大跨度支柱装置和利用大跨度支柱装置的支护方法与流程

1.本发明涉及煤矿支护设备技术领域，具体地，涉及一种大跨度支柱装置和利用大跨度支柱装置的支护方法。


背景技术：

2.在煤矿井下立交未施工到位前，过皮带大巷目前采用的方法是使用单体液压支柱进行补强支护，确保掘进区队顺利通过立交，但皮带大巷因皮带制约无法进行全断面支护，导致巷道的支护存在安全隐患。
3.由此，如何在不影响皮带设置的前提下对巷道进行全断面支护成为了亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷及不足，提供一种大跨度支柱装置，该大跨度支柱装置包括底座和间隔设置在底座上的第一液压支柱及第二液压支柱，第一液压支柱竖直设置，第二液压支柱向上倾斜延伸，则第一液压支柱可支撑巷道的顶部侧边，倾斜设置的第二液压支柱可使其顶部对准巷道顶部的中间区域进行支撑，从而可以实现巷道的全断面支护，提高施工安全性，且整个支柱装置的底部位于巷道的一侧，不会侵占巷道的主干道，进而不会干涉诸如传输皮带等设备在巷道内的布置。
5.本发明的实施例还提出一种利用大跨度支柱装置的支护方法。
6.本发明是实施例的大跨度支柱装置包括：底座，所述底座具有间隔布置的第一支座和第二支座；支柱组件，所述支柱组件包括第一液压支柱和第二液压支柱，所述第一液压支柱安装在所述第一支座上并竖直设置，所述第二液压支柱安装在所述第二支座上并向上倾斜延伸。
7.本发明实施例的大跨度支柱装置，底座上设有间隔布置的第一液压支柱和第二液压支柱，第一液压支柱竖直设置，第二液压支柱向上倾斜延伸，由此，在应用于煤矿巷道支护时，大跨度支柱装置可设置在巷道的一侧，竖向设置的第一液压支柱可用于支撑巷道顶部的侧边，倾斜设置的第二液压支柱可使其顶部对准巷道顶部的中间区域进行支撑，从而可以实现巷道的全断面支护，提高施工安全性，且整个支柱装置的底部位于巷道的一侧，不会侵占巷道的主干道，进而不会干涉诸如传输皮带等设备在巷道内的布置。
8.在一些实施例中，所述底座为矩形结构，所述第一液压支柱和所述第二液压支柱在所述底座的长度方向上间隔布置。
9.在一些实施例中，所述第二液压支柱朝向远离所述第一液压支柱的方向倾斜延伸。
10.在一些实施例中，所述第二液压支柱朝向所述底座的宽度方向上的一侧倾斜延伸。
11.在一些实施例中，所述第二液压支柱与所述底座的连接处的夹角为a，则满足65
°a≤75
°
。
12.在一些实施例中，所述大跨度支柱装置还包括支撑杆，所述支撑杆竖向设置在所述底座上并位于所述第二液压支柱的倾斜侧，所述支撑杆的上端与所述第二液压支柱的底部缸体连接；和/或，所述第一液压支柱的底部缸体和所述第二液压支柱的底部缸体之间设有拉杆。
13.在一些实施例中，所述第一液压支柱和/或所述第二液压支柱为间隔布置的多个。
14.在一些实施例中，所述第二液压支柱的截面积沿远离所述底座的方向逐渐减小。
15.在一些实施例中，所述第一支座包括第一环形护板，所述第一环形护板连接在所述底座的上方，所述第一液压支柱的下端配合在所述第一环形护板内并与所述底座及所述环形护板连接；和/或，所述第二支座包括第二环形护板，所述第二环形护板连接在所述底座的上方，所述第二液压支柱的下端配合在所述第二环形护板内并与所述底座及所述第二环形护板连接。
16.本发明实施例的利用大跨度支柱装置的支护方法，所述大跨度支柱装置为上述实施例所述的大跨度支柱装置，所述支护方法包括：将大跨度支柱装置设置在煤矿巷道的宽度方向上的两侧，并使第二液压支柱朝向所述煤款巷道的中间倾斜；调整第一液压支柱的支撑高度以支撑所述煤矿巷道的顶部侧边位置，调整所述第二液压支柱的支撑高度以支撑所述煤矿巷道的顶部中间位置；沿所述煤矿巷道的长度方向依次铺设多个所述大跨度支撑装置。
17.本发明实施例的利用大跨度支柱装置的支护方法，能够实现对巷道的全断面支护，且不会侵占巷道主干道的空间，进而不会干涉诸如传输皮带等设备的设置，且由于大跨度支柱装置具有多个液压支柱，单次铺设大跨度支柱装置即可完成多点支撑，整体施工效率高。
附图说明
18.图1是根据本发明实施例的大跨度支柱装置的结构示意图。
19.底座1，第一支座11，第二支座12，第一液压支柱2，第二液压支柱3，拉杆4，传输皮带5。
具体实施方式
20.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
21.如图1所示，本发明实施例的大跨度支柱装置包括底座1和支柱组件。
22.具体地，如图1所示，底座1具有间隔布置的第一支座11和第二支座12，支柱组件包括第一液压支柱2和第二液压支柱3，第一液压支柱2安装在第一支座11上并竖直设置，第二液压支柱3安装在第二支座12上并向上倾斜延伸。
23.可以理解的是，在巷道掘进前期，为运输挖掘产生的泥土、石块等，需要在巷道的主干道设置诸如传输皮带5等设备，为了避让传输皮带5，支柱只能设置在巷道的侧边位置，而由于巷道的中间位置不能设置支柱，则传统支护时仅能对巷道顶部的侧边进行支撑，而本技术的大跨度支柱装置布置在巷道的一侧后，第一液压支柱2可用做传统支柱来支撑巷
道顶部的侧边，第二液压支柱3的底部与传统的支柱一样位于巷道的一侧，杆体部分可以朝向巷道中间位置倾斜从而使其顶部对准巷道顶部的中间区域进行支撑，进而能够配合第一液压支柱2实现全断面支护，且两种支柱的底部均位于巷道的一侧，不会干涉巷道的主干道，进而不会干涉传输皮带5的设置。
24.需要说明的是，第二液压支柱3的倾斜方向可根据需求自由设置，只要能够满足大跨度支柱装置设置在巷道的一侧后，第二液压支柱3的顶部能够对准巷道顶部的中间位置即可。
25.本发明实施例的大跨度支柱装置，底座1上设有间隔布置的第一液压支柱2和第二液压支柱3，第一液压支柱2竖直设置，第二液压支柱3向上倾斜延伸，由此，在应用于煤矿巷道支护时，大跨度支柱装置可设置在巷道的一侧，竖向设置的第一液压支柱2可用于支撑巷道顶部的侧边，倾斜设置的第二液压支柱3可使其顶部对准巷道顶部的中间区域进行支撑，从而可以实现巷道的全断面支护，提高施工安全性，且整个支柱装置的底部位于巷道的一侧，不会侵占巷道的主干道，进而不会干涉诸如传输皮带5等设备在巷道内的布置。
26.另外，需要说明的是，传统的支柱大多为单体支柱，在支护时需要大量施工，增加了施工难度，降低了施工效率，而本技术的大跨度支柱装置同时具有第一液压支柱2和第二液压支柱3，一次施工即可对巷道顶部提供多个支撑点，可提高施工效率，且与传统的单体支柱相比，本技术的两个支柱只需要设置一个底座1即可，进一步降低了生产成本。
27.优选地，如图1所示，底座1为矩形结构，第一液压支柱2和第二液压支柱3在底座1的长度方向上间隔布置。由此，本技术的大跨度支柱装置在实际应用时，可沿巷道的延伸方向紧密铺设，便于实现高密度支撑，提高支护可靠性。
28.进一步地，第二液压支柱3的倾斜方向可根据支柱需求而定，如果巷道需要高密度支护，则可设置第二液压支柱3朝向远离第一液压支柱2的方向倾斜延伸。由此，本技术的大跨度支柱装置在施工时，底座1的长度方向垂直于巷道的延伸方向，第一液压支柱2位于第二液压支柱3的外侧，第二液压支柱3相对靠近巷道，则每间隔一个底座1的宽度尺寸即可布置一个大跨度支柱装置，可大幅提高支撑密度。
29.可选地，如图巷道对支撑密度要求较小，则可设置第二液压支柱3朝向底座1的宽度方向上的一侧倾斜延伸。由此，本技术的大跨度支柱装置在施工时，底座1的长度方向平行于巷道的延伸方向，第一液压支柱2和第二液压支柱3并列排布在巷道的一侧，则每间隔一个底座1的长度尺寸可布置一个大跨度支柱装置，满足支护需求的同时，可减少大跨度支柱装置的投入数量，节省成本。
30.可选地，如图1所示，第二液压支柱3与底座1的连接处的夹角为a，则满足65
°
≤a≤75
°
。需要说明的是，第二液压支柱3的倾角设置既需要考虑其顶部的支撑位置，也需要考虑杆体载重在竖直方向上的分力，以保证杆体不会倾倒。例如，若a过小，则杆体载重在竖直方向上的分力过大，容易导致杆体倾倒、折断，而a过大的话，第二液压支柱3的倾斜量较小，为满足其顶部能够支撑巷道顶部的中间位置，大跨度支柱装置的铺设位置需朝向巷道的中间靠近，容易侵占巷道的主干道，干涉传输皮带5的布置。而本技术的发明人经试验得出，在常规巷道内应用时，第二液压支柱3的倾斜角度位于65
°
至75
°
之间时，大跨度支柱装置只需要设置在巷道的侧边即可实现对巷道顶部的中间位置进行支撑，且杆体在竖直方向上的分力较小，不会出现载重过大而导致第二液压支柱3倾倒、折断的问题。
31.优选地，a为72
°
。
32.可选地，大跨度支柱装置还包括支撑杆，支撑杆竖向设置在底座1上并位于第二液压支柱3的倾斜侧，支撑杆的上端与第二液压支柱3的底部缸体连接。由此，支撑杆可对第一液压支柱2的倾斜侧进行支撑，提高其载重能力，保证支护的可靠性和安全性。
33.可选地，如图1所示，第一液压支柱2的底部缸体和第二液压支柱3的底部缸体之间设有拉杆4。由此，拉杆4可为第二液压支柱3提供一个辅助拉力，避免第二液压支柱3载重过大导致杆体倾倒。
34.在一些实施例中，如图1所示，第一液压支柱2和/或第二液压支柱3为间隔布置的多个。例如，底板上可布局多个第一液压支柱2和一个第二液压支柱3，也可布局多个第二液压支柱3和一个第一液压支柱2，还可以同时布局多个第一液压支柱2和多个第二液压支柱3，具体可根支护需求而定。
35.优选地，第二液压支柱3的截面积沿远离底座1的方向逐渐减小。由此，第二液压支柱3的头部较轻，有利于降低重心，杆体不易倾倒，支护可靠性高。
36.可选地，第一支座11包括第一环形护板，第一环形护板连接在底座1的上方，第一液压支柱2的下端配合在第一环形护板内并与底座1及环形护板连接，第二支座12包括第二环形护板，第二环形护板连接在底座1的上方，第二液压支柱3的下端配合在第二环形护板内并与底座1及第二环形护板连接。由此，环形护板可保护支柱与底座1的连接结构，避免连接结构受外部撞击崩坏，提高大跨度支柱装置的使用寿命。
37.本发明实施例的利用大跨度支柱装置的支护方法，大跨度支柱装置为上述实施例的大跨度支柱装置，支护方法包括：先将大跨度支柱装置设置在煤矿巷道的宽度方向上的两侧，并使第二液压支柱3朝向煤款巷道的中间倾斜，再调整第一液压支柱2的支撑高度以支撑煤矿巷道的顶部侧边位置，调整第二液压支柱3的支撑高度以支撑煤矿巷道的顶部中间位置，最后按上述方式沿煤矿巷道的长度方向依次铺设多个大跨度支撑装置。
38.本发明实施例的利用大跨度支柱装置的支护方法，能够实现对巷道的全断面支护，且不会侵占巷道主干道的空间，进而不会干涉诸如传输皮带5等设备的设置，且由于大跨度支柱装置具有多个液压支柱，单次铺设大跨度支柱装置即可完成多点支撑，整体施工效率高。
39.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
40.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
41.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以
是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
43.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
44.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种大跨度支柱装置，其特征在于，包括：底座，所述底座具有间隔布置的第一支座和第二支座；支柱组件，所述支柱组件包括第一液压支柱和第二液压支柱，所述第一液压支柱安装在所述第一支座上并竖直设置，所述第二液压支柱安装在所述第二支座上并向上倾斜延伸。2.根据权利要求1所述的大跨度支柱装置，其特征在于，所述底座为矩形结构，所述第一液压支柱和所述第二液压支柱在所述底座的长度方向上间隔布置。3.根据权利要求2所述的大跨度支柱装置，其特征在于，所述第二液压支柱朝向远离所述第一液压支柱的方向倾斜延伸。4.根据权利要求2所述的大跨度支柱装置，其特征在于，所述第二液压支柱朝向所述底座的宽度方向上的一侧倾斜延伸。5.根据权利要求1所述的大跨度支柱装置，其特征在于，所述第二液压支柱与所述底座的连接处的夹角为a，则满足65
°
a≤75
°
。6.根据权利要求1所述的大跨度支柱装置，其特征在于，还包括支撑杆，所述支撑杆竖向设置在所述底座上并位于所述第二液压支柱的倾斜侧，所述支撑杆的上端与所述第二液压支柱的底部缸体连接；和/或，所述第一液压支柱的底部缸体和所述第二液压支柱的底部缸体之间设有拉杆。7.根据权利要求1所述的大跨度支柱装置，其特征在于，所述第一液压支柱和/或所述第二液压支柱为间隔布置的多个。8.根据权利要求1所述的大跨度支柱装置，其特征在于，所述第二液压支柱的截面积沿远离所述底座的方向逐渐减小。9.根据权利要求1所述的大跨度支柱装置，其特征在于，所述第一支座包括第一环形护板，所述第一环形护板连接在所述底座的上方，所述第一液压支柱的下端配合在所述第一环形护板内并与所述底座及所述环形护板连接；和/或，所述第二支座包括第二环形护板，所述第二环形护板连接在所述底座的上方，所述第二液压支柱的下端配合在所述第二环形护板内并与所述底座及所述第二环形护板连接。10.一种利用大跨度支柱装置的支护方法，其特征在于，所述大跨度支柱装置为根据权利要求1-9中任一项所述的大跨度支柱装置，所述支护方法包括：将大跨度支柱装置设置在煤矿巷道的宽度方向上的两侧，并使第二液压支柱朝向所述煤款巷道的中间倾斜；调整第一液压支柱的支撑高度以支撑所述煤矿巷道的顶部侧边位置，调整所述第二液压支柱的支撑高度以支撑所述煤矿巷道的顶部中间位置；沿所述煤矿巷道的长度方向依次铺设多个所述大跨度支撑装置。

技术总结
本发明公开了一种大跨度支柱装置和利用大跨度支柱装置的支护方法，所述大跨度支柱装置包括底座和支柱组件，底座具有间隔布置的第一支座和第二支座，支柱组件包括第一液压支柱和第二液压支柱，第一液压支柱安装在第一支座上并竖直设置，第二液压支柱安装在第二支座上并向上倾斜延伸。本发明的大跨度支柱装置可利用第一液压支柱支撑巷道顶部的侧边，利用第二液压支柱的倾斜设置支撑巷道顶部的中间位置，从而能够实现巷道的全断面支护，提高施工安全性，又不会侵占巷道的主干道，进而不会干涉诸如传输皮带等设备在巷道内的布置。如传输皮带等设备在巷道内的布置。如传输皮带等设备在巷道内的布置。


技术研发人员：周补 宋永明 王利峰 王根平 李建华 乔锁军 刘鑫 牛耀 岑伟伟 刘永利
受保护的技术使用者：内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司
技术研发日：2023.07.14
技术公布日：2023/9/9