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一种适应复杂顶板形状的锚网支护连续掘进施工方法技术

技术编号:19237690 阅读:45 留言:0更新日期:2018-10-24 02:12
本发明专利技术公开了一种适应复杂顶板形状的锚网支护连续掘进施工方法。破煤岩后将顶板金属网联好置于撅顶前探梁上,待出净煤、矸时,采用适应顶板形状的液压支架对顶板支护,腿部液压千斤顶和支架梁提供的支护力通过小液压千斤顶均匀提供给顶板;安装简易行车,当掘进工作面掘进至支护区域超过综掘机尾部时,在该液压支架下对顶板、帮部利用锚杆永久支护,拆除施工永久支护位置处的液压支架,放到未拆卸的简易行车上运到巷道掘进工作面处,继续向前架设液压支架。本申请主动给形状复杂的顶板各处提供均匀稳定的支护力,在掘进过程中采用过渡液压支架在掘进工作面的后方进行实时支护,将破岩和永久支护两道工序分开在不同地点施工,提高了施工工效。

A continuous excavation method of anchor net supporting for complex roof shape

The invention discloses a continuous excavation construction method of anchor net support suitable for complex roof shape. After breaking the coal and rock, the metal mesh of the roof is connected and placed on the probing beam before tamping. When the coal and gangue are removed, the roof is supported by the hydraulic support adapting to the roof shape. The support force provided by the leg hydraulic jack and the support beam is evenly supplied to the roof through the small hydraulic jack. When the area exceeds the tail of the fully mechanized excavator, the roof and the side are permanently supported by the bolt under the hydraulic support, and the hydraulic support at the permanent support position of the construction is dismantled, and the hydraulic support is transported to the roadway heading face on the uninstalled simple vehicle, and the hydraulic support is continued to be erected forward. The application actively provides uniform and stable support force for all parts of the roof with complex shape. Transitional hydraulic support is used to support the back of the driving face in real-time during the driving process. The rock breaking and permanent support processes are separated in different locations to improve the construction efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种适应复杂顶板形状的锚网支护连续掘进施工方法
本专利技术涉及一种巷道掘进施工技术,具体是一种适应复杂顶板形状的锚网支护连续掘进施工方法,属于巷道施工

技术介绍
在煤矿井下、隧道工程的巷道施工中,传统的掘进方法是破煤岩→临时支护→永久支护→再进入下一循环,应用这样的施工方法,在同一段巷道中破煤岩与永久支护这两道工序是需要顺序进行的,其中永久支护时间较长,约占全部工序总时间的60~70%,那么破岩工序时间就会很短,通常少于30%,相当于向前成巷的时间较短,造成的结果是最终整体巷道掘进支护的施工速度较慢,效率较低;且用于破煤岩的综掘机需要间隔很久才开机一次,对于大型岩土、隧道工程施工来说是很大的成本和资源浪费。另一方面,在掘进过程中,由于施工岩层的岩性有很大的不确定性和变化,掘进后的顶板形状通常非常复杂、没有规律,普通的液压支架无法给顶板各处提供均匀稳定的支护力,无法保证顶板支护的安全,工人在顶板下施工有很大的心理负担。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题,本专利技术的目的是提供一种适应复杂顶板形状的锚网支护连续掘进施工方法,在保证破煤时间的同时可以提高整体巷道掘进支护的施工速度,能够提升综掘机开机率,且在掘进过程中可以给形状复杂的顶板各处提供均匀稳定的支护力,保证顶板支护的安全。为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是:一种适应复杂顶板形状的锚网支护连续掘进施工方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:破煤岩:在巷道中,采用爆破或综掘机沿掘进方向破煤、矸后,在巷道靠近顶板的位置从掘进工作面向后方延伸架设多根平行的撅顶前探梁,并将顶板金属网联好置于撅顶前探梁上,并向前窜至撅顶前探梁的最前端;顶板金属网的前端采用木块与顶板楔紧,待出净煤、矸时,采用适应顶板形状的液压支架对顶板进行支护,并将顶板金属网的后端放在架设好的液压支架上;步骤二:架设过渡液压支架:当巷道高度达到架设高度后,从掘进工作面开始向后方依次平行架设液压支架,把从巷道后方运来的液压支架从简易行车中卸下,在每个支架梁下表面两端分别竖直安装腿部液压千斤顶,在支架梁上表面与顶板之间分布设置多个小液压千斤顶,先对腿部液压千斤顶进行注液将支架梁顶起,直至支架梁上方的小液压千斤顶接触到顶板,再对由于顶板不平未与顶板接触的小液压千斤顶进行注液升压,使顶板不平处的小液压千斤顶顶端伸长与顶板接触,各个小液压千斤顶共同给顶板提拱支护力,这时腿部液压千斤顶和支架梁提供的支护力也通过支架梁上的小液压千斤顶均匀的提供给顶板,保证了顶板支护的安全;步骤三:安装简易行车:液压支架架设完后安装简易行车,用到的支架梁和行车梁皆为工字钢结构,安装时,在支架梁下表面使用联接用快速安装拆卸部件快速安装行车梁;具体操作时,先将联接用快速安装拆卸部件置于支架梁和行车梁之间,并使行车梁的长度方向与支架梁相垂直,将支架梁的下翼缘置于上定位板的上表面,并使上定位板表面的闭锁牙咬住下翼缘的一侧,并使活动压板压住下翼缘的另一侧,锁销穿过活动压板两侧的限位环,从而使活动压板固定住支架梁下翼缘的另一侧;然后将行车梁的上翼缘置于下定位板的下表面,并使下定位板表面的闭锁牙咬住行车梁上翼缘的一侧,使活动压板压住上翼缘的另一侧,锁销穿过活动压板两侧的限位环,从而使活动压板固定住行车梁上翼缘的另一侧;支架梁与行车梁联接好后,在行车梁上安装简易吊车,简易吊车即可沿着行车梁移动;步骤四:锚杆锚索永久支护:根据顶板的岩性一般掘进工作面每个循环进尺为1~3个液压支架,即每掘进一个循环进尺,相应架设1~3个液压支架;当巷道的掘进工作面向前掘进至液压支架的架设支护区域已超过综掘机的转载机尾部时,此时最先架设的液压支架与最后架设的液压支架之间的架设支护区域长度达到30~50m,此时在转载机尾部后方的液压支架的下方对顶板、帮部利用锚杆进行永久支护,在综掘机尾部的永久支护不会对前方掘进工作面的掘进造成影响,实现了永久支护与破岩工序的同步平行作业;步骤五:拆卸简易行车和液压支架:当永久支护锚杆施工好后,可拆除施工好永久支护位置的简易行车、液压支架,具体操作时,先拆除永久支护位置的行车梁,由于行车梁与支架梁之间的联接是可快速安装和拆卸的,敲掉下定位板上的锁销,掀起相应的活动压板即可使行车梁与联接用快速安装拆卸部件分开,再敲掉上定位板的锁销,掀起相应的活动压板即可使联接用快速安装拆卸部件与支架梁梁分开;然后再拆除永久支护位置的液压支架,依次卸载支架梁处的小液压千斤顶和腿部液压千斤顶,把支架梁放到前方未拆卸的简易行车上运到巷道前端的掘进工作面位置处待用,待到掘进工作面破岩后再继续向前架设液压支架和简易行车;步骤六:重复上述步骤一至步骤五,以此类推,多次循环后直至完成整个巷道的高速掘进施工。本专利技术设计时可以根据顶板的不同岩性设计不同的液压支架的间距。优选的,所述各液压支架之间的间距为500mm~1000mm。优选的,所述液压支架的支护力为锚杆支护力的80%。当支架梁上的小液压千斤顶按上述要求注够压力后,可以与顶板接足劲,保证了顶板的安全。优选的,本专利技术用到的小液压千斤顶由油缸和套在油缸上的弹簧组成,所述弹簧的上部分与油缸紧配合且弹簧的顶端高于油缸的顶端;将小液压千斤顶置于支架梁与顶板之间,当顶板的起伏不大时,油缸不需要伸长,此时套在油缸上的弹簧直接承受顶板的压力,弹簧受压给顶板提供反向的支护力;当顶板的起伏较大时,给油缸注液,油缸伸长后顶端直接与顶板接触,为顶板提供支护力,此时弹簧整体受张力,在步骤五拆卸液压支架时可以为油缸的回缩提供助力、便于油缸的卸载,具体操作时,可以开启油缸的卸载阀卸载高压乳化液,油缸在弹簧的带动下回缩至初始的长度。因此油缸上的弹簧既可作为支护顶板用,又可作为油缸的回缩动力,且结构设计也比较简单。作为上述方法的一个优选的方案,在步骤三中安装简易行车时,支架梁与行车梁联接好后,当顶板不平稳导致行车梁不能保持水平时,通过调节上定位板和下定位板之间的联接螺杆可以调节行车梁至水平位置。联接螺杆方便了简易行车的调平和正常使用。相对于现有技术,本专利技术具有如下优势:(1)本专利技术的破煤工序与永久支护可以在同一巷道的不同区段同时进行,原来这两道工序是同一地点顺序施工,在同一个地点施工前一个工序就不能施工另一个工序,两者互相影响,无法同时进行,大大影响了施工速度;本申请在掘进过程中同时采用过渡液压支架在掘进工作面的后方进行实时支护,通过过渡支护破岩和永久支护两道工序分开,两个工序不在同一地点施工,每个工序都单独安排一组施工人员进行施工,在前端的掘进工作面位置节省了更多的时间用于破煤岩,可以持续破岩、使破煤岩的综掘机开机率达到80%以上,巷道的不同部位以及多组工人同步施工,保证了巷道施工工效的大幅度提高,经试验,施工效率总体提高了40%以上。(2)本专利技术先对腿部液压千斤顶进行注液将支架梁顶起,直至支架梁上方的小液压千斤顶接触到顶板给顶板提供支护力,再对由于顶板不平未与顶板接触的小液压千斤顶进行注液升压,使顶板不平处的小液压千斤顶顶端伸长与顶板接触,顶板上均匀分布的各个小液压千斤顶协同给顶板提拱支护力,这时腿部液压千斤顶和支架梁提供的支护力也可以通过梁上的小液压千斤顶均匀的提供给顶板,从下到上形成了立体的支护,能够适应支护复杂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适应复杂顶板形状的锚网支护连续掘进施工方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:破煤岩:在巷道(1)中,采用爆破或综掘机沿掘进方向破煤、矸后,在巷道(1)靠近顶板(11)的位置从掘进工作面(12)向后方延伸架设多根平行的撅顶前探梁(2),并将顶板金属网联好置于撅顶前探梁(2)上,并向前窜至撅顶前探梁(2)的最前端;顶板金属网的前端采用木块与顶板(11)楔紧,待出净煤、矸时,采用适应顶板(11)形状的液压支架(3)对顶板(11)进行支护,并将顶板金属网的后端放在已架设好的液压支架(3)上;步骤二:架设过渡液压支架:当巷道(1)高度达到架设高度后,从掘进工作面(12)开始向后方依次平行架设液压支架(3),把从巷道(1)后方运来的液压支架(3)从简易行车(4)中卸下,在每个支架梁(31)下表面两端分别竖直安装腿部液压千斤顶(32),在支架梁(31)上表面与顶板(11)之间分布设置多个小液压千斤顶(33),先对腿部液压千斤顶(32)进行注液将支架梁(31)顶起,直至支架梁(31)上方的小液压千斤顶(33)接触到顶板(11),再对由于顶板(11)不平未与顶板(11)接触的小液压千斤顶(33)进行注液升压,使顶板(11)不平处的小液压千斤顶(33)顶端伸长与顶板(11)接触,各个小液压千斤顶(33)共同给顶板(11)提拱支护力,这时腿部液压千斤顶(32)和支架梁(31)提供的支护力也通过支架梁(31)上的小液压千斤顶(33)均匀的提供给顶板(11),保证了顶板(11)支护的安全;步骤三:安装简易行车:液压支架(3)架设完后安装简易行车(4),用到的支架梁(31)和行车梁(41)皆为工字钢结构,安装时,在支架梁(31)下表面使用联接用快速安装拆卸部件(42)快速安装行车梁(41);具体操作时,先将联接用快速安装拆卸部件(42)置于支架梁(31)和行车梁(41)之间,并使行车梁(41)的长度方向与支架梁(31)相垂直,将支架梁(31)的下翼缘置于上定位板(42‑1)的上表面,并使上定位板(42‑1)表面的闭锁牙(42a)咬住下翼缘的一侧,并使活动压板(42b)压住下翼缘的另一侧,锁销(42c)穿过活动压板(42b)两侧的限位环(42f),从而使活动压板(42b)固定住支架梁(31)下翼缘的另一侧;然后将行车梁(41)的上翼缘置于下定位板(42‑2)的下表面,并使下定位板(42‑2)表面的闭锁牙(42a)咬住行车梁(41)上翼缘的一侧,使活动压板(42b)压住上翼缘的另一侧,锁销(42c)穿过活动压板(42b)两侧的限位环(42f),从而使活动压板(42b)固定住行车梁(41)上翼缘的另一侧;支架梁(31)与行车梁(41)联接好后,在行车梁(41)上安装简易吊车(43),简易吊车(43)即可沿着行车梁(41)移动;步骤四:锚杆锚索永久支护:根据顶板(11)的岩性一般掘进工作面(12)每个循环进尺为1~3个液压支架,即每掘进一个循环进尺,相应架设1~3个液压支架(3);当巷道(1)的掘进工作面(12)向前掘进至液压支架(3)的架设支护区域已超过综掘机(6)的转载机(7)尾部时,此时最先架设的液压支架(3)与最后架设的液压支架(3)之间的架设支护区域长度达到30~50m,此时在转载机(7)尾部后方的液压支架(3)的下方对顶板(11)、帮部利用锚杆(5)进行永久支护,在综掘机尾部的永久支护不会对前方掘进工作面(12)的掘进造成影响,实现了永久支护与破岩工序的同步平行作业;步骤五:拆卸简易行车和液压支架:当永久支护锚杆(5)施工好后,可拆除施工好永久支护位置的简易行车(4)、液压支架(3),具体操作时,先拆除永久支护位置的行车梁(41),由于行车梁(41)与支架梁(31)之间的联接是可快速安装和拆卸的,敲掉下定位板(42‑2)上的锁销(42c),掀起相应的活动压板(42b)即可使行车梁(41)与联接用快速安装拆卸部件(42)分开,再敲掉上定位板(42‑1)的锁销(42c),掀起相应的活动压板(42b)即可使联接用快速安装拆卸部件(42)与支架梁(31)梁分开;然后再拆除永久支护位置的液压支架(3),依次卸载支架梁(31)处的小液压千斤顶(33)和腿部液压千斤顶(32),把支架梁(31)放到前方未拆卸的简易行车(4)上运到巷道(1)前端的掘进工作面(12)位置处待用,待到掘进工作面(12)破岩后再继续向前架设液压支架(3)和简易行车(4);步骤六:重复上述步骤一至步骤五,以此类推,多次循环后直至完成整个巷道(1)的高速掘进施工。...

【技术特征摘要】
1.一种适应复杂顶板形状的锚网支护连续掘进施工方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:破煤岩:在巷道(1)中,采用爆破或综掘机沿掘进方向破煤、矸后,在巷道(1)靠近顶板(11)的位置从掘进工作面(12)向后方延伸架设多根平行的撅顶前探梁(2),并将顶板金属网联好置于撅顶前探梁(2)上,并向前窜至撅顶前探梁(2)的最前端;顶板金属网的前端采用木块与顶板(11)楔紧,待出净煤、矸时,采用适应顶板(11)形状的液压支架(3)对顶板(11)进行支护,并将顶板金属网的后端放在已架设好的液压支架(3)上;步骤二:架设过渡液压支架:当巷道(1)高度达到架设高度后,从掘进工作面(12)开始向后方依次平行架设液压支架(3),把从巷道(1)后方运来的液压支架(3)从简易行车(4)中卸下,在每个支架梁(31)下表面两端分别竖直安装腿部液压千斤顶(32),在支架梁(31)上表面与顶板(11)之间分布设置多个小液压千斤顶(33),先对腿部液压千斤顶(32)进行注液将支架梁(31)顶起,直至支架梁(31)上方的小液压千斤顶(33)接触到顶板(11),再对由于顶板(11)不平未与顶板(11)接触的小液压千斤顶(33)进行注液升压,使顶板(11)不平处的小液压千斤顶(33)顶端伸长与顶板(11)接触,各个小液压千斤顶(33)共同给顶板(11)提拱支护力,这时腿部液压千斤顶(32)和支架梁(31)提供的支护力也通过支架梁(31)上的小液压千斤顶(33)均匀的提供给顶板(11),保证了顶板(11)支护的安全;步骤三:安装简易行车:液压支架(3)架设完后安装简易行车(4),用到的支架梁(31)和行车梁(41)皆为工字钢结构,安装时,在支架梁(31)下表面使用联接用快速安装拆卸部件(42)快速安装行车梁(41);具体操作时,先将联接用快速安装拆卸部件(42)置于支架梁(31)和行车梁(41)之间,并使行车梁(41)的长度方向与支架梁(31)相垂直,将支架梁(31)的下翼缘置于上定位板(42-1)的上表面,并使上定位板(42-1)表面的闭锁牙(42a)咬住下翼缘的一侧,并使活动压板(42b)压住下翼缘的另一侧,锁销(42c)穿过活动压板(42b)两侧的限位环(42f),从而使活动压板(42b)固定住支架梁(31)下翼缘的另一侧;然后将行车梁(41)的上翼缘置于下定位板(42-2)的下表面,并使下定位板(42-2)表面的闭锁牙(42a)咬住行车梁(41)上翼缘的一侧,使活动压板(42b)压住上翼缘的另一侧,锁销(42c)穿过活动压板(42b)两侧的限位环(42f),从而使活动压板(42b)固定住行车梁(41)上翼缘的另一侧;支架梁(31)与行车梁(41)联接好后,在行车梁(41)上安装简易吊车(43),简易吊车(43)即可沿着行车梁(41)移动;步骤四:锚杆锚索永久支护:根据顶板(11)的岩性一般掘进工作面(12)每个循环进尺为1~3个液压支架,即每掘进一个循环进尺,相应架设1~3个液压支架(3);当巷道(1)的掘进工作面(12)向前掘进至液压支架(3)的架设支护区域已超过综掘...

【专利技术属性】
技术研发人员:张旻昊张颖琳张卫东
申请(专利权)人:张卫东
类型:发明
国别省市:江苏,32

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