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专利号: 2015109397143
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2023-12-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种无煤柱断顶成巷的柔帘密封方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤一,在预采的采煤工作面的两侧分别掘进顺槽巷道,待顺槽巷道开掘完毕,布置采煤工作面;

步骤二,采煤工作面开采前,在顺槽巷道顶板上安装预应力锚索,在煤壁和顺槽巷道的顶板上安装锚网,在煤壁和顺槽巷道的顶板上安装用于固定锚网的预应力锚杆,预先加固顺槽巷道顶板和煤壁;

步骤三,随着采煤工作面的推进,超前定向爆破直接顶;

步骤四,预先置平顺槽巷道的顶板;

步骤五,待上一采煤工作面推过后,直接顶沉降至底成巷帮墙体后,安装柔帘密封装置;

步骤六,待下一采煤工作面推过后,撤出上述的柔帘密封装置,供下一条顺槽巷道使用。

2.根据权利要求1所述的一种无煤柱断顶成巷的柔帘密封方法,其特征在于,所述步骤二中,锚杆使用的预应力锚杆,锚索使用的是预应力锚索,锚杆的数量根据顶板岩性、破碎程度取值,锚索的数量均根据公式 求得,其中,n为锚索的数量,N锚每根锚索所能承受的重量,h直为直接顶厚度,l1为切顶后直接顶宽度,l2为切顶后直接顶长度,ρ直为直接顶密度,所述锚索的长度大于直接顶的厚度,锚索的底端与顺槽巷道的顶板相连,锚索的顶端设置在基本顶的岩梁内。

3.根据权利要求1所述的一种无煤柱断顶成巷的柔帘密封方法,其特征在于,所述步骤三中,采煤工作面在开采前,沿首采工作面的煤壁一侧打爆破钻孔,并安装炸药,进行直接顶的定向爆破预裂切缝,所述爆破钻孔的数量及间距依据直接顶的岩性和厚度确定,爆破钻孔的深度为直接顶的厚度;同时,在靠近顺槽巷道顶板的裂缝处架设一排单体液压支柱。

4.根据权利要求1所述的一种无煤柱断顶成巷的柔帘密封方法,其特征在于,所述步骤四中,沿平行于切缝线的方向预先置平顺槽巷道顶板,置平区域的宽度为30cm,置平区域距离且风险20cm;顺槽巷道顶板上凸起的地方需要凿岩,凹陷的地方预先喷浆,使顺槽巷道顶板尽量平整,顺槽巷道顶板的整体粗糙度不大于5cm。

5.根据权利要求1所述的一种无煤柱断顶成巷的柔帘密封方法,其特征在于,所述步骤五中,随着采煤工作面的推进,在周期来压作用下,采空区的顶板下落,爆破预切的直接顶的顶板沿预切缝沉降至顺槽巷道外底板,此时开始安装柔帘密封装置,该柔帘密封装置包括在沿空留巷时对顺槽巷道进行密封的密封机构、为密封机构提供支撑力的支撑机构以及带动密封机构、支撑机构沿顺槽巷道高度方向做升降运动的升降机构,密封机构包括柔性帘布,支撑机构包括支撑架及设置在支撑架上方的支撑块,柔性帘布的顶端围包在支撑块上并与顺槽巷道顶板贴合接触,柔性帘布的底端与顺槽巷道底板贴合接触,升降机构包括升降支架,升降支架设置在支撑架的下方并与支撑架相连,所述升降支架包括底座和顶架,底座和顶架之间设置有两组叠放的内外叉杆架,所述升降支架还包括能够带动内、外叉杆架做升降运动的顶升液压缸;两组所述内外叉杆架均包括内叉杆架和外叉杆架,两组内外叉杆架中位于下方的内叉杆架包括两根相互平行的第一叉杆,两根第一叉杆的底端通过第一同步杆相连,两根第一叉杆的顶端通过第二同步杆相连,且两根第一叉杆的底端均与底座转动连接;两组内外叉杆架中位于下方的外叉杆架包括两根相互平行的第二叉杆,两根第二叉杆的底端通过第三同步杆相连,两根第二叉杆的顶端通过第四同步杆相连,且两根第二叉杆的底端与底座之间为动连接;两组内外叉杆架中位于上方的内叉杆架包括两根相互平行的第三叉杆,两根第三叉杆的底端通过第五同步杆相连,两根第三叉杆的顶端通过第六同步杆相连,两根第三叉杆的底端与对应的两根第二叉杆的顶端通过销轴相互铰接,且两根第三叉杆的顶端与顶架之间为动连接;两组内外叉杆架中位于上方的外叉杆架包括两根相互平行的第四叉杆,两根第四叉杆的底端通过第七同步杆相连,两根第四叉杆的顶端通过第八同步杆相连,两根第四叉杆的底端与对应的两根第一叉杆的顶端通过销轴相互铰接,且两根第四叉杆的顶端与顶架转动连接;两组内外叉杆架中位于下方的内叉杆架和外叉杆架的中部通过销轴相互铰接,两组内外叉杆架中位于上方的内叉杆架和外叉杆架的中部通过销轴相互铰接;所述顶升液压缸的底端通过定位座安装在第三同步杆上,顶升液压缸的底端与定位座转动连接,顶升液压缸内的活塞杆的顶端通过传动座与第五同步杆相连,传动座包括设置在第五同步杆上的传动板,顶升液压缸内的活塞杆的顶端与传动板转动连接;所述底座的顶端面的两侧分别设置有供两根第二叉杆滑动的下导轨,两根第二叉杆的底端的相向外侧分别固连有下滑杆,下滑杆放置在下导轨内并能够沿下导轨滑动;所述顶架的底端面的两侧分别设置有供两根第三叉杆滑动的上导轨,两根第三叉杆的顶端的相向外侧分别固连有上滑杆,上滑杆放置在上导轨内并能够沿上导轨滑动;所述柔帘密封装置还包括行走机构,行走机构包括多个设置在底座下方的行走轮,所述底座的一侧设置有两根相互平行的稳衡杆,稳衡杆的一端与底座固连、另一端设置有垂直于顺槽巷道底板的定位套筒,定位套筒内配置有定位钢钉;所述支撑架呈长方体框架结构,支撑架包括底框、顶框及用于连接顶、底框的四根相互平行的楞柱,所述顶架的顶端两侧设置有能够容纳底框的两根长边的第一凹槽,底框的两根长边的长度不小于凹槽的长度,各楞柱的底端均设置有第一限位凸块;所述支撑架的上方设置有托架,托架位于支撑架与支撑块之间,托架呈长方体框架结构,托架内设置有凹台,支撑块放置在凹台内,所述顶框的顶端两侧设置有能够容纳托架的两根长边的第二凹槽,托架的底端面上设置有若干个第二限位凸块,其中,四个第二限位凸块为一组配合形成能够对顶框进行限位的限位槽;所述凹台内均布有若干根相互平行的钢条,托架远离柔性帘布的一侧沿托架的长度方向设置有若干个用于钩挂柔性帘布的挂钩,柔性帘布的上部绕过支撑块后挂固于托架的挂钩上;密封机构、支撑机构、升降机构均设置有多组,相邻两个密封机构的两条柔性帘布之间通过万能粘贴扣连接,各万能粘贴扣分别设置在柔性帘布的左端和右端。

6.根据权利要求5所述的一种无煤柱断顶成巷的柔帘密封方法,其特征在于,所述柔帘密封装置的安装主要包括以下步骤:

步骤1,自下而上依次安装行走机构、升降机构、支撑机构及密封机构,其中,升降机构中的顶升液压缸处于初始状态,即顶升液压缸的活塞杆处于未伸长的状态;移动装配完成的行走机构、升降机构、支撑机构及密封机构,使柔性帘布的长度方向平行于顺槽巷道的长度方向,并处于顺槽巷道顶板预先置平区域的正下方,然后将定位钢钉夯入顺槽巷道底板;

步骤2,将柔性帘布从上方包绕住支撑块,并将柔性帘布挂固在托架的挂钩上;

步骤3,向顶升液压缸内注入乳化液,使升降机构顶推支撑机构,支撑块上覆的柔性帘布紧贴顺槽巷道顶板;

步骤4,将矸石装袋,矸石袋压住柔性帘布的底部,使柔性帘布的底端与顺槽巷道底板紧贴;

步骤5,重复步骤1至步骤4,沿顺槽巷道长度方向依次安装下一组密封机构及与其对应的支撑机构、升降机构、行走机构,相邻两柔性帘布之间通过万能粘贴扣衔接。

7.根据权利要求6所述的一种无煤柱断顶成巷的柔帘密封方法,其特征在于,所述步骤

5中,各组密封机构及与其对应的支撑机构、升降机构、行走机构安装完成后,使各所述柔性帘布沿与顺槽巷道竖直方向呈20°~30°下垂布置,且柔性帘布的倾斜方向朝向顺槽巷道外侧。

8.根据权利要求5至7任一项权利要求所述的一种无煤柱断顶成巷的柔帘密封方法,其特征在于,所述支撑块为柔性块体,支撑块由树脂阻燃材料制成。

9.根据权利要求5至7任一项权利要求所述的一种无煤柱断顶成巷的柔帘密封方法,其特征在于,所述柔性帘布由阻燃材料制成。