本發(fā)明總體來說涉及沿空留巷技術(shù)，具體而言，涉及一種沿空留巷控制裝置。本發(fā)明還涉及一種沿空留巷控幫施工方法。

背景技術(shù)：

沿空留巷是在采煤工作面采過之后，將區(qū)段平巷用專門的支護材料進行維護，作為下區(qū)段的平巷。采用沿空留巷技術(shù)，可有效的解決回采工作面上隅角瓦斯積聚的問題，同時又實現(xiàn)了無煤柱開采，減少巷道的掘進量，緩解礦井銜接緊張的情況；節(jié)約掘進費用，提高礦井綜合經(jīng)濟效益；煤炭的全部回收延長了礦井壽命，提高社會效益。

隨著我國煤炭形勢的日益嚴峻，切頂卸壓自動成巷技術(shù)的諸多優(yōu)點逐漸顯現(xiàn)，例如但不限于回采率高、安全高效、節(jié)省成本、緩解接續(xù)緊張等，且該技術(shù)先后在川煤集團芙蓉公司、中煤集團唐山溝煤礦、神華集團哈拉溝煤礦等礦區(qū)成功推廣應(yīng)用。

在切頂卸壓自動成巷過程中，沿空巷道的控幫是很重要的一個環(huán)節(jié)，通常有柔模支護和自鉆式注漿錨桿技術(shù)。柔模支架技術(shù)通常是采用泵送混凝土柔模注漿技術(shù)進行控幫，具體地，預(yù)先用纖維織物制作纖維柔性模袋，將柔模袋放置留巷建墻位置，通過用混凝土泵將大流動性混凝土攪拌物充填到柔模袋中，利用柔模袋透水不透漿的特性，將多余的水分排出，降低水灰比，提高混凝土的支護強度，在沿空側(cè)采空區(qū)留巷位置形成一個混凝土連續(xù)墻式支護結(jié)構(gòu)。該技術(shù)成本高、工序復(fù)雜、勞動強度大，且受沿空巷道頂板影響較大。

自鉆式注漿錨桿技術(shù)，具體地，在沿空側(cè)采空區(qū)頂板垮落矸石充填巷幫并穩(wěn)定后進行鉆孔，然后在該鉆孔中安裝錨桿。由于垮落矸石容易卡鉆、且鉆孔容易彎曲等，導(dǎo)致沿空留巷控幫錨桿存在安裝難度大、控幫效果差、施工成本高等諸多缺陷。

面對上述技術(shù)問題，本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需提供一種勞動強度小、控幫成本低、控幫效果好的控幫錨桿。

在所述背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強對本發(fā)明的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術(shù)方案的保護范圍。

本發(fā)明的一個主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的至少一種缺陷，提供一種沿空留巷控幫裝置，以減小控幫過程中的勞動強度、降低控幫成本并且提高控幫效果。

本發(fā)明的另一個主要目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的至少一種缺陷，提供一種沿空留巷控幫裝置的施工方法，以減小控幫過程中的勞動強度、降低控幫成本并且提高控幫效果。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種沿空留巷控幫裝置，其中，所述沿空留巷控幫裝置包括：固定件，所述固定件用于設(shè)置于留巷區(qū)巷幫的留巷側(cè)的側(cè)面以對所述巷幫加固；錨拉單元，所述錨拉單元包括牽拉件和多個錨板件，所述牽拉件的一端與所述錨板件固定，所述牽拉件另一端面向所述巷幫一側(cè)的沿空側(cè)采空區(qū)延伸，所述錨板件的延伸方向與所述牽拉件的延伸方向呈角度；所述牽拉件上間隔地固定多個所述錨板件；所述錨拉單元能埋設(shè)于巖土中，所述錨板件固定于巖土中提供抗拉阻力，所述牽拉件通過所述固定件拉緊加固所述巷幫。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中所述錨板件和所述牽拉件均為剛性件，所述牽拉件的延伸方向垂直于所述錨板件的延伸方向。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中所述固定件包括托盤和緊固件，所述托盤能壓緊所述巷幫，所述牽拉件一端穿過所述托盤上的孔與所述緊固件固定，以所述緊固件相對所述牽拉件壓緊所述托盤。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中所述固定件包括托盤和錨具，所述牽拉件為單條或多條錨索，所述牽拉件的端部通過錨具壓緊固定于所述托盤上，所述托盤能壓緊所述巷幫。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中所述錨板件包括多個相互呈角度的阻力面，所述阻力面均與所述牽拉件的延伸方向呈角度。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中所述錨板件包括向外延伸的多個延伸件，各所述延伸件順不同方向向外延伸，所述延伸件均與所述牽拉件的延伸方向呈角度。

根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，其中所述沿空留巷控幫裝置還包括防護網(wǎng)，所述防護網(wǎng)沿所述巷幫的外側(cè)面延伸且位于所述外側(cè)面和所述固定件之間。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種沿空留巷控幫施工方法，其中所述施工方法包括以下步驟：鋪設(shè)步驟，將所述沿空留巷控幫裝置鋪設(shè)于沿空側(cè)采空區(qū)的下方，所述沿空留巷控幫裝置設(shè)置為所述固定件靠近留巷區(qū)并朝向所述沿空側(cè)采空區(qū)方向延伸；碎石步驟，沿空側(cè)采空區(qū)垮落矸石以將所述沿空留巷控幫裝置覆蓋；再次鋪設(shè)步驟，矸石垮落一定厚度時，在矸石上方再鋪設(shè)所述沿空留巷控幫裝置，所述沿空留巷控幫裝置設(shè)置為所述固定件靠近留巷區(qū)并朝向所述沿空側(cè)采空區(qū)方向延伸；再次碎石步驟，繼續(xù)垮落矸石以將所述沿空留巷控幫裝置覆蓋；重復(fù)上述步驟，直至形成巷幫；加固步驟，調(diào)整所述固定件，以所述固定件拉緊所述錨拉單元，以使所述固定件加固所述巷幫。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的沿空留巷控幫裝置及沿空留巷控幫施工方法的優(yōu)點和積極效果在于：

本發(fā)明提供的沿空留巷控幫裝置在垮落矸石過程，可以鋪設(shè)于沿空側(cè)采空區(qū)中，逐漸垮落的矸石將沿空留巷控幫裝置覆蓋，隨著垮落矸石的側(cè)向壓力逐漸增大，巷幫在垮落矸石側(cè)向壓力的作用下發(fā)生側(cè)向變形，并逐漸自動產(chǎn)生預(yù)緊力，直至預(yù)緊力與垮落矸石側(cè)向力平衡，此時巷幫保持穩(wěn)定，可見該沿空留巷控幫裝置無需鉆孔以及注漿等過程，因此能夠減小控幫過程中的勞動強度，降低了控幫成本并且提高控幫效果。

附圖說明

通過結(jié)合附圖考慮以下對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的詳細說明，本發(fā)明的各種目標、特征和優(yōu)點將變得更加顯而易見。附圖僅為本發(fā)明的示范性圖解，并非一定是按比例繪制。在附圖中，同樣的附圖標記始終表示相同或類似的部件。其中：

圖1是根據(jù)一示例性實施方式示出的一種沿空留巷控幫裝置的主視圖。

圖2是圖1中的沿空留巷控幫裝置的A-A剖面圖。

圖3是圖1中的沿空留巷控幫裝置的B-B剖面圖。

圖4是圖1中的沿空留巷控幫裝置的側(cè)視圖。

圖5是圖1中的沿空留巷控幫裝置使用狀態(tài)圖。

其中，附圖標記說明如下：

1、錨板件； 2、牽拉件； 3、托盤；

4、緊固件； 5、巷幫； 6、沿空側(cè)采空區(qū)；

7、留巷區(qū)； 8、巷道頂板； 9、巷道底板；

10、煤側(cè)巷幫。

具體實施方式

現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實施方式。然而，示例實施方式能夠以多種形式實施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的實施方式；相反，提供這些實施方式使得本發(fā)明將全面和完整，并將示例實施方式的構(gòu)思全面地傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。圖中相同的附圖標記表示相同或類似的結(jié)構(gòu)，因而將省略它們的詳細描述。

圖1是根據(jù)一示例性實施方式示出的一種沿空留巷控幫裝置的主視圖。圖5是圖1中的沿空留巷控幫裝置使用狀態(tài)圖。

參照圖1和圖5，作為本發(fā)明的一個方面，提供了一種沿空留巷控幫裝置，其中，沿空留巷控幫裝置包括固定件和錨拉單元。在使用過程中，錨拉單元通?？梢怨潭ㄓ谘乜諅?cè)采空區(qū)6的內(nèi)部，固定件可以用于設(shè)置于留巷區(qū)7巷幫5的留巷側(cè)的側(cè)面以對巷幫5加固。具體地，通?？梢詫⒀乜樟粝锟貛脱b置鋪設(shè)于沿空側(cè)采空區(qū)6的底板上，然后垮落矸石以將錨拉單元覆蓋，繼而再在矸石上方鋪設(shè)沿空留巷控幫裝置，再次垮落矸石，如此反復(fù)多次，直至沿空側(cè)采空區(qū)6的頂板上方無矸石為止。

在上述過程中，隨著沿空側(cè)采空區(qū)6頂板的持續(xù)垮落，垮落矸石接頂后，在上覆巖層的作用下，矸石逐漸被壓實。在該過程中，垮落矸石的側(cè)向壓力逐漸增大，巷幫5在垮落矸石側(cè)向壓力的作用下發(fā)生側(cè)向變形，并逐漸自動產(chǎn)生預(yù)緊力，直至預(yù)緊力與垮落矸石側(cè)向力平衡，此時巷幫5保持穩(wěn)定。

可以理解的是，錨拉單元可以包括牽拉件2和一個或多個錨板件1，牽拉件2可以從固定件向沿空側(cè)采空區(qū)6內(nèi)部延伸。具體地，牽拉件2的一端與錨板件1固定，牽拉件2另一端面向巷幫5一側(cè)的留巷區(qū)7延伸?？梢岳斫獾氖?，牽拉件2與錨板件1之間可以通過焊接、緊固件連接或鉚接等連接方式進行固定，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的其他連接方式也在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

根據(jù)需要，可以在牽拉件2上間隔地固定多個錨板件1，相鄰錨板件1之間的距離可以相同也可以不同，例如但不限于與托盤3相鄰的錨板件1到托盤3之間的距離可以為1m，相鄰的錨板件1之間的距離可以為0.5m。錨拉單元能埋設(shè)于巖土中，錨板件1固定于巖土中提供抗拉阻力，牽拉件2通過固定件拉緊加固巷幫5?？梢岳斫獾氖?，同一個牽拉件2上的多個錨板件1可以分別呈不同的角度設(shè)置。

繼續(xù)參照圖1和圖5，可以理解的是，錨板件1的延伸方向與牽拉件2的延伸方向呈角度，例如但不限于錨板件1的延伸方向與牽拉件2的延伸方向垂直，或者錨板件1的延伸方向與牽拉件2的延伸方向呈30°、60°、120°或150°，只要錨板件1與牽拉件2的延伸方向不平行，都在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)?？梢岳斫獾氖牵瑺坷?可以為鎖鏈，也可以為剛性直桿，只要起到使錨板件1相互連接，都在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。作為本發(fā)明的一實施方式中，其中錨板件1和牽拉件2均為剛性件，牽拉件2的延伸方向垂直于錨板件1的延伸方向。

繼續(xù)參照圖5，作為本發(fā)明的一實施方式，其中固定件包括托盤3和緊固件4，托盤3能壓緊巷幫5。可以理解的是，托盤3上可以設(shè)置孔例如但不限于通孔，牽拉件2可以固定于上述孔中，例如但不限于牽拉件2的一端設(shè)置有外螺紋，將設(shè)置有外螺紋的牽拉件2的一端穿設(shè)于托盤3的通孔中，使用與外螺紋匹配的螺母對托盤3進行限位。使用前預(yù)先將牽拉件2設(shè)置于通孔中，并將其鋪設(shè)于沿空側(cè)采空區(qū)6中，隨著垮落矸石而使托盤3被側(cè)向壓力壓緊。另外，還可以使用扳手等工具調(diào)整托盤3在牽拉件2上的位置，例如但不限于旋轉(zhuǎn)螺母使其沿牽拉件2的延伸方向向沿空側(cè)采空區(qū)6側(cè)移動，以對巷幫5進一步緊固。

當然，作為本發(fā)明的一實施方式，其中固定件包括托盤3和錨具，牽拉件2為單條或多條錨索，牽拉件2的端部通過錨具壓緊固定于托盤3上，托盤3能壓緊巷幫5。具體地，可以調(diào)整錨具使托盤3向靠近沿空側(cè)采空區(qū)6的方向移動，從而對巷幫5進一步緊固。

作為本發(fā)明的一實施方式，其中錨板件1包括多個相互呈角度的阻力面，阻力面均與牽拉件2的延伸方向呈角度?？梢岳斫獾氖?，錨板件1可以設(shè)置為多種形狀，例如但不限于六面體、三棱柱或球體，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的其他結(jié)構(gòu)，都在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。上述錨板件1的不同側(cè)面與牽拉件2可以具有不同的角度，以在不同的方向提供阻力。例如但不限于，本發(fā)明提供的實施例中的錨板件1為正方形板，如圖2所示，牽拉件2為剛性件，且牽拉件2的延伸方向垂直于錨板件1的側(cè)面。除此，托盤3也可以為正方形板，如圖3和圖4所示，可以理解的是，托盤3和錨板件1的尺寸可以根據(jù)分別進行設(shè)置，例如但不限于牽拉件2為直徑為18mm的圓桿，牽拉件2的長度可以為2m。托盤3可以為邊長為150mm的正方形板，托盤3的厚度可以為8mm。錨板件1可以為邊長為200mm的正方形板，錨板件1的厚度可以為12mm。

可以理解的是，上述的錨板件1的外表面上還可以設(shè)置為具有向外延伸的多個延伸件，作為本發(fā)明的一實施方式，其中錨板件1包括向外延伸的多個延伸件，各延伸件順不同方向向外延伸，延伸件均與牽拉件2的延伸方向呈角度?？梢岳斫獾氖?，延伸件可以為桿件，例如但不限于直桿或彎桿，延伸件還可以為板件，例如但不限于矩形板或扇形板等，板件還可以為直板或彎曲板，都在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)?？梢岳斫獾氖?，托盤3可以設(shè)置為多個彼此連接，以形成一張大的托盤件，以提高穩(wěn)定性。

為了進一步提高沿空留巷控幫裝置的穩(wěn)定性，作為本發(fā)明的一實施方式，其中沿空留巷控幫裝置還包括防護網(wǎng)，防護網(wǎng)沿巷幫5的外側(cè)面延伸且位于外側(cè)面和固定件之間，該防護網(wǎng)可以使多個彼此獨立的沿空留巷控幫裝置彼此連接，從而使側(cè)向壓力更加均勻，以防止巷幫5滑落，從而進一步提高了巷幫5的穩(wěn)定性。

作為本發(fā)明的一實施方式，其中施工方法包括以下步驟：鋪設(shè)步驟，將沿空留巷控幫裝置鋪設(shè)于沿空側(cè)采空區(qū)6的下方，沿空留巷控幫裝置設(shè)置為固定件靠近留巷區(qū)7并朝向沿空側(cè)采空區(qū)6方向延伸；碎石步驟，沿空側(cè)采空區(qū)6垮落矸石以將沿空留巷控幫裝置覆蓋；再次鋪設(shè)步驟，矸石垮落一定厚度時，在矸石上方再鋪設(shè)沿空留巷控幫裝置，沿空留巷控幫裝置設(shè)置為固定件靠近留巷區(qū)7并朝向沿空側(cè)采空區(qū)6方向延伸；再次碎石步驟，繼續(xù)垮落矸石以將沿空留巷控幫裝置覆蓋；重復(fù)上述步驟，直至沿空側(cè)采空區(qū)6上方無矸石為止；加固步驟，調(diào)整固定件，以固定件拉緊錨拉單元，以使固定件加固巷幫5。

繼續(xù)參照圖5進行說明，如圖所示，沿空留巷控幫裝置設(shè)置于沿空側(cè)采空區(qū)6(圖中左側(cè)區(qū)域)中，留巷區(qū)7(圖中右側(cè)區(qū)域)與沿空側(cè)采空區(qū)6相鄰，且沿空側(cè)采空區(qū)6通過巷幫5與留巷區(qū)7隔離。留巷區(qū)7可以由巷幫5(左側(cè))、煤側(cè)巷幫10(右側(cè))、巷道頂板8(上方)以及巷道底板9(下方)圍繞形成。

具體地，本發(fā)明提供的沿空留巷控幫裝置的工作原理可以分為兩個階段：第一階段，自動錨定階段。在工作面端頭液壓支架拉架后，在臨時支護下將沿空留巷控幫裝置組裝完成。然后將其鋪設(shè)于沿空側(cè)采空區(qū)6下方，隨后可以垮落矸石以將沿空留巷控幫裝置覆蓋，此時錨拉單元的牽拉件2、錨板件1以及托盤3在沿空側(cè)采空區(qū)6中的空間位置基本確定?？梢岳斫獾氖牵捎谘乜樟粝锟貛脱b置的錨板件1和托盤3之間沒有形成預(yù)緊力，因此該過程中形成的巷幫5的整體性差，在側(cè)向壓力的作用下易發(fā)生側(cè)向變形。

第二階段，自動預(yù)緊階段。隨著沿空側(cè)采空區(qū)6的頂板的持續(xù)垮落，垮落矸石接頂后，在上覆巖層的作用下，巷幫5逐漸被壓實并且側(cè)向壓力逐漸增大，垮落矸石在側(cè)向壓力的作用下發(fā)生側(cè)向變形。由于在垮落矸石發(fā)生側(cè)向變形前沿空留巷控幫裝置的錨板件1和托盤3已經(jīng)固定，因此，隨著巷幫的變形，在垮落矸石的作用下逐漸自動產(chǎn)生預(yù)緊力，直到預(yù)緊力與垮落矸石側(cè)向壓力平衡，此時巷幫5保持穩(wěn)定。

工作面端頭支架移架后，沿巷幫5架設(shè)工字鋼、單體支柱、鋼筋網(wǎng)等支護，形成一個安全的作業(yè)空間。由于沿空側(cè)采空區(qū)6頂板垮落時間是間斷性的，因此，當垮落的矸石堆積至一定高度時適時安設(shè)沿空留巷控幫裝置。關(guān)于沿空留巷控幫裝置的使用方法，下文以牽拉件2為剛性件的實施例為例進行說明。具體地，錨板件1的延伸方向與牽拉件2的延伸方向呈角度設(shè)置，例如但不限于錨板件1的延伸方向與牽拉件2的延伸方向分別為30°，60°，90°，120°，150°。操作工可以將沿空留巷控幫裝置搬運到待鋪設(shè)位置，操作工可以站立在留巷區(qū)7并手握托盤3或牽拉件2以將沿空留巷控幫裝置設(shè)置于沿空側(cè)采空區(qū)6中，將沿空留巷控幫裝置設(shè)置為托盤3位于巷幫5的外側(cè)，牽拉件2從托盤3向沿空側(cè)采空區(qū)6內(nèi)部延伸?？梢娧乜樟粝锟貛脱b置的鋪設(shè)方法簡單可靠，節(jié)省了勞動強度，由于無需鉆孔等過程，從而降低了控幫成本，提高了控幫效率。

可以理解的是，牽拉件2為柔性件的實施例也在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)，具體地，在錨板件1上可以均勻設(shè)置有多個孔，牽拉件2為鎖鏈且為多個，多個牽拉件2分別穿設(shè)于上述孔中，從而將錨板件1固定，在使用時，操作工站立在留巷區(qū)7中，手持沿空留巷控幫裝置的托盤3或牽拉件2，便可使沿空留巷控幫裝置的整體離開地面，并將其放置于沿空側(cè)采空區(qū)6中設(shè)置為托盤3位于巷幫5的外側(cè)，牽拉件2從托盤3向沿空側(cè)采空區(qū)6內(nèi)部延伸。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的其他鋪設(shè)方式，都在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

所描述的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何合適的方式結(jié)合在一個或更多實施方式中。在下面的描述中，提供許多具體細節(jié)從而給出對本發(fā)明的實施方式的充分理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，可以實踐本發(fā)明的技術(shù)方案而沒有所述特定細節(jié)中的一個或更多，或者可以采用其它的方法、組件、材料等。在其它情況下，不詳細示出或描述公知結(jié)構(gòu)、材料或者操作以避免模糊本發(fā)明的各方面。