无煤柱沿空留巷柔帘密封装置及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及沿空留巷密封装置及其应用方法，尤其涉及一种无煤柱沿空留巷柔帘密封装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002]采用传统煤柱护巷的开采方法浪费了大量的煤炭资源，并且在煤柱上积聚了大量压缩弹性能，容易引发冲击地压、煤与瓦斯突出等动力灾害，因此，无煤柱开采技术是煤矿开采发展的方向。无煤柱切顶成巷技术采用爆破超前预裂直接顶，在采场周期来压作用下，直接顶沉降至底形成巷帮，隔绝采空区，实现了无煤柱开采，改善了采场周围应力分布。无煤柱切顶成巷后，实现巷道与老塘(采空区)的彻底隔绝是留巷成功的关键。为了保证巷道与采空区彻底隔绝、不串风，传统方法往往需要采用槽钢加固巷帮，再向巷帮大量注浆的工艺，不仅浪费了大量人力、财力，而且可能影响工作面正常接替程序。目前，切顶成巷技术主要应用于薄煤层，由于老顶回转沉降幅度较小，巷帮刚性墙体和底板破坏程度尚不明显。对于厚煤层，老顶回转下沉幅度较大，若采用现有刚性墙体密封技术，极易造成巷帮的变形和底板的鼓起。
[0003]由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提尚。
【发明内容】
[0004]本发明为避免上述现有技术存在的不足之处，提供了一种可实现对巷道顶板的柔性让压且密封性能好的无煤柱沿空留巷柔帘密封装置及其使用方法。
[0005]本发明所采用的技术方案为:
[0006]无煤柱沿空留巷柔帘密封装置，包括支撑机构及用于封闭顺槽巷道帮壁、隔绝顺槽巷道与采空区的密封机构，密封机构包括柔性帘布及用于将柔性帘布的上边沿固定在顺槽巷道顶板、将柔性帘布的下边沿固定在顺槽巷道底板上的定位组件，支撑机构包括沿柔性帘布的长度方向对柔性帘布进行支撑的横向支撑组件及沿柔性帘布的高度方向对柔性帘布进行支撑的纵向支撑组件。
[0007]所述定位组件包括上夹板和下夹板，上、下夹板沿各自的长度方向均开设有夹槽，柔性帘布的上边沿置于上夹板的夹槽内并通过沿上夹板的长度方向均布的若干个螺栓螺母紧固件实现紧固定位，柔性帘布的下边沿置于下夹板的夹槽内并通过沿下夹板的长度方向均布的若干个螺栓螺母紧固件实现紧固定位。
[0008]所述上、下夹板分别通过锚杆连接组件与顺槽巷道顶、底板的固连，锚杆连接组件包括锚杆、紧固螺母及托盘，锚杆的一端与顺槽巷道的顶、底板固连、锚杆的另一端穿过与锚杆对应的上、下夹板并通过紧固螺母紧固定位，托盘设置在紧固螺母与上、下夹板之间。
[0009]所述上夹板和下夹板均为柔性夹板，上、下夹板均由橡胶阻燃材料制成。
[0010]所述纵向支撑组件与横向支撑组件位于柔性帘布的同一侧，所述纵向支撑组件包括导向杆，导向杆包括彼此相连的固定杆和活动杆，固定杆位于活动杆的下方，活动杆能够沿柔性帘布的高度方向升降，固定杆的外径大于活动杆的外径，固定杆的底端与下夹板相连，活动杆的顶端与上夹板相连；所述横向支撑组件包括若干根横向支撑杆，若干根横向支撑杆在柔性帘布的高度方向上等距离分布；所述柔性帘布与各横向支撑杆的相对位置处沿柔性帘布的长度方向设置有若干个横向支撑杆定位部，各横向支撑杆定位部均包括两根绑扎布条，两根绑扎布条的一端分别与柔性帘布固连、另一端相互配合形成对横向支撑杆的绑扎定位。
[0011]所述固定杆和活动杆沿各自的高度方向分别通过若干个卡扣组件与对应高度处的横向支撑杆相连，各卡扣组件均包括第一卡箍和第二卡箍，第一卡箍套置在固定杆和活动杆上，第二卡箍套置在横向支撑杆上，第一卡箍通过连接杆与第二卡箍相连，第一卡箍的轴线与第二卡箍的轴线相互垂直，第—^箍与第二卡箍的结构相同但内径不同，第—^箍的内径大于第二卡箍的内径，第一卡箍的内径大于活动杆的外径，连接时，第一卡箍紧固住固定杆，第二卡箍紧固住横向支撑杆，同时第一卡箍松套住活动杆，使柔性帘布能够随活动杆的升降而升降；所述固定杆为单体液压缸，单体液压缸内的活塞杆构成上述活动杆。
[0012]所述第一卡箍和第二卡箍均包括第一半弧段和第二半弧段，第一半弧段的一端与第二半弧段的一端为转动连接、第一半弧段的另一端与第二半弧段的另一端为固定连接；第一半弧段的一端设置有定位凸块，且定位凸块上开设有第一转孔，第二半弧段的一端开设有能够容纳定位凸块的凹槽，且第二半弧段设置凹槽的这一端的上部和下部分别开设有与第一转孔位置相对的第二转孔，第一半弧段设置定位凸块的一端与第二半弧段设置凹槽的一端通过穿过第一转孔、第二转孔的转轴实现转动连接；第一、第二半弧段的另一端均设置有定位凸板，第一半弧段的定位凸板与第二半弧段的定位凸板通过螺栓螺母紧固件实现紧固定位。
[0013]所述密封机构沿顺槽巷道长度方向靠近采空区一侧多组连接布置，相对应的，支撑机构设置有多组，各密封机构的柔性帘布沿顺槽巷道长度方向并排布置，各密封机构的柔性帘布之间通过万能粘贴扣连接，各万能粘贴扣分别设置在柔性帘布的左端和右端，各支撑机构的横向支撑杆之间通过连接螺栓、连接螺母配合连接，横向支撑杆的一端开设有螺纹孔、另一端设置有外螺纹，连接螺母一半旋入横向支撑杆的外螺纹处，连接螺栓的一端旋入横向支撑杆的螺纹孔内，连接螺栓的另一端旋入连接螺母的另一半内。
[0014]本发明还公开了一种如上所述的无煤柱沿空留巷柔帘密封装置的使用方法，该方法包括如下步骤:
[0015]步骤一，开掘首采工作面的两条顺槽及开切眼，形成首采工作面；工作面开采前，在顺槽巷道的顶板和底板处安装锚杆，同时将上、下夹板平行于顺槽底部距采煤工作面的煤壁10?15cm处固定于锚杆上，托盘通过紧固螺母将上、下夹板分别结贴到顺槽巷道的顶板和底板上；
[0016]步骤二，工作面开采前，超前定向爆破直接顶；沿下顺槽巷道贴近采煤工作面一侧打爆破钻孔，并安装炸药，进行直接顶爆破预裂切缝；
[0017]步骤三，安装柔性帘布，通过螺栓螺母紧固件将柔性帘布紧贴固定至上、下夹板的夹槽内；
[0018]步骤四，安装支撑机构，将横向支撑杆穿过柔性帘布上沿平行于顺槽巷道长度方向布置的绑扎布条进行绑扎固定，所有的横向支撑杆自下而上依次安装，然后将固定杆安装在下夹板的中间位置，单体液压缸内注入乳化液，使活动杆的顶端安装在上夹板的中间位置，之后通过第一卡箍和第二卡箍连接横向支撑杆与固定杆、活动杆；
[0019]步骤五，沿上夹板的上端面和下夹板的底端面进行喷浆处理，使上、下夹板分别紧贴顺槽巷道的顶、底板，保证其密封效果；
[0020]步骤六，依据步骤一至步骤五依次安装下一组密封机构和支撑机构，相邻两组密封机构的柔性帘布之间通过万能粘贴扣连接，相邻两组支撑机构的横向支撑杆之间通过连接螺栓和连接螺母配合连接；
[0021]步骤七，待下一工作面推过后，撤出上一工作面中用到的密封机构和支撑机构，供下条顺槽巷道使用。
[0022]所述固定杆和活动杆的初撑力大小小于支护阻力。
[0023]由于采用了上述技术方案，本发明所取得的有益效果为:
[0024]1、本发明中的柔性帘布与上、下夹板均采用了不透风的材料，各部件之间严格密封连接，保证了巷道与采空区不串风。
[0025]2、本发明中的柔性帘布、固定杆与活动杆的刚度都非常小，实现了对巷道顶板的柔性让压，克服了刚性墙体带来的巷帮破坏、底板鼓起的弊端，解决了厚煤层切顶留巷的巷帮密封问题。
[0026]3、本发明中的柔性帘布及组成支撑机构的各部件均可全部回收利用，大大节省了密封成本。
[0027]4、本发明结构简单，轻便，便于安装，密封性能好，保证了巷道与采空区彻底隔绝、不串风，且本发明的安装施工工艺简单，不影响巷道的正常接替。
【附图说明】
[0028]图1为本发明中的无煤柱沿空留巷柔帘密封装置在巷道内的布置图。
[0029]图2为本发明中的无煤柱沿空留巷柔帘密封装置的立体图。
[0030]图3为图2的侧视图。
[0031]图4为图3的局部放大图。
[0032]图5示出了本发明中横向支撑杆与活动杆的连接方式图。
[0033]图6为本发明中卡扣组件的结构示意图。
[0034]图7示出了本发明中相邻两柔性帘布与相邻两横向支撑杆的连接方式图。
[0035]图8为相连两横向支撑杆的连接方式示意图。
[0036]图9为相连两柔性帘布的连接方式示意图。
[0037]其中，<