本实用新型专利技术公开了一种坚硬顶板沿空留巷巷旁支护装置，其包括若干数量分体式结构的单元，每一单元均包括相互组合使用的恒阻让压垫和充填体两部分，其中，恒阻让压垫为具有短而粗壮活柱的变形结构的外注式单体液压支柱；恒阻让压垫安装在充填体之上，其最大起升高度与充填体高度之和等于巷道的初始高度。本实用新型专利技术前期利用恒阻让压垫的恒阻特性对顶板进行给定变形控制；当顶板下沉至恒阻让压垫的压缩极限时将其及时撤出，利用充填体对顶板进行限定变形控制。本实用新型专利技术具有适应变形能力强、巷道成型好、操作简单、支护成本低、巷道安全性好等特点，特别适于沿空留巷时具有坚硬顶板巷道的巷旁支护。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种煤矿巷道支护装置，尤其涉及一种坚硬顶板沿空留巷巷旁支护装置。
技术介绍
沿空留巷是紧贴采空区，保留和维护上一区段的运输巷作为下区段的回风巷，其间不留煤柱，故称为沿空留巷。沿空留巷，一方面，可以减少巷道掘进量，从而节约掘进费用，提高经济效益；另一方面，由于无煤柱开采，可以实现煤炭全部回收，从而延长矿井寿命，提高社会效益。沿空留巷在20世纪60年代初就已经提出，并在个别煤矿试验成功。但截至目前，对沿空留巷的适用性还没有形成完善的理论体系，尤其是坚硬顶板巷道的巷旁支护还没有得到很好的解决。因此，本领域中急需一种适应变形能力强，巷道成型好，施工方法简单，成本低的巷旁支护技术。
技术实现思路
本技术的目的是，提供一种坚硬顶板沿空留巷巷旁支护装置，其具有结构简单，调节方便，现场适用性强，安全性好，能有效保证充填体的使用安全，进而保证巷道支护的可靠性、稳定性与安全性等特点。本技术为实现上述目的所采用的技术方案是，一种坚硬顶板沿空留巷巷旁支护装置，其特征在于:包括若干数量的单元，每一单元均为分体式结构；包括相互组合使用的恒阻让压垫和充填体两部分。所述恒阻让压垫为具有恒阻让压功能的支撑装置；所述充填体构筑在巷道两侧的底板上；所述恒阻让压垫安装在所述充填体之上，所述恒阻让压垫的顶端顶紧在巷道的顶板上。上述技术方案直接带来的技术效果是，上述结构形式的坚硬顶板沿空留巷巷旁支护装置，通过在充填体上部安设具有恒阻让压功能的让压垫，可以增强对巷道顶板的有效控制，以保护充填体不被压坏，并且在岩梁运动前期利用让压垫的恒阻特性对巷道顶板实现了“给定变形”控制；在老顶岩梁回转下沉过程中，让压垫在保持阻力不变的情况下，随老顶岩梁一起压缩下沉，以此保证了巷旁充填体不至被压坏。而在岩梁运动后期，利用高强度充填体对巷道顶板实施了 “限定变形”控制。可以看出，上述技术方案的沿空留巷的巷旁支护装置，采用具有恒阻让压功能的让压垫与充填体相结合的结构形式，在沿空留巷过程中，支护装置具有很高的支撑能力，对顶板压力的缓冲性和适应能力强，可有效降低或避免充填体因过度受压所致的损坏或者被破坏。优选为，上述充填体的抗压强度多25MPa，所述恒阻让压垫的额定工作压力彡 15MPa。该优选技术方案直接带来的技术效果是，经验表明，上述技术方案的沿空留巷的巷旁支护装置在坚硬顶板的沿空留巷巷道两侧，充填体的抗压强度多25MPa，恒阻让压垫的额定工作压力多15MPa，可以充分满足巷旁支护的安全性和可靠性要求。进一步优选，上述恒阻让压垫为一具有短而粗壮活柱的外注式单体液压支柱；活柱的顶端焊接有垫板，所述垫板上焊接有若干数量的加强筋。该优选技术方案直接带来的技术效果是，其恒阻让压垫为一大直径活柱的外注式单体液压支柱，由于其本体短而粗、支撑强度大、让压能力强，适用性好，能够满足煤矿坚硬顶板条件下恒阻让压巷旁支护采场的需要求，在开采沿空留巷过程中有很大的利用价值；上述技术方案中的恒阻让压垫，其利用乳化液对活柱体进行升降，以控制垫板高度；其具有恒定的高强度支撑压力及让压能力；而在需要承受很高压力的垫板上，通过焊接加强筋进行补强的措施，可以节约垫板加工用材料，并可一定程度上降低设备本身的重量。进一步优选，上述活柱的直径彡0.3m，长径比彡0.75 ;所述垫板的直径彡0.5m ;所述单体液压支柱的底座直径比所述垫板的直径大0.lm。该优选技术方案直接带来的技术效果是，采用大直径、长径比小的粗壮活柱，以及较大直径的垫板和底座这种结构形式的外注式单体液压支柱。这样，一方面，可有效降低单体液压支柱自身所承受的压强，以保证其对顶板的高强度支撑作用；另一方面，这种结构形式的单体液压支柱其高度小、直径大，额定工作压力高，因而，可对顶板始终保证施加15MPa以上的恒定阻力，以控制顶板的均匀沉降；再者，采用大直径的垫板，可有效增大支护面积；采用大直径的底座，在顶板压力一定的情况下，底座的直径越大，则传递到充填体上的压强越小，这有利于对充填体的保护。进一步优选，上述充填体为混凝土柱。该优选技术方案直接带来的技术效果是，混合土柱的施工方法简单、便利，易于根据需要进行抗压强度的选择。为更加清楚地理解本技术，现对本技术的坚硬顶板沿空留巷巷旁支护装置的支护方法进行详细说明如下:本技术的坚硬顶板沿空留巷巷旁支护装置的支护方法，其特征在于，包括以下步骤:第一步，根据沿空留巷时预计的巷道变形量，分别设计恒阻让压垫的恒阻让压极限高度和巷道两侧的充填体高度；第二步，在巷道两侧的底板上构筑充填体，在充填体之上安装具有恒阻让压功能的恒阻让压垫；第三步，将恒阻让压垫的初始高度调节至其最大起升高度，此时恒阻让压垫的高度和充填体高度之和等于巷道的初始高度；第四步，当恒阻让压垫被压缩至接近其极限高度时，将其及时撤出，利用充填体控制顶板的下沉，依据巷道的围岩变形进行起底；第五步，对巷道顶板与充填体之间的缝隙，灌注泡沫材料进行密封。可以看出，上述坚硬顶板沿空留巷巷旁支护装置的支护方法直接带来的技术效果是，通过在充填体上部安设具有恒阻让压功能的让压垫，可以增强对巷道顶板的有效控制，以保护充填体不被压坏，并且在岩梁运动前期利用让压垫的恒阻特性对巷道顶板实现了“给定变形”控制；在老顶岩梁回转下沉过程中，让压垫在保持阻力不变的情况下，随老顶岩梁一起压缩下沉，以此保证了巷旁充填体不至被压坏。而在岩梁运动后期，利用高强度充填体对巷道顶板实施了 “限定变形”控制。上述技术方案采用由让压垫和高强度充填体共同组成巷旁支护体来支撑巷道顶板，从而保证了坚硬顶板巷道的留巷安全和良好的成型；而当让压垫压缩到接近极限高度时，及时将让压垫撤出，使得高强度充填体直接承压，以控制顶板的继续下沉。对让压垫撤出后，巷道顶板与充填体之间的缝隙灌注泡沫材料进行密封，可以有效隔绝巷道风流与采空区中的气体交换。结合本技术的沿空留巷的巷旁支护装置的结构特征，可以更明显地看出:上述结构形式的巷旁支护装置具有适应变形能力强、巷道成型好、施工方法简单、支护成本低等技术特点；采用由恒阻让压垫和高强度充填体共同组成巷旁支护体来支撑巷道顶板，从而保证了坚硬顶板巷道的留巷安全和良好的成型；上述结构形式的巷旁支护装置使用过程中，当让压垫压缩到接近极限高度时，及时将让压垫撤出，使用高强度充填体直接承压，以控制顶板的继续下沉。综上所述，本技术相对于现有技术，具有装置结构简单，调节方便，现场适用性强，安全性好，能有效保证充填体的使用安全，进而保证巷道支护的可靠性、稳定性与安全性；沿空留巷的巷旁支护装置在其巷旁支护使用过程中，其适应变形能力强、巷道安全且成型好，其施工方法简单、易控且施工成本低等有益效果。【附图说明】图1为本技术使用状态下的结构示意图；图2为本技术的恒阻让压垫的结构示意图。附图标记说明:1高强度充填体当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种坚硬顶板沿空留巷巷旁支护装置，其特征在于，包括若干数量的单元，每一单元均为分体式结构，包括相互组合使用的恒阻让压垫和充填体两部分；所述恒阻让压垫为具有恒阻让压功能的支撑装置；所述充填体构筑在巷道两侧的底板上；所述恒阻让压垫安装在所述充填体之上，所述恒阻让压垫的顶端顶紧在巷道的顶板上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：牟文强，马帅，郭忠平，王凯，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：新型
国别省市：山东;37
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