端设置为公接头，所述第二支护顶件的另一端设置为母接头。
16.所述公接头的中部设置有固定端，所述母接头的两端设置有连接端，将公接头插入母接头时，能够将固定端和连接端上设置的连接孔对齐，使用销钉依次穿过连接端和固定端能够将公接头和母接头连接为一体。
17.所述公接头的两端设置有与连接端形状相适应的凹槽；
18.所述母接头的中部设置有与固定端形状相适应的凹槽。
19.所述固定端和连接端具体为并排设置的筒形连接件，所述筒形连接件的数量至少为2个。
20.本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为：为实现安全、高效的完成沿空留巷支护，同时最大程度的节约支护材料，降低支护费用，本实用新型提出一种基于沿空留巷工艺的可重复利用的模块化装置，与现有技术相比，本实用新型具备以下的有益效果：
21.一、本实用新型提供的支护预制件安装快速便捷，支护紧随工作面，能够及时接顶支撑，有利于保持围岩完整性，利于沿空留巷的多次承压的受力特点；
22.二、预制钢筋混凝土支护模块的设计因围岩条件进行设计，即可以满足安全使用，又避免了过渡追求安全造成的材料浪费；
23.三、预制钢筋混凝土支护模块在地面工厂统一加工制作，便于质量控制和统一管理养护，同时构件厂统一加工也有利于节约材料；
24.四、预制钢筋混凝土支护模块在沿空留巷中可重复利用，大大节省了支护材料的消耗，节约了成本，即使预制支护模块在使用过程中被损坏，也可及时找到更换件，便于维修，而且破坏件也可返厂维护后重新使用。
附图说明
25.下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
26.图1为本实用新型的结构示意图；
27.图2为本实用新型的安装状态效果图；
28.图3为本实用新型铰接接头的结构示意图；
29.图4为本实用新型的安装过程效果图；
30.图中：1为第一支护顶件、2为第二支护顶件、3为支护底座、4为销钉、11为固定端、12为连接端。
具体实施方式
31.如图1至图3所示，本实用新型提供的一种井下沿空留巷用支护装置，包括弯折形状的第一支护顶件1、第二支护顶件2、支护底座3，所述第一支护顶件1、第二支护顶件2、支护底座3的两端均设置有铰接接头，所述铰接接头通过插入销钉4能够将第一支护顶件1和第二支护顶件2连接固定，形成支护装置的顶盖部分，所述支护底座3的两端通过铰接接头分别与第一支护顶件1、第二支护顶件2相连，使支护装置形成封闭的环形结构。
32.所述铰接接头包括公接头和母接头，设置规则可以为：所述第一支护顶件1、第二支护顶件2、支护底座3的一端均设置为公接头，另一端均设置为母接头。
33.也可以为：所述第一支护顶件1的两端均设置为公接头，所述第二支护顶件2的两端均设置为母接头，所述支护底座3与第一支护顶件1连接的一端设置为母接头，所述支护底座3与第二支护顶件2连接的一端设置为公接头。
34.也可以为：所述支护底座3的两端均设置为母接头，所述第一支护顶件1、第二支护顶件2与支护底座3连接的一端均设置为公接头，所述第一支护顶件1的另一端设置为公接头，所述第二支护顶件2的另一端设置为母接头。
35.所述公接头的中部设置有固定端11，所述母接头的两端设置有连接端12，将公接头插入母接头时，能够将固定端11和连接端12上设置的连接孔对齐，使用销钉4依次穿过连接端12和固定端11能够将公接头和母接头连接为一体。
36.所述公接头的两端设置有与连接端12形状相适应的凹槽；
37.所述母接头的中部设置有与固定端11形状相适应的凹槽。
38.所述固定端11和连接端12具体为并排设置的筒形连接件，所述筒形连接件的数量至少为2个。
39.本实用新型提供的支护装置可以用于沿空留巷工艺，可将其应用于大采高一次采全高或综采放顶煤工作面的无煤柱开采，该支护装置具体为一种可重复利用的预制钢筋混凝土支护模块，其预制构件通过所采工作面的围岩条件进行合理的模块设计，并将设计好的模块在地面工厂进行预制加工，加工后的成品件运至井下工作面顺槽进行组装。
40.支护装置主要包括左右支护顶件以及支护底座，部件相互之间通过设置的铰接接头完成连接，首采工作面顺槽在掘进时，可以将支护模块安装在掘进工作面，待安装完毕后通过注浆工艺将密封浆液注于支护模块外壁后，达到通风密闭作用和紧密贴顶的作用。
41.当首采工作面推进时，将首采工作面顺槽已安装的支护模块拆卸，将拆件通过工作面刮板输送机运送至下一区段回采工作面的顺槽，再次组装拆件作为首采工作面沿空留巷的永久支护，供下区段回采工作面使用；依次类推，在满足沿空留巷使用的基础上，实现安全及时高强支护要求，同时也实现了预制钢筋混凝土支护模块的重复利用，极大的节约支护成本和留巷的支护时间。
42.如图4所示，本实用新型支护装置具体的安装拆卸步骤为：首先巷道掘进完成后，滞后工作面5~8m处，处理巷帮以及顶底板，清除浮石；接着铺设一层土工布，用钢钉临时固定；然后在土工布上安放预制钢筋混凝土支护模块的下铰接块，然后利用单体液压支柱安装上铰接块，最后通过销钉铰接连接起来；利用高压注浆机将浆液注至帮顶底板和土工布之间，使预制钢筋混凝土支护模块与围岩紧密贴合；最后撤掉单体液压支柱，进入下一次循环作业；而支护装置的拆卸过程按照上述安装过程逆序操作即可。
43.关于本实用新型具体结构需要说明的是，本实用新型采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本实用新型提出的技术问题，本实用新型中出现的部件、模块的型号、相互间连接方式以及，由上述技术特征带来的常规使用方法、可预期技术效果，除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的专利、期刊论文、技术手册、技术词典、教科书中已公开内容，或属于本领域常规技术、公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。
44.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。