一种断层构造带强膨胀性软岩的联合支护装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及煤矿巷道支护技术领域，具体而言，涉及一种断层构造带强膨胀性软岩的联合支护装置及其使用方法。


背景技术：

2.煤矿巷道的断层构造带强膨胀性软岩的巷道其所受冲击地压较为频繁，而且巷道壁容易起鼓脱落，因此对于这部分巷道的支护需要采用特殊的技术手段。目前主要是采用锚索、锚杆等进行注浆加固，然后铺锚网，对于需要重点监测的则采用定期巡视、安装传感器的方式探测巷道的起鼓、所受冲击地压。但是井下对于用电安全要求严格，而且采用传感器探测的方式成本高，只是适用于前期支护研究及重点支护段。
3.由于断层构造带强膨胀性软岩层的特点，这部分巷道又需要及时观测其支护的变化，从而为后续的安全警示、加固支护提供基础，鉴于井下使用需要便宜、皮实耐用、稳定支护的要求，申请人提出了一种断层构造带强膨胀性软岩的联合支护装置，以满足上述需求。


技术实现要素：

4.为了弥补以上不足，本发明提供了一种断层构造带强膨胀性软岩的联合支护装置及其使用方法，旨在改善目前主要是采用锚索、锚杆等进行注浆加固，然后铺锚网，对于需要重点监测的则采用定期巡视、安装传感器的方式探测巷道的起鼓、所受冲击地压。但是井下对于用电安全要求严格，而且采用传感器探测的方式成本高，只是适用于前期支护研究及重点支护段的问题。
5.本发明实施例提供了一种断层构造带强膨胀性软岩的联合支护装置，包括多个支撑柱以及多个所述支撑柱上连接有弧形拱梁，所述弧形拱梁上设置有弧形滑槽，所述弧形滑槽内卡合连接有卡块组件，所述卡块组件上固定有支撑杆，所述支撑杆上固定安装有若干个锚固件，所述锚固件上卡合固定有锚杆，所述锚杆上插装有锚网；
6.所述支撑杆上固定有移位检测机构，所述移位检测机构上设置有底座，所述底座上滑动连接有伸缩杆，所述伸缩杆上安装有检测组件，所述检测组件与所述底座之间连接有弹性组件，所述底座的下表面上安装有指示块，所述伸缩杆的表面上磁性连接有刻度板。
7.在上述实现过程中，支撑柱方便与弧形拱梁进行连接，能够将弧形拱梁上方的固定的锚网抵紧在断层构造带强膨胀性软岩的巷道上壁上，设置的弧形滑槽方便调节卡块组件的位置，可根据巷道的宽度进行调整，提高适用性，卡块组件上安装的支撑杆方便对若干个锚固件进行固定，使得锚固件上固定的锚杆插入到将断层构造带强膨胀性软岩内，使得锚网较为牢固的抵紧在巷道的上壁，装置成本低、皮实耐用、稳定支护的要求，支撑杆方便对移位检测机构进行安装，移位检测机构的伸缩杆能够调整检测的高度，适用不同高度的巷道，弹性组件带动检测组件抵紧在锚网的下表面上，巷道的起鼓或所受冲击地压时，伸缩杆向下移动，带动刻度板进行位移，通过底座上安装的指示块在刻度板上的指向，方便观察巷道移动位置的高度，判断巷道是否隆起，从而为后续的加强支护、巷道顶板脱落预警提供
基础。
8.在一种具体的实施方案中，所述弧形拱梁的一侧设置有抵止块，且卡合安装有固定块，所述支撑杆的一侧抵止在所述抵止块上，且与所述固定块相连接。
9.在上述实现过程中，支撑杆的一侧抵止在抵止块上时，通过固定块方便支撑杆牢牢固定在弧形拱梁上，也提高了支撑杆安装的便捷性。
10.在一种具体的实施方案中，所述卡块组件包括滑动块和两个锁紧螺钉，所述滑动块卡合滑动在所述弧形滑槽内，且与所述锁紧螺钉螺纹连接，所述锁紧螺钉的端部抵紧在所述弧形滑槽上，所述支撑杆插装在所述滑动块上。
11.在上述实现过程中，滑动块卡合滑动在弧形滑槽中，在滑动的过程中方便调整支撑杆的位置，可根据巷道的宽度进行调整，通过锁紧螺钉方便将滑动块牢牢固定在弧形拱梁上。
12.在一种具体的实施方案中，所述锚固件包括卡块、固定块、螺栓和第一螺母，所述卡块与所述固定块卡合在所述支撑杆上，所述螺栓插装在所述固定块上，且端部与所述卡块螺纹连接，所述锚杆的下端螺纹在所述卡块上，且与所述第一螺母螺纹连接。
13.在上述实现过程中，卡块、固定块、螺栓和第一螺母的配合，方便将锚杆牢牢固定在支撑杆上，提高锚杆安装的稳固性。
14.在一种具体的实施方案中，所述锚杆上插装有定位插片，且螺纹连接有第二螺母，所述第二螺母的端部抵止在所述定位插片的一侧表面上，所述锚网的表面抵止在所述定位插片的另一侧表面上。
15.在上述实现过程中，第二螺母在锚杆上螺纹连接，可方便调整定位插片的使用位置方便对锚网的安装位置进行调整。
16.在一种具体的实施方案中，所述底座的一侧焊接有箍环，所述箍环与所述底座之间焊接有两个对称的三角肋板。
17.在上述实现过程中，通过箍环方便底座安装在支撑杆上，通过三角肋板有利于提高箍环与底座之间的牢固性。
18.在一种具体的实施方案中，所述伸缩杆包括空心柱和调节杆，所述空心柱插装在所述底座上，且与所述调节杆螺纹连接。
19.在上述实现过程中，调节杆在空心柱内螺纹连接，方便调整之间的高度，提高使用范围。
20.在一种具体的实施方案中，所述检测组件包括铰接块和检测轮，所述铰接块螺纹连接在所述调节杆上，且与所述检测轮相铰接，所述检测轮抵止在所述锚网的表面上。
21.在上述实现过程中，检测轮铰接在铰接块内，方便转动，检测轮与巷道顶部的锚网下表面接触，锚网发生形变时，带动检测轮向下移动，可方便判断巷道的状况。
22.在一种具体的实施方案中，所述弹性组件包括两个安装片和一个弹簧，两个所述安装片分别安装在所述底座与所述铰接块的表面上，所述弹簧套装在所述伸缩杆上，且两端分别连接在两个所述安装片上。
23.在上述实现过程中，两个安装片安装在底座与铰接块上时，通过弹簧的作用力，带动伸缩杆上安装的检测组件抵止在锚网的下表面上。
24.一种断层构造带强膨胀性软岩的联合支护装置的使用方法，包括以下具体步骤：
25.步骤一、将多个支撑柱分别与若个弧形拱梁固定连接，多个卡块组件卡合在弧形拱梁上的弧形滑槽内，并调节多个卡块组件之间的位置；
26.步骤二、支撑杆固定在卡块组件上，再将锚杆固定在锚固件上，锚网插装在锚杆上，锚固件安装在支撑杆上，将锚杆插装在断层构造带强膨胀性软岩上，锚网的表面抵紧在断层构造带强膨胀性软岩上；
27.步骤三、将多个移位检测机构的底座等距固定在支撑杆上，伸缩杆插装在底座上，通过弹性组件对伸缩杆上安装的检测组件进行支撑，使得检测组件抵止在锚网的下表面上，伸缩杆上磁性连接的刻度板与指示块配合，观察伸缩杆移动的位置，判断巷道是否隆起，从而为后续的加强支护、巷道顶板脱落预警提供基础。
28.与现有技术相比，本发明的有益效果：
29.该断层构造带强膨胀性软岩的联合支护装置中，支撑柱方便与弧形拱梁进行连接，能够将弧形拱梁上方的固定的锚网抵紧在断层构造带强膨胀性软岩的巷道上壁上，设置的弧形滑槽方便调节卡块组件的位置，可根据巷道的宽度进行调整，提高适用性，卡块组件上安装的支撑杆方便对若干个锚固件进行固定，使得锚固件上固定的锚杆插入到将断层构造带强膨胀性软岩内，使得锚网较为牢固的抵紧在巷道的上壁，装置成本低、皮实耐用、稳定支护的要求，支撑杆方便对移位检测机构进行安装，移位检测机构的伸缩杆能够调整检测的高度，适用不同高度的巷道，弹性组件带动检测组件抵紧在锚网的下表面上，巷道的起鼓或所受冲击地压时，伸缩杆向下移动，带动刻度板进行位移，通过底座上安装的指示块在刻度板上的指向，方便观察巷道移动位置的高度，判断巷道是否隆起，从而为后续的加强支护、巷道顶板脱落预警提供基础。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
31.图1是本发明实施方式提供的结构示意图之一；
32.图2为本发明实施方式提供的结构示意图之二；
33.图3为本发明实施方式提供的弧形拱梁结构示意图；
34.图4为本发明实施方式提供的锚固件结构示意图；
35.图5为本发明实施方式提供的移位检测机构结构示意图之一；
36.图6为本发明实施方式提供的移位检测机构结构示意图之二。
37.图中：1、支撑柱；2、弧形拱梁；3、卡块组件；31、滑动块；32、锁紧螺钉；4、锚固件；41、卡块；42、固定块；43、螺栓；44、第一螺母；5、锚杆；6、锚网；7、移位检测机构；8、底座；81、箍环；82、三角肋板；9、伸缩杆；91、空心柱；92、调节杆；10、检测组件；101、铰接块；102、检测轮；11、弹性组件；111、安装片；112、弹簧；12、指示块；13、刻度板；14、抵止块；15、固定块；16、弧形滑槽；17、支撑杆；18、第二螺母；19、定位插片。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。
39.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
40.请参阅图1-图6，本发明提供一种断层构造带强膨胀性软岩的联合支护装置，包括多个支撑柱1以及多个支撑柱1上连接有弧形拱梁2，弧形拱梁2上设置有弧形滑槽16，弧形滑槽16内卡合连接有卡块组件3，卡块组件3包括滑动块31和两个锁紧螺钉32，滑动块31卡合滑动在弧形滑槽16内，且与锁紧螺钉32螺纹连接，锁紧螺钉32的端部抵紧在弧形滑槽16上，支撑杆17插装在滑动块31上，滑动块31卡合滑动在弧形滑槽16中，在滑动的过程中方便调整支撑杆17的位置，可根据巷道的宽度进行调整，通过锁紧螺钉32方便将滑动块31牢牢固定在弧形拱梁2上，卡块组件3上固定有支撑杆17，支撑杆17上固定安装有若干个锚固件4，锚固件4包括卡块41、固定块42、螺栓43和第一螺母44，卡块41与固定块42卡合在支撑杆17上，螺栓43插装在固定块42上，且端部与卡块41螺纹连接，锚杆5的下端螺纹在卡块41上，且与第一螺母44螺纹连接，卡块41、固定块42、螺栓43和第一螺母44的配合，方便将锚杆5牢牢固定在支撑杆17上，提高锚杆5安装的稳固性，锚固件4上卡合固定有锚杆5，锚杆5上插装有锚网6；
41.支撑杆17上固定有移位检测机构7，移位检测机构7上设置有底座8，底座8上滑动连接有伸缩杆9，伸缩杆9包括空心柱91和调节杆92，空心柱91插装在底座8上，且与调节杆92螺纹连接，调节杆92在空心柱91内螺纹连接，方便调整之间的高度，提高使用范围，伸缩杆9上安装有检测组件10，检测组件10包括铰接块101和检测轮102，铰接块101螺纹连接在调节杆92上，且与检测轮102相铰接，检测轮102抵止在锚网6的表面上，检测轮102铰接在铰接块101内，方便转动，检测轮102与巷道顶部的锚网6下表面接触，锚网6发生形变时，带动检测轮102向下移动，可方便判断巷道的状况，检测组件10与底座8之间连接有弹性组件11，弹性组件11包括两个安装片111和一个弹簧112，两个安装片111分别安装在底座8与铰接块101的表面上，弹簧112套装在伸缩杆9上，且两端分别连接在两个安装片111上，两个安装片111安装在底座8与铰接块101上时，通过弹簧112的作用力，带动伸缩杆9上安装的检测组件10抵止在锚网6的下表面上，底座8的下表面上安装有指示块12，伸缩杆9的表面上磁性连接有刻度板13。
42.具体的，弧形拱梁2的一侧设置有抵止块14，且卡合安装有固定块15，支撑杆17的一侧抵止在抵止块14上，且与固定块15相连接，支撑杆17的一侧抵止在抵止块14上时，通过固定块15方便支撑杆17牢牢固定在弧形拱梁2上，也提高了支撑杆17安装的便捷性。
43.在一种具体的实施方案中，锚杆5上插装有定位插片19，且螺纹连接有第二螺母18，第二螺母18的端部抵止在定位插片19的一侧表面上，锚网6的表面抵止在定位插片19的另一侧表面上，第二螺母18在锚杆5上螺纹连接，可方便调整定位插片19的使用位置方便对锚网6的安装位置进行调整。
44.在具体设置时，底座8的一侧焊接有箍环81，箍环81与底座8之间焊接有两个对称
的三角肋板82，通过箍环81方便底座8安装在支撑杆17上，通过三角肋板82有利于提高箍环81与底座8之间的牢固性。
45.一种断层构造带强膨胀性软岩的联合支护装置的使用方法，包括以下具体步骤：
46.步骤一、将多个支撑柱1分别与若个弧形拱梁2固定连接，多个卡块组件3卡合在弧形拱梁2上的弧形滑槽16内，并调节多个卡块组件3之间的位置；
47.步骤二、支撑杆17固定在卡块组件3上，再将锚杆5固定在锚固件4上，锚网6插装在锚杆5上，锚固件4安装在支撑杆17上，将锚杆5插装在断层构造带强膨胀性软岩上，锚网6的表面抵紧在断层构造带强膨胀性软岩上；
48.步骤三、将多个移位检测机构7的底座8等距固定在支撑杆17上，伸缩杆9插装在底座8上，通过弹性组件11对伸缩杆9上安装的检测组件10进行支撑，使得检测组件10抵止在锚网6的下表面上，伸缩杆9上磁性连接的刻度板13与指示块12配合，观察伸缩杆9移动的位置，判断巷道是否隆起，从而为后续的加强支护、巷道顶板脱落预警提供基础。
49.该断层构造带强膨胀性软岩的联合支护装置的工作原理：
50.步骤一、将多个支撑柱1分别与若个弧形拱梁2固定连接，多个卡块组件3卡合在弧形拱梁2上的弧形滑槽16内，并调节多个卡块组件3之间的位置；
51.步骤二、支撑杆17固定在卡块组件3上，再将锚杆5固定在锚固件4上，锚网6插装在锚杆5上，锚固件4安装在支撑杆17上，将锚杆5插装在断层构造带强膨胀性软岩上，锚网6的表面抵紧在断层构造带强膨胀性软岩上；
52.步骤三、将多个移位检测机构7的底座8等距固定在支撑杆17上，伸缩杆9插装在底座8上，通过弹性组件11对伸缩杆9上安装的检测组件10进行支撑，使得检测组件10抵止在锚网6的下表面上，伸缩杆9上磁性连接的刻度板13与指示块12配合，观察伸缩杆9移动的位置，判断巷道是否隆起，从而为后续的加强支护、巷道顶板脱落预警提供基础。
53.以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
54.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种断层构造带强膨胀性软岩的联合支护装置，其特征在于，包括多个支撑柱(1)以及多个所述支撑柱(1)上连接有弧形拱梁(2)，所述弧形拱梁(2)上设置有弧形滑槽(16)，所述弧形滑槽(16)内卡合连接有卡块组件(3)，所述卡块组件(3)上固定有支撑杆(17)，所述支撑杆(17)上固定安装有若干个锚固件(4)，所述锚固件(4)上卡合固定有锚杆(5)，所述锚杆(5)上插装有锚网(6)；所述支撑杆(17)上固定有移位检测机构(7)，所述移位检测机构(7)上设置有底座(8)，所述底座(8)上滑动连接有伸缩杆(9)，所述伸缩杆(9)上安装有检测组件(10)，所述检测组件(10)与所述底座(8)之间连接有弹性组件(11)，所述底座(8)的下表面上安装有指示块(12)，所述伸缩杆(9)的表面上磁性连接有刻度板(13)。2.根据权利要求1所述的一种断层构造带强膨胀性软岩的联合支护装置，其特征在于，所述弧形拱梁(2)的一侧设置有抵止块(14)，且卡合安装有固定块(15)，所述支撑杆(17)的一侧抵止在所述抵止块(14)上，且与所述固定块(15)相连接。3.根据权利要求1所述的一种断层构造带强膨胀性软岩的联合支护装置，其特征在于，所述卡块组件(3)包括滑动块(31)和两个锁紧螺钉(32)，所述滑动块(31)卡合滑动在所述弧形滑槽(16)内，且与所述锁紧螺钉(32)螺纹连接，所述锁紧螺钉(32)的端部抵紧在所述弧形滑槽(16)上，所述支撑杆(17)插装在所述滑动块(31)上。4.根据权利要求1所述的一种断层构造带强膨胀性软岩的联合支护装置，其特征在于，所述锚固件(4)包括卡块(41)、固定块(42)、螺栓(43)和第一螺母(44)，所述卡块(41)与所述固定块(42)卡合在所述支撑杆(17)上，所述螺栓(43)插装在所述固定块(42)上，且端部与所述卡块(41)螺纹连接，所述锚杆(5)的下端螺纹在所述卡块(41)上，且与所述第一螺母(44)螺纹连接。5.根据权利要求1所述的一种断层构造带强膨胀性软岩的联合支护装置，其特征在于，所述锚杆(5)上插装有定位插片(19)，且螺纹连接有第二螺母(18)，所述第二螺母(18)的端部抵止在所述定位插片(19)的一侧表面上，所述锚网(6)的表面抵止在所述定位插片(19)的另一侧表面上。6.根据权利要求1所述的一种断层构造带强膨胀性软岩的联合支护装置，其特征在于，所述底座(8)的一侧焊接有箍环(81)，所述箍环(81)与所述底座(8)之间焊接有两个对称的三角肋板(82)。7.根据权利要求1所述的一种断层构造带强膨胀性软岩的联合支护装置，其特征在于，所述伸缩杆(9)包括空心柱(91)和调节杆(92)，所述空心柱(91)插装在所述底座(8)上，且与所述调节杆(92)螺纹连接。8.根据权利要求7所述的一种断层构造带强膨胀性软岩的联合支护装置，其特征在于，所述检测组件(10)包括铰接块(101)和检测轮(102)，所述铰接块(101)螺纹连接在所述调节杆(92)上，且与所述检测轮(102)相铰接，所述检测轮(102)抵止在所述锚网(6)的表面上。9.根据权利要求8所述的一种断层构造带强膨胀性软岩的联合支护装置，其特征在于，所述弹性组件(11)包括两个安装片(111)和一个弹簧(112)，两个所述安装片(111)分别安装在所述底座(8)与所述铰接块(101)的表面上，所述弹簧(112)套装在所述伸缩杆(9)上，且两端分别连接在两个所述安装片(111)上。
10.一种断层构造带强膨胀性软岩的联合支护装置的使用方法，其特征在于，包括以下具体步骤：步骤一、将多个支撑柱(1)分别与若个弧形拱梁(2)固定连接，多个卡块组件(3)卡合在弧形拱梁(2)上的弧形滑槽(16)内，并调节多个卡块组件(3)之间的位置；步骤二、支撑杆(17)固定在卡块组件(3)上，再将锚杆(5)固定在锚固件(4)上，锚网(6)插装在锚杆(5)上，锚固件(4)安装在支撑杆(17)上，将锚杆(5)插装在断层构造带强膨胀性软岩上，锚网(6)的表面抵紧在断层构造带强膨胀性软岩上；步骤三、将多个移位检测机构(7)的底座(8)等距固定在支撑杆(17)上，伸缩杆(9)插装在底座(8)上，通过弹性组件(11)对伸缩杆(9)上安装的检测组件(10)进行支撑，使得检测组件(10)抵止在锚网(6)的下表面上，伸缩杆(9)上磁性连接的刻度板(13)与指示块(12)配合，观察伸缩杆(9)移动的位置，判断巷道是否隆起，从而为后续的加强支护、巷道顶板脱落预警提供基础。

技术总结
本发明提供了一种断层构造带强膨胀性软岩的联合支护装置及其使用方法，属于煤矿巷道支护技术领域。包括多个支撑柱以及多个所述支撑柱上连接有弧形拱梁，所述弧形拱梁上设置有弧形滑槽，所述弧形滑槽内卡合连接有卡块组件，所述卡块组件上固定有支撑杆，所述支撑杆上固定安装有若干个锚固件，所述锚固件上卡合固定有锚杆，所述锚杆上插装有锚网；所述支撑杆上固定有移位检测机构，所述移位检测机构上设置有底座，所述底座上滑动连接有伸缩杆，可以对巷道形成良好的支护效果，方便观察巷道移动位置的高度，判断巷道是否隆起，从而为后续的加强支护、巷道顶板脱落预警提供基础。巷道顶板脱落预警提供基础。巷道顶板脱落预警提供基础。


技术研发人员：刘本冲 张勇 徐颖 娄培杰
受保护的技术使用者：淮北矿业股份有限公司
技术研发日：2023.05.05
技术公布日：2023/8/6