【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿井下支架，特别涉及一种煤矿井下悬臂可缩性支架及支护方法。
技术介绍
1、煤矿井下巷道空间是矿井安全生产的基础保障，是维持矿井稳定安全的重要条件之一，然而在高地应力、“三软”煤层、沿空掘巷、受采动影响条件下巷道变形加剧、支护困难、维护频率高等问题制约矿井高质量发展，与安全生产之间的矛盾关系变得尤为复杂和紧迫，保持巷道长期稳定成为关键。
2、我国西南地区矿井多为近距离煤层群开采，且多数为煤与瓦斯突出煤层，通过开采保护层、沿空掘巷等方式预防煤与突出事故，巷道变形破坏影响因素较多，通常为一种因素为主、多种因素掺杂，导致巷道不同位置的破坏程度也有较大的差异，在高地应力影响下“三软”巷道围岩变形量大、变形速率快和持续时间长等特点逐步显现。
3、随着支护理论和支护技术的不断发展，巷道支护理念由被动支护向主动支护转变，更加注重通过提高支护阻力、支护强度、支护密度的联合支护方式，以此形成联合支护整体来改变巷道围岩的应力状态。目前，在顶底板岩层层理发育、稳定性差、岩石强度低，受采空区、采动等复杂应力影响下，巷道两帮出现大范围应力集中，煤柱侧最大应力值大于实体煤侧最大应力值，呈现出大小和范围皆非对称状的巷道局部变形量较大，其支护及修复成为难点和重点。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：提供一种煤矿井下悬臂可缩性支架及支护方法，以解决现有技术中存在的技术问题。
2、本专利技术采取的技术方案为： 一种煤矿井下悬臂可缩性支架，包括肩窝梁、腿梁
3、进一步地，上述一种煤矿井下悬臂可缩性支架，还包括多根锚索梁，多根锚索梁将形成整体的的悬臂式支架固定连接到巷道内表面上，锚索梁紧贴拉杆且位于拉杆下方。
4、进一步地，上述锚索梁包括锁具、锚索、工字钢和锚盘，工字钢一侧抵靠在肩窝梁或腿梁一侧，另一侧抵靠锚盘，锚盘穿入有锚索且采用锁具锁紧，锚索固定嵌入到巷道设置的锚索孔内。
5、进一步地，上述肩窝梁顶部和靠近中上部布置有两组锚索梁，两组锚索梁交错布置。
6、进一步地，上述腿梁靠近底部布置一组锚索梁。
7、进一步地，上述肩窝梁包括弧形梁和直腿部一，弧形梁下端与直腿部一上端固定为一体结构，弧形梁之间采用两根拉杆固定连接，一根拉杆布置在弧形梁顶部，另一根拉杆布置在弧形梁中部。
8、进一步地，上述每根弧形梁上设置有连接耳，拉杆采用螺纹杆，穿过连接耳后采用双螺母锁紧。
9、进一步地，上述腿梁包括直腿部二和腿盘，直腿部二下端固定连接有腿盘，腿盘上设置有用于固定的安装通孔，直腿部二之间采用采用拉杆固定连接，该拉杆布置在弧形梁中部附近。
10、进一步地，上述在肩窝梁和腿梁均与巷道岩体之间沿着长度方向布置多块铁背板。
11、一种煤矿井下悬臂可缩性支架的施工方法，该方法为：在变形严重的巷道完成开帮或开掘后，巷道处于未支护状态，安设悬臂式可缩性支架，采用顶柱或点锚方式进行临时固定，在可缩性支架及岩体中间均匀布置铁背板，将上部的拉杆、中部的拉杆、下部的拉杆安装到可缩性支架上并完成紧固，初步使其形成整体，然后施工锚索辅助固定可缩性支架，安装工字钢，确保锚索穿过工字钢的锚索眼，并使三组工字钢位于上部的拉杆、中部的拉杆、下部的拉杆下方处，安装锚盘和锁具，紧固锚索，使可缩性支架在锚索预紧力作用下紧贴岩体，锚索梁交错布置，形成主被动联合支护整体。
12、本专利技术的有益效果：与现有技术相比，本专利技术根据巷道变形特点对局部变形位置进行修复，通过调整肩窝梁中的弧形梁、直腿部以及腿梁弧度及长度适应变形部分巷道，减少井巷维修工程量，减小扩巷范围，缩小井巷围岩松动圈发育范围，并通过卡缆装置连接肩窝梁、腿梁，利用多组拉杆将多组悬臂式可缩性支架进行联锁，形成支护整体，且可提供较大的支护强度及支护刚度以适应围岩变形，同时具有可缩性，确保巷道再次发生变形时延长服务周期，支架加工、安设、回收较为简单，巷道扩巷工程量降低，可有效提高巷道断面利用率和降低支架成本；
13、采用锚索梁进行主动支护，将围岩处于压紧状态，从而提高岩体的整体性和强度，有效控制岩体的位移，促使其稳定。通过锚索的锚固作用及工字钢固定悬臂式可缩性支架，提高悬臂式可缩性支架的整体性能、充分发挥可缩性支架支护强度和支护刚度，通过工字钢、铁背板时围岩应力均匀分布于支护联合体上，确保联合支护整体受力均匀，可有效防止局部变形诱发大面积支护失效。
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1.一种煤矿井下悬臂可缩性支架，其特征在于：包括肩窝梁（1）、腿梁（2）、卡缆装置（3）和拉杆（4），肩窝梁（1）与腿梁（2）之间通过卡缆装置（3）连接形成一组悬臂式支架，腿梁（2）下端固定连接在地面上，悬臂式支架采用多组，沿巷道长度方向均匀布置，多组悬臂式支架采用拉杆（4）固定连接形成整体的支架。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下悬臂可缩性支架，其特征在于：还包括多根锚索梁（5），多根锚索梁（5）将形成整体的的悬臂式支架固定连接到巷道内表面上，锚索梁（5）紧贴拉杆（4）且位于拉杆（4）下方。
3.根据权利要求1或2所述的一种煤矿井下悬臂可缩性支架，其特征在于：锚索梁（5）包括锁具（501）、锚索（502）、工字钢（503）和锚盘（504），工字钢（503）一侧抵靠在肩窝梁（1）或腿梁（2）一侧，另一侧抵靠锚盘（504），锚盘（504）穿入有锚索（502）且采用锁具（501）锁紧，锚索（502）固定嵌入到巷道设置的锚索孔内。
4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下悬臂可缩性支架，其特征在于：肩窝梁（1）顶部和靠近中上部布置有两组锚索梁（5），
5.根据权利要求4所述的一种煤矿井下悬臂可缩性支架，其特征在于：腿梁（2）靠近底部布置一组锚索梁（5）。
6.根据权利要求4所述的一种煤矿井下悬臂可缩性支架，其特征在于：肩窝梁（1）包括弧形梁（101）和直腿部一（104），弧形梁（101）下端与直腿部一（102）上端固定为一体结构，弧形梁（101）之间采用两根拉杆（4）固定连接，一根拉杆（4）布置在弧形梁（101）顶部，另一根拉杆（4）布置在弧形梁（101）中部。
7.根据权利要求4所述的一种煤矿井下悬臂可缩性支架，其特征在于：每根弧形梁（101）上设置有连接耳（103），拉杆（4）采用螺纹杆，穿过连接耳（103）后采用双螺母锁紧。
8.根据权利要求1或2所述的一种煤矿井下悬臂可缩性支架，其特征在于：腿梁（2）包括直腿部二（201）和腿盘（202），直腿部二（201）下端固定连接有腿盘（202），腿盘（202）上设置有用于固定的安装通孔，直腿部二（201）之间采用采用拉杆（4）固定连接，该拉杆（4）布置在弧形梁（101）中部附近。
9.根据权利要求1或2所述的一种煤矿井下悬臂可缩性支架，其特征在于：在肩窝梁（1）和腿梁（2）均与巷道岩体之间沿着长度方向布置多块铁背板（6）。
10.根据权利要求1所述的一种煤矿井下悬臂可缩性支架的施工方法，其特征在于：该方法为：在变形严重的巷道完成开帮或开掘后，巷道处于未支护状态，安设悬臂式可缩性支架，采用顶柱或点锚方式进行临时固定，在可缩性支架及岩体中间均匀布置铁背板，将上部的拉杆、中部的拉杆、下部的拉杆安装到可缩性支架上并完成紧固，初步使其形成整体，然后施工锚索辅助固定可缩性支架，安装工字钢，确保锚索穿过工字钢的锚索眼，并使三组工字钢位于上部的拉杆、中部的拉杆、下部的拉杆下方处，安装锚盘和锁具，紧固锚索，使可缩性支架在锚索预紧力作用下紧贴岩体，锚索梁交错布置，形成主被动联合支护整体。
...【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下悬臂可缩性支架，其特征在于：包括肩窝梁（1）、腿梁（2）、卡缆装置（3）和拉杆（4），肩窝梁（1）与腿梁（2）之间通过卡缆装置（3）连接形成一组悬臂式支架，腿梁（2）下端固定连接在地面上，悬臂式支架采用多组，沿巷道长度方向均匀布置，多组悬臂式支架采用拉杆（4）固定连接形成整体的支架。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下悬臂可缩性支架，其特征在于：还包括多根锚索梁（5），多根锚索梁（5）将形成整体的的悬臂式支架固定连接到巷道内表面上，锚索梁（5）紧贴拉杆（4）且位于拉杆（4）下方。
3.根据权利要求1或2所述的一种煤矿井下悬臂可缩性支架，其特征在于：锚索梁（5）包括锁具（501）、锚索（502）、工字钢（503）和锚盘（504），工字钢（503）一侧抵靠在肩窝梁（1）或腿梁（2）一侧，另一侧抵靠锚盘（504），锚盘（504）穿入有锚索（502）且采用锁具（501）锁紧，锚索（502）固定嵌入到巷道设置的锚索孔内。
4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下悬臂可缩性支架，其特征在于：肩窝梁（1）顶部和靠近中上部布置有两组锚索梁（5），两组锚索梁（5）交错布置。
5.根据权利要求4所述的一种煤矿井下悬臂可缩性支架，其特征在于：腿梁（2）靠近底部布置一组锚索梁（5）。
6.根据权利要求4所述的一种煤矿井下悬臂可缩性支架，其特征在于：肩窝梁（1）包括弧形梁（101）和直腿部一（104），弧形梁（101）下端与直腿部一（102）上端固定为一体结构，弧形梁（101）...
【专利技术属性】
技术研发人员：李远知，吴迪，唐军，
申请(专利权)人：贵州盘江精煤股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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