本实用新型属于矿井支护设备相关技术领域，涉及一种组合式切顶留巷支护设备。
背景技术：
沿空留巷为当前无煤柱开采的最有效的采煤方式。沿空留巷技术从上世纪60年代开始研究起，为抵抗动压的影响，均采用巷旁支护的方式，其支护方式从密集支护法、矸石堆垛法、砌墙法、高水充填法，发展到近年的现浇混凝土隔墙法。现浇混凝土隔墙法逐步发展出了多种技术形式：自移式充填支架技术、桶柱式技术、膏体混凝土技术、柔性模板技术和封闭注浆砌筑技术。封闭注浆砌筑技术是当前较先进的沿空留巷支护技术。封闭注浆指的是将砌体干砌成到一个封闭的袋模具内形成一个袋模包裹的干砌体结构，然后通过高压将水泥浆体注入这个封闭袋模的干砌体的细小空隙内形成一个具有强力支撑力的新的混凝土结构。封闭注浆砌筑的优点是：适应性广、承载力高、形成较高的切顶强度、安全可靠，效果直观。但是，其缺点亦相当明显：施工工艺复杂、工程及材料费用高、混凝土强度上升速度慢。
为了解决上述问题，中国专利cn205876368u公开了一种切顶留巷成套支护设备，包括留巷端头支架和留巷切顶支架，留巷端头支架与运输机相连，留巷切顶支架沿留巷老塘侧边缘布置，该切顶留巷成套设备的支护范围为距煤壁30米。留巷端头支架和留巷切顶支架的支架型式为支撑掩护式，支架的底座采用整体形式，的顶梁采用左右分体形式，左右顶梁之间设有调节千斤顶，支架的斜梁与连矸采用分体形式。留巷端头支架的老塘侧设有挡矸立网铺设装置，另一侧设有大行程底调装置，挡矸立网铺设装置包括可调节挡矸座和护顶板；留巷切顶支架的全封闭挡矸装置，后部巷道设有单体支柱或工字钢支护装置。
上述方案虽然为切顶留巷提供了一定的解决办法，但不够完善，使用效果差，设备多，操作麻烦。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种组合式切顶留巷支护设备，满足人们挖掘煤矿资源切顶留巷过程中，切顶留巷装置功能全面，操作简便，切顶、支护稳定的需求。
为解决上述技术问题，本实用新型技术方案如下：
一种组合式切顶留巷支护设备，包括留巷切顶支架、第一中间支架、第二中间支架和留巷端头支架，留巷切顶支架、第一中间支架、第二中间支架和留巷端头支架为支撑掩护式，留巷切顶支架、第一中间支架、第二中间支架和留巷端头支架包括底座、液压支柱和顶梁，留巷切顶支架、第一中间支架、第二中间支架和留巷端头支架的底座之间连接有斜推拉千斤顶，留巷切顶支架采空区侧设有与顶梁相连接的侧部挡矸板及与底座相连的固定挡矸板，留巷切顶支架的顶梁另一侧设有连接至第一中间支架的活动当矸板，留巷切顶支架和第一中间支架之间设有挡矸密封板，留巷切顶支架的底座上设有的钻孔机构。
本实用新型技术方案的原理及效果如下：
采用本技术方案进行常规支撑、支护巷道时，用斜推拉千斤顶展开第一中间支架、第二中间支架和留巷端头支架，并控制液压支柱使得上述支架上升，支撑煤矿顶板。当资源挖掘完毕需要前进时，上升留巷切顶支架支撑顶板，用钻孔机构在顶板上钻若干孔并在孔内安装炸药，之后通过升降液压支柱和斜推拉千斤顶移动设备。将设备整体移到合适位置后，留巷切顶支架上升支撑顶板，并用钻孔机构钻孔，在孔内装炸药，再将设备整体前一小步，上升留巷切顶支架，布置活动挡矸板，进行挡矸和保护巷道、作业面。之后点火，完成切顶。这样循环往复，进行切顶、支护巷道、开采、行进、再切顶，充分、高效的挖掘了煤矿资源。
组合式切顶留巷支护设备的留巷切顶支架和留巷端头支架两位一体，使得操作更加便捷，大大节省了操作时间和占地空间，留巷切顶支架上的钻孔机构和挡矸板，使得切顶更加可控，留巷更加安全、稳定。
进一步，挡矸密封板由留巷切顶支架顶梁上螺栓连接的上板和留巷切顶支架底座上螺栓连接的下板错位构成。
这样挡矸密封板在液压支柱的升降过程中都能起到挡矸作用，支护巷道时，还可将其拆卸，方便进出和运输。
进一步，钻孔机构包括钻机固定架和钻机，钻机固定架可沿固定挡矸板滑动。
这样钻机可在留巷切顶支架上自由移动，更好的对顶板岩石进行钻孔、切顶。
进一步，第一中间支架、第二中间支架和留巷端头支架的顶梁上安装有橡胶块。
橡胶片可使顶梁与岩石顶板充分接触，缓和压力，保护顶板的完整性，起到更好的支撑效果。
进一步，留巷切顶支架的宽度为400～800mm。
这样留巷切顶支架向上支撑时，作用的面窄，可提高其对顶板的主动切应力，起到更好的切顶效果。
附图说明
图1为本实用新型实施例一种组合式切顶留巷支护装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例一种组合式切顶留巷支护装置的俯视结构示意图；
图3为本实用新型实施例一种组合式切顶留巷支护装置的侧视结构示意图；
图4为本实用新型实施例一种组合式切顶留巷支护装置的切顶布置示意图；
图5为本实用新型实施例一种组合式切顶留巷支护装置的留巷布置示意图；
附图中标记如下所示：送留巷切顶支架1、第一中间支架2、第二中间支架3、留巷端头支架4、底座5、液压支柱6、顶梁7、斜推拉千斤顶8、侧部挡矸板9、固定挡矸板10、活动当矸板11、挡矸密封板12、上板121、下板122、钻孔机构13、钻孔14、采空区15。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种组合式切顶留巷支护设备，包括留巷切顶支架1、第一中间支架2、第二中间支架3和留巷端头支架4，留巷切顶支架1、第一中间支架2、第二中间支架3和留巷端头支架4均为支撑掩护式，留巷切顶支架的宽度为400～800mm，本实施例留巷切顶支架的宽度为600mm，留巷切顶支架1、第一中间支架2、第二中间支架3和留巷端头支架4均由底座5、液压支柱6和顶梁7构成，留巷切顶支架1、第一中间支架2、第二中间支架3和留巷端头支架4的底座5之间连接有斜推拉千斤顶8，第一中间支架2、第二中间支架3和留巷端头支架4的顶部设有橡胶片，留巷切顶支架1采空区侧设有与顶梁7相连接的侧部挡矸板9及与底座5相连的固定挡矸板10，留巷切顶支架1的顶梁7另一侧设有连接至第一中间支架2的活动当矸板11，留巷切顶支架1和第一中间支架2之间设有挡矸密封板12，挡矸密封板12包括留巷切顶支架1顶梁7上螺栓连接的上板121和留巷切顶支架1底座5上螺栓连接的下板122。留巷切顶支架1的固定当矸板10上设有的钻孔机构13，钻孔机构13包括钻机固定架和钻机，钻机固定架可沿固定当矸板10滑动。
如图1所示，采用本技术方案进行常规支撑、支护巷道时，沿采空区15侧边缘布置留巷切顶支架1，该组合式装置的支护范围为距煤壁30米。用斜推拉千斤顶8展开第一中间支架2、第二中间支架3和留巷端头支架4，并控制液压支柱5使得第一中间支架2、第二中间支架3和留巷端头支架4上升，支架顶端的橡胶片与煤矿顶板充分接触，支撑形成巷道。当煤矿资源挖掘完毕需要前进时，上升留巷切顶支架1支撑顶板，移动留巷切顶支架1固定挡矸板10上的钻孔机构13，让钻机在顶板上开若干个钻孔14并在钻孔14内安装炸药。之后将该装置整体向前移动，下调第一中间支架2的液压支柱6，通过斜推拉千斤顶8将第一中间支架2移至第二中间支架3并上升支撑顶板，下调第二支架3，通过斜推拉千斤顶8移至留巷端头支架4并上升支撑顶板，下调留巷端头支架4并前移，然后上升支撑顶板，之后将留巷切顶支架1下调并移至第一中间支架2。将装置整体移到合适位置后，上升留巷切顶支架1支撑顶板，并用钻机在顶板上若干个钻孔14，在钻孔14装炸药，再将设备整体前移一小步，上升留巷切顶支架1，使得侧部当矸板9相对固定挡矸板10伸展开、挡矸密封板12的上板121和下板122充分错位展开，并布置活动挡矸板11，更好地拦截矸石、保护巷道。然后进行爆破，完成切顶。之后循环往复的操作、移动设备，开采煤矿资源。
本实用新型根据顶板的实际情况，有选择性的进行钻孔、爆破。顶板相对厚、坚固且不易断裂的，可进行钻孔爆破。顶板相对弱的，可通过留巷切顶支架1窄顶梁的高初撑力和顶板自身重力，完成切顶。
中间支架的数量及各支架的上支柱的数量不局限于视图所示，可根据实际情况进行适当的增减。
以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
技术特征：
1.一种组合式切顶留巷支护设备，其特征在于：包括留巷切顶支架(1)、第一中间支架(2)、第二中间支架(3)和留巷端头支架(4)，所述留巷切顶支架(1)、第一中间支架(2)、第二中间支架(3)和留巷端头支架(4)为支撑掩护式，所述留巷切顶支架(1)、第一中间支架(2)、第二中间支架(3)和留巷端头支架(4)包括底座(5)、液压支柱(6)和顶梁(7)，所述留巷切顶支架(1)、第一中间支架(2)、第二中间支架(3)和留巷端头支架(4)的底座(5)之间连接有斜推拉千斤顶(8)，所述留巷切顶支架(1)采空区(15)侧设有与顶梁(7)相连接的侧部挡矸板(9)及与底座(5)相连的固定挡矸板(10)，所述留巷切顶支架(1)的顶梁(7)另一侧设有连接至第一中间支架(2)的活动当矸板(11)，所述留巷切顶支架(1)和第一中间支架(2)之间设有挡矸密封板(12)，所述留巷切顶支架(1)的底座(5)上设有钻孔机构(13)。
2.根据权利要求1所述的一种组合式切顶留巷支护设备，其特征在于，所述挡矸密封板(12)由留巷切顶支架(1)顶梁(7)上螺栓连接的上板(121)和留巷切顶支架(1)底座(5)上螺栓连接的下板(122)错位构成。
3.根据权利要求1所述的一种组合式切顶留巷支护设备，其特征在于，所述钻孔机构(13)包括钻机固定架和钻机，所述钻机固定架可沿固定挡矸板(10)滑动。
4.根据权利要求1所述的一种组合式切顶留巷支护设备，其特征在于，所述第一中间支架(2)、第二中间支架(3)和留巷端头支架(4)的顶梁(7)上安装有橡胶片。
5.根据权利要求1所述的一种组合式切顶留巷支护设备，其特征在于，所述留巷切顶支架(1)宽度为400～800mm。
技术总结
本实用新型公开了一种组合式切顶留巷支护装置，涉及矿井支护设备相关技术领域。组合式切顶留巷支护设备，包括支撑掩护式的留巷切顶支架、第一中间支架、第二中间支架和留巷端头支架，各支架底座之间连接有斜推拉千斤顶，留巷切顶支架采空区侧设有侧部挡矸板和固定挡矸板，留巷切顶支架的顶梁连接有活动当矸板，留巷切顶支架和第一中间支架之间设有挡矸密封板，留巷切顶支架的底座上安装有钻孔机构。采用本实用新型方案能够满足人们对切顶留巷装置切顶和支护巷道作用相结合，功能全面，操作简便，切顶、支护安全稳定的需求。
技术研发人员：孙利辉;熊怀鑫;丁斌;彭世龙;宋家乐;贺庆丰;杨贤达;刘世伟
受保护的技术使用者：河北工程大学
技术研发日：2020.10.19
技术公布日：2021.08.13
声明：
“组合式切顶留巷支护设备” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：河北工程大学
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2024年05月24日 ~ 26日 
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