專利名稱：大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷支架的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種井下大傾角厚煤層中留小煤柱沿空掘巷上回風巷上幫 支護的支架，具體涉及處在大傾角厚煤層中留小煤柱沿空掘巷時上回風巷小煤柱 一側煤幫支護中的支腿，它與金屬網(wǎng)、高強預應力錨桿、鋼帶聯(lián)合組成的一種支 護結構。
背景技術：
在大傾角厚煤層中留小煤柱沿空掘進上回風巷時，一般情況下巷道上幫和底 板都處在煤層中。受上階段工作面推進時的采動影響和釆空區(qū)老塘水的長期浸泡 作用，巷道上幫小煤柱煤體松軟，整體性差，煤層與其頂?shù)装逯g由于浸潤作用 抗剪強度明顯降低，巷道開挖后，在小煤柱自重應力和采空區(qū)老塘水壓力作用下， 小煤柱煤體極易向下抽冒滑落，對巷道的穩(wěn)定、巷道內的人員和設備安全構成威
脅，給安全生產(chǎn)帶來嚴重隱患。目前，大傾角厚煤巷道支護有的采用傳統(tǒng)的u型
鋼可縮性支架或工字鋼支架的棚式支護方式，有的采用錨網(wǎng)帶支護。采用棚式支 護時，棚腳不穩(wěn)，難以阻止巷道上幫小煤柱的下滑，而且在頂板壓力作用下極易 產(chǎn)生大變形，難以控制巷道穩(wěn)定。錨網(wǎng)帶聯(lián)合支護雖然能在一定程度上改善巷道 兩幫煤壁的完整性和應力狀態(tài)，增強煤體的自承載能力，但仍然難以防止巷道上 幫小煤柱的整體抽冒滑落，因此，必須尋找更為理想的新型支護方式才能有效地 解決大傾角厚煤層中巷道上幫的支護難題。
發(fā)明內容
本實用新型的目的是在于提供了一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷支架， 該支架與金屬網(wǎng)、預應力錨桿、鋼帶配套使用，由支腿將金屬網(wǎng)、預應力錨桿、
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鋼帶等支護結構進一步固定在巷道壁面上，形成一面堅實的支護墻，大大提高了 整體支護效應，實現(xiàn)了在大傾角厚煤層中對巷道上幫的支護，保證了巷道內施工 作業(yè)的安全。
為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術措施
一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷支架，它包括支腿、三角形固定支架、 支腿橫撐和上、下端固定錨桿，其特征在于所述支腿呈工字型，在支腿的 上、下端各焊有一個三角形固定支架，支腿上端和下端固定錨桿穿過三角形 固定支架的錨桿孔， 一端錨入巷道頂、底板穩(wěn)定巖層中，另一端掛上托板， 將支腿上、下端固定在巷道上幫煤壁上，與金屬網(wǎng)、高強預應力錨桿、M4鋼 帶支護形成一個堅強的支護整體。
所述的支腿采用普通14#礦用工字鋼制作，其翼緣的一面緊貼并垂直 于M4鋼帶，支腿的上、下端各焊有一個三角形固定支架。
所述的三角形固定支架由橫支撐和斜支撐分別組成一個上端夾角為
30°和下端夾角為60。的三角形。橫支撐和斜支撐上分別開有上、下端固 定錨桿穿過的4)40mn]錨桿孔，以利上、下端固定錨桿穿過。
所述的支腿固定支架的支撐套管，用4)40mm的鋼管制作，并與固定支 架上的錨桿孔焊接，用以提高在安裝固定錨桿時橫支撐和斜支撐的支撐能 力。
所述的上、下端固定錨桿采用高強預應力錨桿，錨固時，高強預應力 錨桿穿過三角形固定支架中的橫支撐和斜支撐之間的支撐套管，分別與巷 道軸線水平面成60。和30°的夾角錨入巷道頂、底板穩(wěn)定巖層內，起到固 定支腿的作用。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點和效果
在大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷巷道上幫支護中，采用支腿、錨帶網(wǎng)的聯(lián) 合支護方式，可以改善巷道上幫的應力分布，起到良好的整體支護效果，與棚架 支護和錨帶網(wǎng)支護相比，能有效地提升整體支護的可靠性和安全性，更加保障了 巷道施工作業(yè)的安全，有效地防止了小煤柱抽冒滑落，解決了大傾角厚煤層中的 巷道支護技術難題，而且支護材料取材容易，制作和施工簡單，支護安全、可靠， 大大節(jié)約支護成本，具有很強的實用價值。
圖1為一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷支架結構示意圖 圖2:支腿上端固定支架A—A剖面圖 圖3:支腿上端固定支架B—B剖面圖
圖4:支腿下端固定支架C一C剖面圖
圖5:支腿下端固定支架D—D剖面圖
圖6:幫部支護立面圖
其中l(wèi)一支腿，2A、 2B —橫支撐，3A、 3B—斜支撐，4A、 4B —支撐套管， 5A —上端固定錨桿，5B —下端固定錨桿，6A、 6B—托板，7A、 7B—三角形固定支 架，8 —金屬網(wǎng)，9一高強預應力錨桿，10—M4鋼帶，ll一托板，12 —支腿橫撐。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述
一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷支架，它包括支腿l、三角形固定支架
7A、 7B、支腿橫撐12和上、下端固定錨桿5A、 5B，其特征在于所述支腿 l呈"工"字型，在支腿1的上、下端各焊有一個三角形固定支架7A、 7B，支 腿1上端和下端固定錨桿5A、 5B穿過三角形固定支架7A、 7B的錨桿孔， 一段錨入巷道頂、底板穩(wěn)定巖層中，另一端掛上托板6A、 6B將支腿1上、 下端固定在巷道上幫煤壁上，與金屬網(wǎng)8、高強預應力錨桿9、 M4鋼帶10等 支護結構聯(lián)合形成一個堅強的支護整體。
所述的支腿1采用14ft礦用工字鋼制作，其翼緣的一面緊貼并垂直于 M4鋼帶10)，支腿1的上、下端各焊有一個三角形固定支架(7A、 7B)。
所述的三角形支架7A、 7B由橫支撐2A、 2B和斜支撐3A、 3B分別組 成一個上端夾角為30。和下端夾角為60°的三角形。橫支撐2A、 2B和斜 支撐3A、 3B上分別開有上、下固定錨桿5A、 5B穿過的錨桿孔，錨桿孔為 d)40mm，以便上、下端固定錨桿5A、 5B穿過。在支腿l固定三角形支架 7A、 7B的橫支撐2A、 2B和斜支撐3A、 3B之間，用支撐套管4A、 4B與固 定三角形支架7A、 7B上的錨桿孔焊接并作支撐連接，用以提高在安裝固
定錨桿5A、 5B時橫支撐2A、 2B和斜支撐3A、 3B的支撐能力。
所述的上、下端固定錨桿5A、 5B采用高強預應力錨桿，穿過三角形 固定支架7A、 7B中的橫支撐2A、 2B和斜支撐3A、 3B之間的支撐套管4A， 4B，分別與巷道軸線水平面成60°和30°的夾角錨入煤層頂?shù)装宸€(wěn)定巖層 內，起到固定支腿1的作用。
煤礦巷道開挖后，立即整平壁面，按照常規(guī)支護方式，先掛金屬網(wǎng)8， 安裝高強預應力錨桿9，再沿巷道走向安裝M4鋼帶10，在緊貼JM鋼帶IO 掛上高強預應力錨桿9的托板11，在垂直M4鋼帶10的表面安裝支腿1， 通過支腿l的上、下端三角形固定支架7A、 7B的錨桿孔分別向巷道頂、 底板穩(wěn)定巖層中各打一個錨孔，上、下端固定錨桿5A、 5B的一段穿過三 角形固定支架7A、 7B的錨桿孔固定在巷道頂、底板穩(wěn)定巖層中，另一端 掛上托板6A、 6B后將支腿1緊緊地固定在巷道幫部的煤壁上，上端固定 錨桿5A的仰角為60° ，下端固定錨桿5B的俯角為30° ，支腿1與支腿1 之間以支腿橫撐12連結，以確保支腿1的側向穩(wěn)定。
權利要求1、一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷支架，它包括支腿(1)、三角形固定支架(7A、7B)、支腿橫撐(12)和固定錨桿(5A、5B)，其特征在于所述支腿(1)呈工字型，在支腿(1)的上、下端各焊有一個三角形固定支架(7A、7B)，支腿(1)上端和下端固定錨桿(5A、5B)穿過三角形固定支架(7A、7B)的錨桿孔，一端錨入巷道頂、底板穩(wěn)定巖層中，另一端掛上托板(6A、6B)，將支腿(1)上、下端固定在巷道上幫煤壁上，與金屬網(wǎng)(8)、預應力錨桿(9)、鋼帶(10)支護形成一個支護整體。
2、 根據(jù)權利要求1所述的一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷支架，其 特征在于所述的支腿(1)采用14tt礦用工字鋼制作，其翼緣的一面緊貼 并垂直于鋼帶(IO)。
3、 根據(jù)權利要求1所述的一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷支架，其 特征在于三角形固定支架(7A、 7B)由橫支撐(2A、 2B)和斜支撐(3A、 3B)分別組成一個上端夾角為30°和下端夾角為60°的三角形，橫支撐(2A、 2B)和斜支撐(3A、 3B)上分別開有上、下端固定錨桿(5A、 5B)穿過的 錨桿孔。
4、 根據(jù)權利要求l所述的一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷支架，其 特征在于在支腿(l)上固定三角形支架(7A、 7B)的橫支撐(2A、 2B) 和斜支撐(3A、 3B)之間，用支撐套管(4A， 4B)分別與固定在三角形支 架(7A、 7B)上錨桿孔焊接作支撐連接。
5、 根據(jù)權利要求1所述的一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷支架，其 特征在于上、下端固定錨桿(5A、 5B)采用高強預應力錨桿(9)，高強 預應力錨桿(9)穿過三角形固定支架(7A、 7B)中的橫支撐(2A、 2B)和 斜支撐(3A、 3B)之間的支撐套管(4A， 4B),分別與巷道軸線水平面成 60°和30°的夾角錨入巷道頂、底板穩(wěn)定巖層內。
專利摘要本實用新型公開了一種大傾角厚煤層留小煤柱沿空掘巷支架，它包括支腿、三角形固定支架、支腿橫撐和固定錨桿，其特征在于所述支腿呈工字型，在支腿的上、下端各焊有一個三角形固定支架，支腿上端和下端的固定錨桿穿過三角形固定支架的錨桿孔，一段錨入巷道頂、底板穩(wěn)定巖層中，另一端掛上托板，將支腿上、下端固定在巷道上幫煤壁上，與金屬網(wǎng)、高強預應力錨桿、鋼帶等支護形成一個堅強的支護整體。本實用新型取材容易，施工簡單，支護安全、可靠，能有效地提升整體支護的可靠性和安全性，解決了在大傾角厚煤層中的巷道支護技術難題，對防止煤層抽冒滑落具有很好的支護效果，具有很強的實用價值。
文檔編號E21D21/00GK201187308SQ200820066880
公開日2009年1月28日 申請日期2008年5月6日 優(yōu)先權日2008年5月6日
發(fā)明者劉泉聲, 肖春喜, 薛俊華, 亮 袁, 瑋 高 申請人:中國科學院武漢巖土力學研究所;煤礦瓦斯治理國家工程研究中心