急倾斜煤层纯掩护巷式液压支架及安装伸缩回撤方法 【技术领域】
本发明涉及一种主要用于煤矿急倾斜煤层回采支护的纯掩护巷式液压支架，该支架是由掩护顶梁、支架脚、挡矸板、液压支柱组成。本发明还涉及该支架的安装、伸缩、回撤方法。
【背景技术】
目前有些矿井在开采2——6米的中厚煤层时仍是采用的八字形掩护支架回采原煤。如重煤天府矿业公司磨矿现开采的急倾斜中原煤层使用的回采支护仍是八字形掩护支架。该支架从问世至今已有近三十年的历史了，从最初的木制平板支架到现在的八字形支架其实质基本相同，也就是原平板支架是一段木制的梁，现在的八字形支架是用一段型钢将其两端焊接一小段倾斜型钢，在回采工作面用钢绳连接构成整体的平板或八字形掩护支架；该支架的长度也就是该支架的支护宽度，是根据该煤层最大最小厚度的综合情况确定的。该支架一经制成其几何形状就固定死了，自身的长短是不能进行伸缩的。在回采过程中，当煤层厚度大于该支架时不但要丢失煤炭降低回采率而且该支架容易出现磕头，也就是支架顶板端盖在煤壁上，此时如底沟深度不够或工作人员操作不当，避让不及就会发生安全事故，当煤层厚度小于该支架一定程度时容易产生翘脚，该顶板暴露并且没有得到很好的支护，因此，极易产生冒落，人身伤亡事故时有发生，甚至支架扭转、截短支架等也时有发生影响生产的正常进行。
本人设计的申请号为200500106089的急倾斜煤层房式伸缩掩护支架，该支架是一种支撑式掩护支架，由该机械或液压伸缩支柱对顶、底板直接起支撑作用，所以该支架伸缩范围的大小是由该伸缩支柱伸缩量的大小决定的，而该伸缩量的大小又是由该伸缩支柱的缸体的最小长度决定的，而该缸体的最小长度又是由该煤层的最小厚度决定的，因此该缸体的最小长度限定该内柱、中柱、活柱或加长段的伸缩量，因此这种由机械或液压伸缩支柱对顶、底板直接起支撑作用的掩护支架的使用范围受到限制，也就是达不到如1.5-6米的3倍以上的伸缩范围。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种急倾斜煤层顶、底板支架脚式掩护体与掩护顶梁及假顶组成的顶梁掩护体三方共同支护采空区冒落矸石，三方全封闭而又具有1.5-6米等3倍以上伸缩范围的纯掩护巷式液压支架。本发明要解决的技术问题是提供一种减少铺设巷高、宽度，也就是用如2.8米的巷道来安装伸缩范围为1.5-6米的急倾斜煤层纯掩护巷式液压支架的安装方法。本发明要解决的技术问题是提供一种利用采空区压力实施急倾斜煤层纯掩护巷式液压支架的伸缩方法。本发明要解决的技术问题是提供一种急倾斜煤层纯掩护巷式液压支架的回撤方法。
为实现急倾斜煤层顶、底板支架脚式掩护体与掩护顶梁三方共同支护采空区冒落矸石，三方全封闭及在回采过程中可以利用采空区压力进行转动伸缩将刚暴露的顶、底板挡入采空区而对顶、底板不直接起支撑作用的又具有1.5-6米等3倍以上的大伸缩范围的纯掩护巷式液压支架的目的。本发明的纯掩护巷式液压支架，是由掩护顶梁、支架脚、挡矸板、液压支柱组成。该支架的掩护梁为一种箱式结构，两侧面有3-4对固定的连接座，背面有园形挡条；该支架的支架脚为一种箱式结构，同时也是液压支柱的油箱，两侧面有4对固定的连接座，正面有固定的液压支柱的连接座、连接油口；该支架的挡矸板是由两块矩形钢板及连接件组成，其中一块平板钢板一侧面放入另一块钢板的一侧面槽形中，并分别通过与连接件用销轴连接构成一种两侧面有4对平行两侧面的连接头的可以上下活动变宽变窄的活动挡矸板；该箱式支架脚位于该支架的两边分别与掩护顶梁的两端及液压支柱的两端均采用销轴连接构成一种梯形液压支架，该支架两边的箱式支架脚具有以各自的连接销轴为园心，向外转动该支架变宽、高度变矮，向内转动该支架变窄高度由矮变高，因此该支架的伸缩不是直线伸缩而是一种转动伸缩，而该伸缩行为只在该支架的下落过程中才能实施；该活动挡矸板分别与梯形液压支架两边的支架脚用销轴连接构成一种支架脚式掩护体并在该回采工作面形成一条由顶、底板支架脚式掩护体与掩护顶梁掩护体三方共同支护采空区冒落矸石的三方全封闭的在回采时可以利用采空区压力进行转动伸缩将刚暴露的顶、底板挡入采空区而且对顶、底板不直接起支撑作用的纯掩护巷式液压支架。该支架的最小支护宽度也就是掩护顶梁的长度是由该煤层的最小厚度来确定的，当掩护顶梁的长度一经确定后该支架的最大支护宽度是由该支架脚的长度确定的，如当该支架处于最大宽度时该支架的最小倾角不得小于30度时，掩护顶梁的长度为1米时支架脚的长度为1.5米其伸缩范围为1-3.6米，支架脚的长度为2米时其伸缩范围为1-4.5米，掩护顶梁的长度为1.5米时支架脚的长度为2.6米，其伸缩范围为1.5-6米。用该方法可以制作各种不同规格的纯掩护巷式液压支架。
为实现减少铺设巷的高、宽度也就是用较小的铺设巷来铺设3倍以上的大伸缩支架的目的。如1.5-6米伸缩范围的纯掩护巷式液压支架用八字形支架的铺设方法来铺设安装，该铺设巷的宽度要在2.5米或7米以上，净高度加垫层要在4.6米或3米以上，在煤层掘这么大的巷道不但不安全而且也不现实。本发明的急倾斜煤层纯掩护巷式液压支架的安装方法，包括把掩护顶梁作为单独的平板掩护支架在较小的铺设巷内进行1.5-6米的纯掩护巷式液压支架的铺设、安装，步骤如下，首先在铺设巷内挖一条底沟，然后底沟上面铺设掩护顶梁，然后掩护顶梁上面铺设假顶、垫层，在放顶工作完成后进入底沟内进行第二步安装工作，其步骤如下，沿走向用托梁将掩护顶梁顶板端托住并用立柱将托梁两端撑住，然后安装顶板支架脚，然后用同样的方法安装底板支架脚，然后在顶、底板支架脚之间安装液压支柱，然后撤出立柱、托梁安装顶、底板支架脚之间的活动挡矸板、液压单向阀、滤油器、手动安全阀。
为实施急倾斜煤层纯掩护巷式液压支架利用采空区压力进行伸缩的目的。本发明的急倾斜煤层纯掩护巷式液压支架的伸缩方法，当该支架需要伸出变宽时而该支架脚的倾斜程度还不够也就是采空区的压力对该支架脚还没有形成足够的蹬力时借助杠杆的作用利用采空区的压力实施其伸出，其步骤如下，用杠杆斜撑在该支架脚的下端并以该杠杆的下脚为园心，在采空区压力的作用下对该支架脚的下脚边采空该支架即边下落伸出，同时液压支柱也同步伸出并且在液压单向阀的作用下该液压支柱不能自动缩回；然后用同样的方法使另一边支架脚也伸出至需要的宽度，在采空区压力对该支架形成足够的蹬力后也可以不借助杠杆的作用直接利用该蹬力实施伸出；当该支架需回缩时，因该支架的宽度无论处于何位置，其采空区的下压力始终大于该支架脚的蹬力对顶、底板产生的摩擦阻力，此时只需打开手动安全阀的回油通路该支架脚即擦顶下落回缩。
本发明的纯掩护巷式液压支架的回撤方法，包括下述步骤，该支架在接近终采线时将两边的支架脚逐渐收拢使两边掩护体上面的矸石被挡入掩护顶梁上面，在两边支架脚全部收拢该支架处于最窄位置时，顶板支架脚要紧贴顶板、底板支架脚也要紧贴底板或完整煤壁，然后撤出液压单向阀、滤油器、手动安全阀，然后撤出顶、底板支架脚之间的活动挡矸板，然后下落支架使假顶木梁搁在斜撑支柱上，掩护顶梁搁在沿走向木梁上，然后撤出液压支柱及顶、底板支架脚，最后撤除掩护顶梁。
本发明的急倾斜煤层纯掩护巷式液压支架，在回采工作面形成一条顶梁、顶板、底板三方全封闭的掩护巷道不但具有较大的回采空间、良好的通风条件，而且还提供了强有力的安全保障及正规循环作业的条件。本发明的急倾斜煤层纯掩护巷式液压支架由顶、底板支架脚式掩护体与掩护顶梁、掩护体三方共同支护采空区冒落矸石的合理支护方式，相对于该煤层支撑掩护式或类似的液压支架简化了结构，改变了受力状况，提高了支护强度，降低了制造技术要求，从而降低了制造成本，并且还具有1-4.5米、1.5-6米等大伸缩范围直接提高回采率，增加回采效益。本发明的急倾斜煤层纯掩护巷式液压支架的安装方法，减少铺设巷的高宽度，如用2.8米的巷道铺设安装伸缩范围为1.5-6米等的纯掩护液压支架，不但提高了铺设、放顶的安全可靠性而且还提高了铺设进度、生产效益、也节约了人力物力。本发明的急倾斜煤层纯掩护巷式液压支架利用采空区的压力实施伸缩的方法，节约了集中液压泵站及辅助液压设施的初期投资，及在使用过程中的维护人力物力从而还降低了使用成本，而伸缩效果相同。该急倾斜煤层纯掩护巷式液压支架还为机械化落煤创造了支护条件。
【附图说明】
图1所示急倾斜煤层纯掩护巷式液压支架的主视图。
图2所示该纯掩护巷式液压支架的活动挡矸板示意图。
图3所示该纯掩护巷式液压支架的掩护顶梁在铺设巷内底沟上面的铺设示意图。
图4所示是沿图3中A-A线剖视图，反映该纯掩护巷式液压支架的掩护顶梁之间的连接。
图5所示该纯掩护巷式液压支架在底沟内的安装断面示意图，反映托梁、立柱架设位置及顶、底板支架脚、液压支架的安装、液压单向阀、滤油器、手动安全阀的位置。
图6所示是沿图5B-B线剖视图，反映该纯掩护巷式液压支架沿走向的托梁、立柱架设位置及支架脚与活动挡矸板的连接。
图7所示该纯掩护巷式液压支架借助杠杆利用采空区压力实施伸出示意图。
图8所示该纯掩护巷式液压支架回撤断面示意图，反映斜撑支柱、搁置木梁的架设位置。
图9所示是沿图8C-C线剖视图，反映斜撑支柱、搁置木梁沿走向的架设位置。
【具体实施方式】
图3、图4所示，首先在铺设巷内沿走向掘出一条底沟10，底沟上面铺设掩护顶梁1，掩护顶梁相互之间各自用连接座1·1通过与连接件8用销轴9连接；掩护顶梁上面沿走向铺设木梁11，该木梁11横向前后排要错开一架的位置，该木梁11的长度要覆盖三架以上，并落在被挡条12挡住，下面用元钉或园钢一端固定在该木梁11上，另一端被掩护顶梁1挡住；然后木梁11上面铺设金属网12笆折13等防尘物并用元丝将其固定在一起构成整体假顶，图5、图6所示进入地沟10内沿走向用托梁15将掩护顶梁1顶板端托住并用立柱16将托梁15两端撑住，然后安装顶板支架脚2其下脚要放在0.2米深的脚窝里；然后用同样的方法安装底板支架脚2，然后在顶、底板支架脚2之间安装液压支柱4，然后撤出托梁15、立柱16安装顶、底板支架脚2之间的活动挡矸板3；最后安装液压单向阀17、滤油器18、手动安全阀19。
图7所示，用杠杆20将该支架脚2下端斜撑住，并以该杠杆20的下脚为园心，对该支架脚2进行回采，此时在采空区压力的作用下该支架脚2边下落边伸出；用同样的方法也可以使另一边的支架脚2也伸出至需要的宽度，在该支架脚2伸出时液压支柱4也同步伸出并且在液压单向阀的作用下该支架不能自动缩回；当该支架需要回缩时打开手动安全阀19的回油通路该支架在采空区压力作用下即擦顶下落回缩。根据需要该纯掩护巷式液压支架也可以使用专门的液压泵站供给液压并通过控制系统实施伸缩。
图8、图9所示，该支架在接近回采终采线时，首先将该支架两边的支架脚2逐渐收拢使该支架两边掩护体上面的矸石被挡入掩护顶梁1上面；在该支架两边的支架脚2收拢处于最窄位置时顶板支架脚2要贴住顶板，底板支架脚2贴住底板或完整煤壁；然后撤出液压单向阀17、滤油器18、手动安全阀19，然后再撤出顶、底板支架脚2之间的活动挡矸板3及连接件8；然后在接近掩护顶梁1及顶、底板支架脚2空隙中沿走向平行架设两根斜撑支柱21将顶、底板撑住，再往下间隔一定距离对应斜撑支柱21架设两根斜撑支柱22，然后再沿走向在斜撑支柱22上搁置2-3根木梁23；然后下落支架使假顶木梁11搁在斜撑支柱21上，掩护顶梁搁在木梁23上，然后再撤出液压支柱4及顶、底板支架脚2，最后撤出掩护顶梁1。