一种窄煤柱保护装置的制作方法

本发明涉及煤矿开采，尤其涉及一种窄煤柱保护装置。

背景技术：

1、随着科学技术的发展，采煤工艺也在不断的革新，沿空掘巷技术目前在许多矿井开始得到普遍应用。沿空掘巷可以极大地提升矿井资源回采率，减少煤炭资源的浪费。然而，沿空掘巷围岩四周所处力学环境与实体煤巷道相比存在一定的差异，由于上一阶段工作面采空区侧向支承压力的影响，往往导致区段煤柱内部有存在较大的破碎区及塑性区，从而降低区段煤柱自身的稳定性而无法起到支承作用，极易引起巷道围岩非线性大变形。

2、目前，许多矿井沿空掘巷时仍采用留设大煤柱护巷，留设宽度较大的区段煤柱一定程度上可以保证巷道围岩的稳定性，但会产生比较大的资源浪费。留设宽度较小的区段窄煤柱可以减少煤炭资源的浪费，但是区段煤柱的宽度减小可能会使得留设的窄煤柱更容易发生塑性破坏进入破碎状态，导致沿空掘巷围岩应力值升高，煤柱自身强度降低，无法有效承载顶板压力，可能会引发巷道临空侧片帮等安全事故。

3、对于沿空掘巷临空侧窄煤柱极不稳定且煤岩破碎情况，传统的注浆、锚杆及其联合支护形式往往并不能有效实现煤柱的稳定性控制，临空侧窄煤柱仍然极易出现破损、片帮等问题。

4、因此，现在研发了一种能够有效控制沿空掘巷临空侧窄煤柱稳定性，以期保障井下工作面安全高效开采的窄煤柱保护装置。

技术实现思路

1、为了克服上述背景技术中现有技术方案存在的缺点，本发明提供一种能够有效控制沿空掘巷临空侧窄煤柱稳定性，以期保障井下工作面安全高效开采的窄煤柱保护装置。

2、本发明的技术实施方案是：一种窄煤柱保护装置，包括有锚杆、垫片、螺帽、加固机构和对接机构，锚杆共有两个，锚杆前部均滑动式连接有垫片，垫片前侧均转动式连接有螺帽，螺帽均与相邻的锚杆螺纹式连接，锚杆之间设有加固机构，加固机构上设有对接机构。

3、可选地，加固机构包括有竖向工字钢和横向工字钢，锚杆之间设有竖向工字钢，竖向工字钢上下两部均开有第一对位槽，第一对位槽均设有横向工字钢，横向工字钢中部均开有第二对位槽，第二对位槽均与相邻的第一对位槽对位，竖向工字钢和横向工字钢通过第一对位槽和第二对位槽的对位进行组合，相互交错安装在临空侧巷道内。

4、可选地，对接机构包括有第一连接座、第一安装板、第一转动对接件、第二连接座、第二安装板、第二转动对接件和六棱柱，横向工字钢右部前侧均连接有第一连接座，第一连接座右侧均连接有第一安装板，第一安装板前侧均转动式连接有第一转动对接件，横向工字钢左部前侧均连接有第二连接座，第二连接座左部均连接有第二安装板，第二安装板后侧均转动式连接有第二转动对接件，第二转动对接件前侧均连接有六棱柱，第一转动对接件和第二转动对接件相互卡位配合，能够对多个横向工字钢进行拼接组装，第一连接座和第二连接座相互对接，通过六棱柱转动第二转动对接件，并利用第二转动对接件带动第一转动对接件进行一百八十度的旋转，使得第一转动对接件和第二转动对接件形成卡位，能够对多数横向工字钢进行拼接组装。

5、可选地，还包括有辅助定位机构，辅助定位机构包括有连接板、膨胀件、螺栓和挤压件，竖向工字钢上下两部的左右两侧均连接有连接板，连接板后侧均连接有膨胀件，连接板上均转动式连接有螺栓，螺栓均穿过相邻的膨胀件，膨胀件后部左右两侧均滑动式连接有挤压件，挤压件均与相邻的螺栓螺纹式连接，在竖向工字钢安装位置打好钻孔，安装竖向工字钢时膨胀件插入对应钻孔内，之后转动螺栓，螺栓旋转利用螺纹控制挤压件向前移动，挤压件向前移动后部挤压膨胀件，使膨胀件膨胀与钻孔内部形成卡位。

6、可选地，还包括有限位机构，限位机构包括有导向柱、弹簧、滑动板、推动架、限位杆和导向座，横向工字钢中部均连接有多个导向柱，同一横向工字钢上的导向柱之间均滑动式连接有滑动板，垫片均与相邻的滑动板挤压配合，滑动板后侧均与相邻的横向工字钢之间连接有多个弹簧，横向工字钢右部前侧均连接有导向座，导向座上均滑动式连接有限位杆，限位杆左侧均与相邻的滑动板之间转动式连接有推动架，横向工字钢和竖向工字钢拼接组装完成之后，转动螺帽使得垫片压紧相邻的横向工字钢，此时垫片移动挤压滑动板，滑动板受力压缩弹簧，并通过推动架挤压限位杆，限位杆在导向座上滑动，插入相邻的第一转动对接件和第二转动对接件之间，对第一转动对接件和第二转动对接件进行限位锁定。

7、有益效果是：1、本发明通过竖向工字钢和横向工字钢利用第一对位槽和第二对位槽的对位进行组合，并利用锚杆将竖向工字钢和横向工字钢相互交错安装在临空侧巷道内，能够有效控制沿空掘巷临空侧窄煤柱稳定性，以期保障井下工作面安全高效开采。

8、2、本发明通过第一转动对接件和第二转动对接件形成卡位，对多数横向工字钢进行拼接组装的操作，能够使得单个横向工字钢整体长度减少，方便在井上或井下进行运输。

技术特征：

1.一种窄煤柱保护装置，其特征是：包括有锚杆(1)、垫片(2)、螺帽(3)、加固机构(4)和对接机构(5)，锚杆(1)共有两个，锚杆(1)前部均滑动式连接有垫片(2)，垫片(2)前侧均转动式连接有螺帽(3)，螺帽(3)均与相邻的锚杆(1)螺纹式连接，锚杆(1)之间设有加固机构(4)，加固机构(4)上设有对接机构(5)。

2.按照权利要求1所述的一种窄煤柱保护装置，其特征是：加固机构(4)包括有竖向工字钢(40)和横向工字钢(42)，锚杆(1)之间设有竖向工字钢(40)，竖向工字钢(40)上下两部均开有第一对位槽(41)，第一对位槽(41)均设有横向工字钢(42)，横向工字钢(42)中部均开有第二对位槽(43)，第二对位槽(43)均与相邻的第一对位槽(41)对位。

3.按照权利要求2所述的一种窄煤柱保护装置，其特征是：对接机构(5)包括有第一连接座(50)、第一安装板(51)、第一转动对接件(52)、第二连接座(53)、第二安装板(54)、第二转动对接件(55)和六棱柱(56)，横向工字钢(42)右部前侧均连接有第一连接座(50)，第一连接座(50)右侧均连接有第一安装板(51)，第一安装板(51)前侧均转动式连接有第一转动对接件(52)，横向工字钢(42)左部前侧均连接有第二连接座(53)，第二连接座(53)左部均连接有第二安装板(54)，第二安装板(54)后侧均转动式连接有第二转动对接件(55)，第二转动对接件(55)前侧均连接有六棱柱(56)，第一转动对接件(52)和第二转动对接件(55)相互卡位配合，能够对多个横向工字钢(42)进行拼接组装。

4.按照权利要求3所述的一种窄煤柱保护装置，其特征是：还包括有辅助定位机构(6)，辅助定位机构(6)包括有连接板(60)、膨胀件(61)、螺栓(62)和挤压件(63)，竖向工字钢(40)上下两部的左右两侧均连接有连接板(60)，连接板(60)后侧均连接有膨胀件(61)，连接板(60)上均转动式连接有螺栓(62)，螺栓(62)均穿过相邻的膨胀件(61)，膨胀件(61)后部左右两侧均滑动式连接有挤压件(63)，挤压件(63)均与相邻的螺栓(62)螺纹式连接。

5.按照权利要求4所述的一种窄煤柱保护装置，其特征是：还包括有限位机构(7)，限位机构(7)包括有导向柱(70)、弹簧(71)、滑动板(72)、推动架(73)、限位杆(74)和导向座(75)，横向工字钢(42)中部均连接有多个导向柱(70)，同一横向工字钢(42)上的导向柱(70)之间均滑动式连接有滑动板(72)，垫片(2)均与相邻的滑动板(72)挤压配合，滑动板(72)后侧均与相邻的横向工字钢(42)之间连接有多个弹簧(71)，横向工字钢(42)右部前侧均连接有导向座(75)，导向座(75)上均滑动式连接有限位杆(74)，限位杆(74)左侧均与相邻的滑动板(72)之间转动式连接有推动架(73)。

技术总结本发明涉及煤矿开采技术领域，尤其涉及一种窄煤柱保护装置。本发明提供一种能够有效控制沿空掘巷临空侧窄煤柱稳定性，以期保障井下工作面安全高效开采的窄煤柱保护装置。一种窄煤柱保护装置，包括有锚杆、垫片、螺帽、加固机构和对接机构，锚杆共有两个，锚杆前部均滑动式连接有垫片，垫片前侧均转动式连接有螺帽，螺帽均与相邻的锚杆螺纹式连接，锚杆之间设有加固机构，加固机构上设有对接机构。本发明通过竖向工字钢和横向工字钢利用第一对位槽和第二对位槽的对位进行组合，并利用锚杆将竖向工字钢和横向工字钢相互交错安装在临空侧巷道内，能够有效控制沿空掘巷临空侧窄煤柱稳定性，以期保障井下工作面安全高效开采。技术研发人员：朱乐章,胡磊,张家委,张炜,王玉浩,王丹,郭贺虎,殷磊,曹林超受保护的技术使用者：淮北矿业股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11