一種煤礦井下上山掘進防放炮震動傾倒支架的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于煤礦井巷工程領域，特別是涉及一種煤礦井下上山掘進防放炮震動傾倒支架的裝置。
技術背景
[0002]煤礦井下上山掘進施工往往多采用爆破方式施工作業，為了鉆孔施工、落煤(巖)、裝運煤(巖石)方便，上山掘進施工要優于下山掘進施工。但上山掘進施工時，往往因放炮震動而造成已經支護好的支架傾斜與倒塌。給掘進工程施工帶來危險性與巷道修復的復雜性、長期性。為了提高上山掘進施工放炮震動時支架的穩定性，煤礦井下亦采用過多種不同型式的抗傾覆結構設施，但收效甚微，尤其是在大斷面上山炮掘施工過程中，不僅上山支架的穩定性受到放炮震動影響大，而且誘發煤與瓦斯突出及頂部煤(巖)傾出的事故幾率亦增大。本發明裝置旨在利用煤礦常用的廢棄鋼軌為基本材料，加工制作一個帶弧型防突擋板的支擋骨架，并結合在支柱腿底固定聯系地梁的方式，組成一個高強度與剛度的組合裝置來提高其抗傾覆能力和確保掘進施工的安全性。
【發明內容】
[0003]為了解決上述技術問題，本發明提供一種結構簡單，操作方便的煤礦井下上山掘進防放炮震動傾倒支架的裝置，它能夠降低煤與瓦斯突出及頂部煤(巖)傾出的事故幾率，且能夠使得支架穩定性可靠。
[0004]本發明采用的技術方案是:一種煤礦井下上山掘進防放炮震動傾倒支架的裝置，包括多榀支擋骨架、地梁組件及斜支撐桿;支擋骨架安裝在靠近煤層工作面的U型支架的頂部，相鄰的支擋骨架的端部利用螺栓連接;所述的地梁組件包括兩鋼軌及兩托架，所述的兩托架分別安裝在設有支擋骨架的U型支架的兩底腳處，兩鋼軌分別安裝在兩托架內；斜支撐桿的上端通過球鉸與距離煤層工作面最遠的支擋骨架尾端的U型支架連接，斜支撐桿的下端支撐在巷道底板上。
上述的煤礦井下上山掘進防放炮震動傾倒支架的裝置中，所述的支擋骨架包括截面為弧形的防突擋板及多根縱梁;所述的縱梁由工字鋼制成，縱梁沿防突擋板的軸線設置在防突擋板的凹弧面上;防突擋板的端部設有連接鋼板，連接鋼板上靠近縱梁處設有螺紋孔;相鄰的支擋骨架通過螺栓連接。
[0005]上述的煤礦井下上山掘進防放炮震動傾倒支架的裝置中，所述的縱梁采用的工字鋼的長度為1.Sm，位于防突擋板頂部的縱梁的兩端中部分別設有凹槽。
[0006]上述的煤礦井下上山掘進防放炮震動傾倒支架的裝置中，所述的鋼軌由15kg/m的輕質工字鋼連接而成。
[0007]上述的煤礦井下上山掘進防放炮震動傾倒支架的裝置中，所述的斜支撐桿的下端設有鐵鞋，通過鐵鞋支撐在巷道底板上。
[0008]與現有技術相比，本發明的有益效果在于: (I)本發明的靠近煤層工作面幾榀U型支架頂部通過支擋骨架連接，底腳處通過地梁組件連接，這樣，靠近煤層工作面幾榀U型支架連接成一整體，而且，在距離煤層工作面最遠的支擋骨架尾端的U型支架上設置斜支撐桿承載本發明傾斜方向的分力，增強了 U型支架的抗傾覆能力，給掘進工作面提供了安全保障。
[0009](2)本發明讓上山掘進過程中，靠近煤層工作面幾榀支架頂部通過帶弧型防突擋板的支擋骨架連接，使得本發明具有阻擋頂部煤(巖)層傾出或阻擋煤與瓦斯突出的功能，大大降低上山掘進誘發的煤與瓦斯突出事故的幾率，增強其抵抗災害能力，型成安全可靠的施工環境。
[0010](3)本發明還具有結構簡單、安裝操作方便的優點。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明的俯視圖。
[0012]圖2是圖1中A—A剖面圖。
[0013]圖3是圖1中B—B剖面圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本發明做進一步詳細說明。
[0015]在煤礦井下上山I的掘進過程中往往是通過炮眼14裝藥放炮后崩落煤(巖)層15，然后利用U型支架2對巷道圍巖進行支護，為阻擋破碎巖體涌入上山2，則在U型支架與圍巖之間安放一些支擋荊條24 ο上山主要用來安裝皮帶運輸機25而提供皮帶運輸，也可以安裝軌枕26和軌道27而提供礦車運輸。
[0016]如圖1-3所示，本發明包括2-3榀支擋骨架6、地梁組件20及斜支撐桿3;支擋骨架6安裝在靠近煤層工作面的U型支架2的頂部，相鄰的支擋骨架6的端部用螺栓23連接。所述的支擋骨架6包括截面為弧形的防突擋板及三根縱梁;三根縱梁包括位于防突擋板頂部的頂梁7和位于防突擋板兩側的側梁9。所述的縱梁由工字鋼制成，縱梁沿防突擋板的軸線設置在防突擋板的凹弧面上;防突擋板的兩端分別設有連接鋼板4;連接鋼板上靠近縱梁處設有螺栓孔，用于將相鄰的支擋骨架6通過螺栓23連接。
[0017]為了方便支擋骨架6的安裝，頂梁7的兩端中部設有凹槽13，方便在支擋骨架6未固定前，由支擋骨架6前后兩端的U型支架2上的掛鉤掛住，方便兩側的側梁9與U型支架固定連接。
[0018]所述的地梁組件包括兩鋼軌及兩組托架，所述的兩組托架分別安裝在設有支擋骨架的U型支架的兩底腳處，將靠近煤層工作面的多個U型支架連接成一整體;兩鋼軌分別安裝在兩托架內。所述的鋼軌由15kg/m的輕質工字鋼連接而成。所述的斜支撐桿的上端通過球鉸與距離煤層工作面最遠的支擋骨架尾端的U型支架連接，斜支撐桿3的下端穿有鐵鞋21，通過鐵鞋21支撐在巷道底板上，承擔本發明的傾斜方向的分力。斜支撐桿3用15kg/m的輕質工字鋼制成，其長度根據上山巷道設計高度計算獲得;斜支撐桿3下端的鐵鞋21增大巷道底板的承載能力。
[0019]本發明的施工方法，包括:
地面加工步驟步驟I:在地面將U支架的2的頂部預先固定安裝地梁固定托架10，側梁固定托架19和頂梁掛鉤17，并在局部受力較大處，焊接一固定連接用鋼板10。
[0020]步驟2:根據上山I的支護設計間距要求，設計每榀支擋骨架6的長度，若相鄰的兩U型支架2的間距為600mm，確定支擋骨架6的加工長度為1.8m。加工長度確定后，選用15kg/m的輕質工字鋼作為縱梁，在兩端分別焊接一 1mm厚的連接鋼板4，并在連接鋼板4上靠近縱梁附近加工標準螺栓連接用螺栓孔22，方便相鄰支擋骨架6間的連接。在其頂梁7兩端的中部加工一方便掛鉤掛住的凹槽13。
[0021]步驟3:根據上山設計高度計算斜支撐桿3的長度，選用礦用15kg/m的輕質鋼軌為基本材料，在其上端加工一球鉸5，下端連接鐵鞋21。
[0022]步驟4:地梁組件20的長度可以與支擋骨架6的長度一致，亦可不一致。在地梁組件20的兩端加工螺栓連接用的螺栓孔22。
[0023]步驟5:根據設計要求，按標準件要求加工制作足量配套活動式螺桿11、固定螺釘12、連接螺栓22、活動式托架18等輔助性構件。
[0024]井下安裝步驟
步驟1:將加工好的兩根地梁組件20放在地梁固定托架10上，然后對每榀U型支架上的活動式螺栓12轉動至固定位置后，擰緊緊固螺釘將地梁組件20與U型支架的柱腿連接成一體。
[0025]步驟2:利用掛鉤17將加工制作好的支擋骨架6的兩端掛在U型支架的最上端，掛鉤掛在支擋骨架頂梁7兩端的凹槽13中；支擋骨架兩側的側梁9擱在固定托架19上。
[0026]步驟3:利用U型卡環將支擋骨架6的頂梁7與U型支架2卡住;利用活動式螺栓與緊固螺釘將側梁9與支架2有機連接成一整體。第I榀支擋骨架與地梁安裝完成。
[0027]步驟4:按步驟1-3完成第2、第3榀支擋骨架的安裝。
[0028]步驟5:將加工制作好的帶半球形鉸支座5的斜支撐桿3，固定在第3榀支擋骨架尾端連接的一榀U型支架2上，下端穿上鐵鞋21，放置在較結實的巷道底板上。
[0029]步驟6:當上山掘進達一榀支擋骨架6的長度距離時，松開各聯系地梁的緊固螺釘12，將地梁20移至最前端，按步驟I進行聯系地梁20的再固定。
[0030]步驟7:松開支擋骨架6的緊固螺釘12和活動式托架18及固定連接螺栓23，從頂梁掛鉤17中取出第3榀支擋骨架6，移至靠近工作面而重新掛上。按步驟2和步驟3進行再固定。[0031 ]步驟8:將剛才松開的帶半球形鉸支座5的斜支撐桿3，重新固定在新第3榀支擋骨架尾端連接的一榀U型支架2上。
[0032 ] 步驟9:如此循環往復，直至上山掘進完成。
[0033]拆卸步驟
步驟1:將帶球鉸5的斜支撐桿3拆卸下來。
[0034]步驟2:按第3、第2、第I榀的順序將支擋骨架6從“U”型支架2上拆卸下來。
[0035]步驟3:第3、第2、第I榀的順序將聯系地梁20從“U”型支架2上拆卸下來。
[0036]步驟4:將支架“U”型支架2上的固定托架10、19和掛鉤17及其他固定連接構件拆卸下來。
【主權項】
1.一種煤礦井下上山掘進防放炮震動傾倒支架的裝置，其特征是:包括多榀支擋骨架、地梁組件及斜支撐桿;支擋骨架安裝在靠近煤層工作面的U型支架的頂部，相鄰的支擋骨架的端部連接;所述的地梁組件包括兩鋼軌及兩托架，所述的兩托架分別安裝在設有支擋骨架的U型支架的兩底腳處，兩鋼軌分別安裝在兩托架內；斜支撐桿的上端通過球鉸與距離煤層工作面最遠的支擋骨架尾端的U型支架連接，斜支撐桿的下端支撐在巷道底板上。2.根據權利要求1所述的煤礦井下上山掘進防放炮震動傾倒支架的裝置，其特征是:所述的支擋骨架包括截面為弧形的防突擋板及多根縱梁;所述的縱梁由工字鋼制成，縱梁沿防突擋板的軸線設置在防突擋板的凹弧面上；防突擋板的端部設有連接鋼板，連接鋼板上靠近縱梁處設有螺紋孔;相鄰的支擋骨架通過螺栓連接。3.根據權利要求2所述的煤礦井下上山掘進防放炮震動傾倒支架的裝置，其特征是:所述的縱梁采用的工字鋼的長度為1.Sm，位于防突擋板頂部的縱梁的兩端中部分別設有凹槽。4.根據權利要求1所述的煤礦井下上山掘進防放炮震動傾倒支架的裝置，其特征是:所述的鋼軌由15kg/m的輕質工字鋼連接而成。5.根據權利要求1所述的煤礦井下上山掘進防放炮震動傾倒支架的裝置，其特征是:所述的斜支撐桿的下端設有鐵鞋，通過鐵鞋支撐在巷道底板上。
【專利摘要】本發明公開了一種煤礦井下上山掘進防放炮震動傾倒支架的裝置，包括多榀支擋骨架、地梁組件及斜支撐桿；支擋骨架安裝在靠近煤層工作面的U型支架的頂部，相鄰的支擋骨架的端部連接；所述的地梁組件包括兩鋼軌及兩托架，所述的兩托架分別安裝在設有支擋骨架的U型支架的兩底腳處，兩鋼軌分別安裝在兩托架內；斜支撐桿的上端通過球鉸與距離煤層工作面最遠的支擋骨架尾端的U型支架連接，斜支撐桿的下端支撐在巷道底板上。本發明靠近煤層工作面幾榀U型支架頂部通過支擋骨架連接，底腳處通過地梁組件連接成一整體，在距離煤層工作面最遠的支擋骨架尾端的U型支架上設置斜支撐桿，增強了U型支架的抗傾覆能力，給掘進工作面提供了安全保障。
【IPC分類】E21D11/30, E21D11/18, E21D11/28
【公開號】CN105464684
【申請號】CN201610009225
【發明人】羅文柯
【申請人】湖南科技大學
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2016年1月8日