一种协调控制巷道围岩变形的装置及方法

本发明属于巷道支护，尤其涉及一种协调控制巷道围岩变形的装置及方法。

背景技术：

1、巷道作为所有采矿活动发生的必要通道和主要场所，为了保障矿井生产过多中的安全问题，因此必须对巷道进行有效的支护，现有的如棚式支护、锚网支护、全封闭支护等能够对巷道变形起到支撑作用，但是当支承压力超前承载在回采巷道及深井大断面软岩巷道时，其支撑效果较差，容易出现安全隐患。

2、目前主要通过协调控制巷道围岩变形的装置，提高对上述围岩变形时的支护力，如在专利号为cn112377225a的一种适用多形状巷道的横向变形支护装置中，通过在侧边板之间滑动安装顶部板，通过带有锁止齿的锁紧轮与锁紧板啮合，实现当顶部板承载压力产生变形时，利用锁紧轮和锁紧板对顶部板进行自锁紧加固，以提高承载强度，但这就导致当顶部板支承超前承载压力时，其完全依赖相互咬合的齿牙为顶部板提供抗衡顶部压力的支撑作用，不仅对于结构强度的要求极高，同时在实际使用过程中，也易因齿牙断裂致使失去对顶部板的锁紧作用，影响承载效果，并且其侧边板对于顶部板的支撑承载主要集中在顶部，当顶部板受到超前承载较大或锁紧轮出现故障后，将导致顶部板挤压侧边板自上而下发生倾斜，破坏了原有结构支撑的稳定性，因此亟待一种协调控制巷道围岩变形的装置，解决上述存在的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种协调控制巷道围岩变形的装置及方法，旨在解决上述问题中的至少一个。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种协调控制巷道围岩变形的装置，包括：

3、至少一对立板，以及架设在一对所述立板之间的横板，当所述横板承担顶部承载时，一对所述立板被配置为顶部具有沿相互远离方向的变形趋势；

4、至少一对单体液压支柱，相对布置在一对所述立板之间，该单体液压支柱被配置为固定端与相邻所述立板相抵，致使所述立板的底部具有沿相互远离方向的变形趋势，且支撑端用于与所述横板相抵；

5、支撑框，活动连接于所述立板上，且两端分别与所述横板和所述支撑端相连，其中，当所述横板承担顶部承载时，所述单体液压支柱和所述横板配合，以使所述支撑框形成作用于一对所述立板中部的支撑力，该支撑力能够使一对所述立板的中部具有沿相互远离方向的变形趋势。

6、优选的，还包括：

7、至少一对顶板，分别固接在一对所述立板相互靠近侧的顶部，所述顶板的顶端朝向所述横板开设有斜边，当所述横板承担顶部承载时，所述横板分别与一对所述顶板滑动接触，以形成一对所述立板顶部沿相互远离方向的变形趋势。

8、优选的，还包括：

9、卡环，所述立板的中部沿巷道长度方向依次开设有若干通孔，所述卡环设置有若干个，若干所述卡环一一对应焊接于所述通孔内；

10、锚杆，被配置为一端贯穿所述卡环与巷道内壁锚固，所述锚杆的另一端焊接有顶环，所述顶环与该卡环之间设置有间隙，所述间隙内填充有垫层。

11、优选的，还包括：

12、底座，固定在巷道底端内壁、且与所述单体液压支柱的固定端相连；

13、连接板，布置在所述底座靠近相邻所述立板的一侧、且与该立板相抵，所述连接板与所述底座之间设置有若干工业弹簧，所述工业弹簧的两端分别与所述连接板和所述底座固接。

14、优选的，所述支撑框包括：

15、第一支撑板，所述立板靠近所述横板的一侧开设有滑槽，所述第一支撑板限位滑接于所述滑槽内；

16、一对支板，分别固接在所述第一支撑板的两端、且一端伸出所述滑槽，一对所述支板中的一个与所述横板固接，另一个与所述单体液压支柱的支撑端铰接；

17、预紧机构，布置在一对所述支板伸出所述滑槽的部分之间，被配置为使一对所述支板具有沿相互靠近方向的运动趋势。

18、优选的，所述预紧机构包括：

19、张紧螺杆，架设在一对所述支板之间，所述张紧螺杆的两端分别与一对所述支板螺纹连接。

20、优选的，还包括：

21、一对限位柱，分别固接在所述第一支撑板两侧，所述滑槽内壁面开设有限位槽，一对所述限位柱分别与相邻所述限位槽滑接。

22、优选的，还包括：

23、加强筋，布置在一对所述支板伸出所述滑槽的部分之间，且与所述第一支撑板固接。

24、优选的，还包括：

25、转接板，所述底座顶端开设有凹槽，所述转接板转动配合于所述凹槽内，所述单体液压支柱的一端固接在所述转接板的顶端；

26、转杆，沿平行于巷道长度方向架设在所述凹槽内，所述转杆的两端分别与所述凹槽内壁面转接，且所述转杆贯穿所述转接板侧壁面的轴心。

27、一种协调控制巷道围岩变形的方法，基于上述所述的协调控制巷道围岩变形的装置，包括以下步骤：

28、将一对立板通过锚杆锚固在巷道内相对侧；

29、在一对立板相互靠近侧的顶部分别焊接顶板，然后将横板架设在一对立板之间与顶板相抵；

30、在巷道底端内壁安装底座，并将连接板与相邻立板抵紧；

31、使底座顶端转接的单体液压支柱与一支板相抵；

32、通过将另一支板与横板固接，利用单体液压支柱使横板与巷道顶端抵紧；

33、转动张紧螺杆使两支板相互之间张紧，实现整体装置的使用。

34、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

35、本发明通过将一对立板分布在巷道内壁相对侧，并将横板架设在一对立板之间，用以当横板承担来自顶部的承载重量时，横板产生的形变作用至一对立板，形成一对立板顶部沿相互远离即朝向巷道内壁方向的变形趋势，从而通过巷道侧壁对立板的变形趋势提供反向支撑作用力，以共同抵消立板顶部产生的形变应力，同时实现对巷道顶部承载的支撑，实现对巷道围岩变形支撑的协调控制，并且，本技术方案中通过采用单体液压支柱，将单体液压支柱的固定端和支撑端分别与立板和横板相抵，并提供有相邻立板于底部形成有沿巷道侧壁方向的变形趋势，结合活动连接在立板上的支撑框，通过单体液压支柱与支撑框实现对立板中部沿巷道侧壁方向的变形趋势，最终实现立板以顶部、中部和底部全范围的变形趋势，不仅提高立板对横板的承载强度，还增强了立板协调变形能力，降低了立板因局部受到的挤压作用而产生倾斜，提高了结构整体性，并且横板与立板之间采用单体液压支柱进行支撑，相较于传统技术不仅在使用成本上进行控制，同时也提高了实际使用过程中的承载效果。

技术特征：

1.一种协调控制巷道围岩变形的装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的协调控制巷道围岩变形的装置，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的协调控制巷道围岩变形的装置，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求1所述的协调控制巷道围岩变形的装置，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求1所述的协调控制巷道围岩变形的装置，其特征在于，所述支撑框包括：

6.根据权利要求5所述的协调控制巷道围岩变形的装置，其特征在于，所述预紧机构包括：

7.根据权利要求5所述的协调控制巷道围岩变形的装置，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求5所述的协调控制巷道围岩变形的装置，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求1所述的协调控制巷道围岩变形的装置，其特征在于，还包括：

10.一种协调控制巷道围岩变形的方法，基于权利要求1-9任一项所述的协调控制巷道围岩变形的装置，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明属于巷道支护技术领域，提出一种协调控制巷道围岩变形的装置及方法，包括：至少一对立板，以及架设在一对立板之间的横板，当横板承担顶部承载时，一对立板被配置为顶部具有沿相互远离方向的变形趋势；至少一对单体液压支柱，相对布置在一对立板之间，该单体液压支柱被配置为固定端与相邻立板相抵，致使立板的底部具有沿相互远离方向的变形趋势，且支撑端用于与横板相抵；支撑框，活动连接于立板上，且两端分别与横板和支撑端相连，其中，当横板承担顶部承载时，单体液压支柱和横板配合，以使支撑框形成作用于一对立板中部的支撑力，该支撑力能够使一对立板的中部具有沿相互远离方向的变形趋势。提高围岩变形装置的协调承载效果。技术研发人员：刘崇岩,赵光明,孟祥瑞,潘城,张启航,吴迪受保护的技术使用者：安徽理工大学技术研发日：技术公布日：2024/7/11