本發(fā)明涉及煤礦工作面配套設(shè)備，尤其涉及一種無巷道無煤柱自留巷開采工法的超后支架及裝備系統(tǒng)，為無巷道掘進(jìn)無煤柱開采工法的實(shí)施提供了保障。

背景技術(shù)：

目前，在進(jìn)行長壁開采過程中，如圖1所示采用121工法，即一個工作面需先挖掘兩個巷道，并且留一個煤柱作為支撐。具體說來，每個工作面10包括上順槽11、下順槽12和開采面13，各工作面10的上順槽11連通皮帶下山通道14，各工作面10的下順槽12連通回風(fēng)下山通道15，另外還設(shè)置有軌道下山通道16。目前的這種結(jié)構(gòu)中，需要留設(shè)煤柱，造成資源的大量浪費(fèi)。而且，每個工作面都需要挖掘兩個巷道，工作效率低。

隨著大規(guī)模的煤炭開采，煤炭資源量日益減少，尤其在煤炭經(jīng)濟(jì)蕭條的今天，傳統(tǒng)的留設(shè)煤柱、沿空掘巷的開采方式造成的開采成本高，煤炭回收率低等問題日益突出。

在所述背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)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(shí)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(shí)施方式部分中進(jìn)一步詳細(xì)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(hù)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(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無巷道無煤柱自留巷開采工法的超后支架。以解決無巷道無煤柱自留巷開采工法工作面后方切頂、擋矸、注漿等問題。

本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)適用于無巷道掘進(jìn)無煤柱自留巷開采工法的配套裝備系統(tǒng)，以滿足無巷道掘進(jìn)無煤柱開采工法下各項(xiàng)技術(shù)要求，達(dá)到采區(qū)無巷道掘進(jìn)無煤柱開采的目的。

本發(fā)明的額外方面和優(yōu)點(diǎn)將部分地在下面的描述中闡述，并且部分地將從描述中變得顯然，或者可以通過本發(fā)明的實(shí)踐而習(xí)得。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種無巷道無煤柱開采工法的自留巷超后支架，所述超后支架使用在無巷道無煤柱開采作業(yè)工法中，以采煤機(jī)系統(tǒng)在一采煤通道內(nèi)進(jìn)行采煤作業(yè)，所述采煤通道外端連通上順槽，所述采煤通道內(nèi)端連通下順槽；所述下順槽為留巷區(qū)，所述上順槽和下順槽基本平行于所述采煤機(jī)系統(tǒng)開采前進(jìn)方向，所述采煤通道后側(cè)與所述留巷區(qū)外側(cè)之間的區(qū)域?yàn)椴煽招秹簠^(qū)；所述超后支架支撐在所述留巷區(qū)；所述超后支架包括底座、頂梁和支柱；所述底座在下側(cè)；所述頂梁在頂部支撐頂部巖體，所述支柱可伸縮地支撐在所述底座與頂梁之間；所述超后支架設(shè)有側(cè)向支撐結(jié)構(gòu)，以支撐位于所述采空卸壓區(qū)和留巷區(qū)之間的擋矸板；所述頂梁中部留有錨桿開槽；所述超后支架至少具有四組，前部一組或兩組為切頂超后支架，其余為擋矸超后支架；每個位置包括至少兩架所述超后支架，相互配合邁步式前進(jìn)，當(dāng)其中一所述超后支架前移時(shí)，另一所述超后支架的側(cè)向支撐結(jié)構(gòu)要對所述擋矸板進(jìn)行側(cè)向支撐。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述底座與頂梁之間還具有一鉸接腿，所述鉸接腿上下兩端分別鉸接于所述底座與頂梁。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述鉸接腿為四連桿式鉸接腿，其中各連桿在中部呈角度鉸接。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述側(cè)向支撐結(jié)構(gòu)包括兩個以上側(cè)向延伸的伸縮桿，所述側(cè)向支撐結(jié)構(gòu)還包括滑動架，所述滑動架豎向地安裝于所述底座，所述伸縮桿后部安裝于所述滑動架。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述伸縮桿為液壓伸縮桿，所述滑動架帶動所述伸縮桿左右或上下調(diào)整位置。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述錨桿開槽為從前至后的通槽，所述頂梁在錨桿開槽兩側(cè)為左側(cè)頂梁和右側(cè)頂梁；所述左側(cè)頂梁和右側(cè)頂梁分別包括前頂梁和后頂梁，所述前頂梁和后頂梁互相鉸接。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述底座分別包括前底座和后底座，所述前底座和后底座互相鉸接。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中至少一組所述擋矸超后支架配備有錨桿鉆機(jī)，通過所述擋矸板上開設(shè)的錨桿預(yù)留孔向所述采空卸壓區(qū)巷幫施工注漿錨桿。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中至少一組所述擋矸超后支架配備有注漿機(jī)，以所述注漿機(jī)能向所述采空卸壓區(qū)巷幫注漿。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中所述超后支架前立柱和后立柱均具有側(cè)向支撐結(jié)構(gòu)，所述側(cè)向支撐結(jié)構(gòu)能對側(cè)向擋矸板進(jìn)行支撐，所述側(cè)向擋矸板設(shè)有注漿錨桿預(yù)留孔，并焊接有槽鋼作為所述側(cè)向支撐結(jié)構(gòu)側(cè)向支撐的著力點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，后兩組為擋矸超后支架，在第三組支架位置，頂板在壓力及切頂阻力的共同作用下，基本完全垮落穩(wěn)定，第三組支架配備有錨桿鉆機(jī)，通過擋矸板錨桿預(yù)留孔向采空區(qū)巷幫施工注漿錨桿。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，第四組支架配備有注漿機(jī)，注漿錨桿施工完畢后，向采空區(qū)巷幫注漿，以提高采空圍巖的整體性，漿液凝固完全穩(wěn)定后，拆除擋矸板，可循環(huán)使用。

本發(fā)明的另一個方面，提供一種無巷道無煤柱自留巷開采工法的裝備系統(tǒng)，其包括如前所述的端頭支架。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的無巷道無煤柱自留巷開采工法的裝備系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

實(shí)現(xiàn)了工作面后方切頂、擋矸、打注漿錨桿、注漿等功能，實(shí)現(xiàn)了頂板的順利垮落，并通過注漿進(jìn)一步提高了采空區(qū)巷幫的強(qiáng)度及穩(wěn)定性，取得了良好的成巷效果。

無巷道無煤柱自留巷開采工法的裝備系統(tǒng)的有益效果在于，在進(jìn)行一般工作面開采時(shí)，上一工作面的側(cè)部留巷作為其上順槽，開采面的采煤通道作為通風(fēng)通道，自身留巷作為下順槽，依舊形成完整的通風(fēng)系統(tǒng)。在該過程中，始終無需對任一工作面在開采作業(yè)前單獨(dú)挖掘上順槽和下順槽，僅需開采過程進(jìn)行留巷即可，因此提高工作效率，降低資源消耗。

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(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的各種目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)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(biāo)記始終表示相同或類似的部件。其中：

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中121工法采煤作業(yè)方式的平面示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的無巷道無煤柱自留巷開采工法的平面示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的無巷道無煤柱自留巷開采工法的裝備系統(tǒng)整體布置俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例的無巷道無煤柱自留巷開采工法的裝備系統(tǒng)整體布置斜視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例中采煤通道與留巷區(qū)支架布置的示意圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例的超后支架斜視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7A是本發(fā)明實(shí)施例的超后支架俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7B是本發(fā)明實(shí)施例的超后支架側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7C是本發(fā)明實(shí)施例的超后支架前視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8A是本發(fā)明實(shí)施例的擋矸板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8B是本發(fā)明實(shí)施例的擋矸板的槽鋼截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明實(shí)施例的防護(hù)網(wǎng)與注漿錨桿的布置方式示意圖；

圖10是本發(fā)明實(shí)施例的超后支架的支護(hù)系統(tǒng)立體結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

2、采區(qū)；20、首采面；21、上順槽；22、下順槽；25、回風(fēng)下山通道；26、軌道下山通道；27、采煤通道；28、皮帶下山通道；29、采空卸壓區(qū)；3、過渡支架；4、端頭支架；5、超后支架；51、底座；52、頂梁；520、開槽；53、支柱；54、鉸接腿；55、側(cè)向支撐結(jié)構(gòu)；56、擋矸板；561、鋼板；562、槽鋼；564預(yù)留孔；6、回撤支架；7、采煤機(jī)系統(tǒng)；71、采煤機(jī)；72、刮板機(jī)。

10、工作面；11、上順槽；12、下順槽；13、開采面；14、皮帶下山通道；15、回風(fēng)下山通道；16、軌道下山通道。

具體實(shí)施方式

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

本發(fā)明實(shí)施例涉及的無巷道無煤柱開采工法是一種新型煤礦開采方法，其特點(diǎn)是，就單個工作面來看，不用在工作面開采前挖掘上順槽和下順槽，開采過程中也不需要留設(shè)煤柱，并且可保證整個采區(qū)的通風(fēng)。本說明中所稱采區(qū)(district)是指：階段或開采水平內(nèi)沿走向劃分為具有獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)的開采塊段。近水平煤層采區(qū)又稱盤區(qū)(panel)；傾斜長壁分帶開采的采區(qū)又稱帶區(qū)(strip district)。下面以一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)作展開說明。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的無巷道掘進(jìn)無煤柱開采工法的平面示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的無巷道無煤柱自留巷開采工法的裝備系統(tǒng)整體布置俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例的無巷道無煤柱自留巷開采工法的裝備系統(tǒng)整體布置斜視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例中采煤通道與留巷區(qū)支架布置的示意圖。

本發(fā)明實(shí)施例涉及的無巷道無煤柱自留巷開采工法，在一具體實(shí)施例中如圖2所示，包括至少一個采區(qū)2，在采區(qū)2的一側(cè)直接設(shè)置有回風(fēng)下山通道25和軌道下山通道26，在采區(qū)井口到另一側(cè)連通設(shè)置有皮帶下山通道28?；仫L(fēng)下山通道25、軌道下山通道26和皮帶下山通道28都連通井口，而且皮帶下山通道28環(huán)繞整個采區(qū)2后連通回風(fēng)下山通道25，形成采區(qū)2的整體通風(fēng)系統(tǒng)。說明書中提及的采區(qū)是指，階段或開采水平內(nèi)沿走向劃分為具有獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)的開采塊段。該實(shí)施例中，采區(qū)2可根據(jù)作業(yè)需求區(qū)分為多個工作面。舉例來講，在首采面20上，皮帶下山通道28的一段作為該首采面20的上順槽21進(jìn)行通風(fēng)和出煤。

本發(fā)明實(shí)施例示例性提供一種適用于無巷道無煤柱自留巷開采工法的配套裝備系統(tǒng)，以達(dá)到采區(qū)無巷道掘進(jìn)無煤柱開采的目的。

本發(fā)明實(shí)施例的無巷道無煤柱自留巷開采工法的裝備系統(tǒng)，工作面配套裝備系統(tǒng)總體布局圖可以選擇為如圖3、圖4所示，這里的設(shè)備布置方位是圖2的鏡像方位，說明本裝備系統(tǒng)的實(shí)施并不依賴于具體方位關(guān)系。

可以選擇以此裝備系統(tǒng)在采區(qū)進(jìn)行無巷道無煤柱自留巷開采作業(yè)，所述裝備系統(tǒng)可主要包括：過渡支架3、端頭支架4、超后支架5、回撤支架6、切縫裝置及采煤機(jī)系統(tǒng)7。采煤機(jī)系統(tǒng)在采煤通道27內(nèi)進(jìn)行采煤作業(yè)，采煤機(jī)沿上順槽21延伸方向采煤前進(jìn)(圖中實(shí)心箭頭所示方向)，且采煤通道27外端連通上順槽21，采煤通道27內(nèi)端連通下順槽22。這里下順槽22為開采中不斷留巷作業(yè)形成，這其中上順槽21和下順槽22基本平行于采煤機(jī)系統(tǒng)7開采方向，采煤通道27后側(cè)與下順槽22(也稱留巷區(qū))外側(cè)之間的區(qū)域可為采空卸壓區(qū)29，是采煤機(jī)系統(tǒng)不斷運(yùn)行產(chǎn)生的后側(cè)采空區(qū)。

本說明書中所述采煤機(jī)系統(tǒng)7開采方向是指整體前進(jìn)方向，如圖3中實(shí)心箭頭所示方向，采煤機(jī)系統(tǒng)7中采煤機(jī)在采煤通道27內(nèi)向左或向右沿前壁開采，以實(shí)現(xiàn)向前進(jìn)方向的推進(jìn)。上順槽21和下順槽22基本平行于采煤機(jī)系統(tǒng)7開采方向，其中基本平行是說開采中難免存在的偏差；另外，有時(shí)也需要根據(jù)煤層與地質(zhì)的特殊情形進(jìn)行調(diào)整，但基本處于平行狀態(tài)即可。因?yàn)轫槻劬峭ㄟ^開采作業(yè)不斷留巷形成。

其中，并參照圖5所示，過渡支架3、端頭支架4、超后支架5與回撤支架6均可伸縮地支撐采區(qū)底部巖體和頂部巖體。這些支架的實(shí)施方式可選擇為均具有頂板和底板，而頂板和底板之間可由鉸接的支腿及/或液壓缸式支腿進(jìn)行活動地支撐。

根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式，過渡支架3可位于采煤通道27、采空卸壓區(qū)29與下順槽22之間。具體示例，過渡支架3長度方向可選擇為大約是垂直于采煤通道27延伸方向，過渡支架3后部可位于采空卸壓區(qū)29內(nèi)，過渡支架3前部可位于采煤通道27內(nèi)，側(cè)面緊貼下順槽22(留巷區(qū))邊緣，所以過渡支架3前部留空，以便于留出采煤機(jī)運(yùn)作通過的空間。將過渡支架3布置于此，一是可以同時(shí)支撐采煤通道27和下順槽22；二是減小阻風(fēng)面積，使得沒有擋墻類設(shè)備影響巷道的整體通風(fēng)；三是可以有足夠的空間留出采煤機(jī)通過空間，因此不會影響采煤作業(yè)；四是便于利用過渡支架3在頂部鋪設(shè)向采空卸壓區(qū)29延伸一定距離的防護(hù)網(wǎng)，以便采空卸壓區(qū)29垮塌下來后，防護(hù)網(wǎng)可防護(hù)在下順槽22的幫部。過渡支架3在滿足以上條件的前提下，主體結(jié)構(gòu)上可選擇本領(lǐng)域中常用的采煤用支架結(jié)構(gòu)，例如液壓柱式支架，鉸接腿與液壓柱結(jié)合的支架等形式，具體支架形式并不限制。

根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式，可選擇將至少一切縫裝置安裝于過渡支架3，可以利用切縫裝置沿下順槽22(留巷區(qū))與采空卸壓區(qū)29的交界線上對頂部巖體進(jìn)行縱向切縫作業(yè)，以便形成下順槽22(留巷區(qū))。好處在于，可利用過渡支架3承載切縫裝置，其中，切縫裝置可包括多個切縫鉆機(jī)，可利用切縫鉆機(jī)沿一定間距在頂部巖體上形成多個鉆孔，之后可利用爆破或脹開裝置將多個鉆孔漲裂為線性縫。這里選擇在過渡支架3上安裝切縫裝置，且在過渡支架3頂梁上留有作業(yè)槽，以便于從下向上進(jìn)行切縫作業(yè)。

根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式，端頭支架4位于采煤通道27與留巷區(qū)重疊區(qū)內(nèi)，端頭支架4可以包括兩個或三個并排支架，端頭支架4也就是位于采煤通道27的內(nèi)端頭與下順槽22的內(nèi)端頭。下順槽22為采空區(qū)切頂泄壓后留巷形成，所以，采煤機(jī)采完煤后，需要盡快對下順槽22的內(nèi)幫和頂部進(jìn)行加固，端頭支架4后部位于下順槽22內(nèi)，前部位于與采煤通道27的重疊區(qū)內(nèi)，側(cè)面可以緊貼下順槽22內(nèi)幫，當(dāng)然也可以留出一定間距，所以端頭支架4前部留空，以便于留出采煤機(jī)運(yùn)作通過的空間。將端頭支架4布置于此，一是可以同時(shí)支撐采煤通道27和下順槽22；二是可以有足夠的空間留出采煤機(jī)通過空間，因此不會影響采煤作業(yè)；三是便于利用端頭支架4布置錨桿或錨索鉆機(jī)，以便于對下順槽22的內(nèi)幫和頂部利用錨索及/或錨桿進(jìn)行加固。在頂部鋪設(shè)防護(hù)網(wǎng)，防護(hù)網(wǎng)可由錨桿或錨索進(jìn)行固定，以防止碎裂巖石掉落，同時(shí)還便于后續(xù)的噴漿加固作業(yè)。端頭支架4在滿足以上條件的前提下，主體結(jié)構(gòu)上可選擇本領(lǐng)域中常用的采煤用支架結(jié)構(gòu)，例如液壓柱式支架，鉸接腿與液壓柱結(jié)合的支架等形式，具體支架形式并不限制。

根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式，由于端頭支架4上安裝多個錨索鉆機(jī)，端頭支架4頂梁上可以留有作業(yè)孔及/或作業(yè)槽。以便于從下向上打錨孔并安裝錨索或錨孔。多個錨索鉆機(jī)中還具有側(cè)向錨孔鉆機(jī)，以便于向內(nèi)幫上進(jìn)行打孔安裝錨索或錨桿的作業(yè)。

根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式，如圖3、圖4所示，超后支架5為多組，且每組為至少兩個，超后支架5位于留巷區(qū)內(nèi)，多組超后支架5順留巷區(qū)依次布置。超后支架5可隨采煤機(jī)系統(tǒng)7不斷步進(jìn)移架前進(jìn)，同時(shí)完成留巷區(qū)的擋矸、護(hù)幫、支撐等作用?？蛇x擇前面兩組或三組為切頂超后支架51，可選擇后面兩組或三組為擋矸超后支架52，切頂超后支架51可安裝切縫鉆機(jī)，與過渡支架中的切縫裝置配合，以此保證整體系統(tǒng)有足夠的切頂阻力，能保證頂板沿切縫面順利垮落。采空區(qū)頂板在礦山壓力及切頂阻力的共同作用下，基本完全垮落穩(wěn)定。下順槽22留巷區(qū)與采空卸壓區(qū)29之間還可安裝有多個擋矸板，多個擋矸板平鋪于留巷區(qū)外側(cè)幫上；擋矸板上開設(shè)多個預(yù)留孔，利用預(yù)留孔向采空卸壓區(qū)29安裝錨桿或錨索。超后支架5安裝有側(cè)向支撐伸縮桿，側(cè)向支撐伸縮桿支撐擋矸板。擋矸超后支架52可以配備有錨桿鉆機(jī)，通過擋矸板錨桿預(yù)留孔向采空區(qū)巷幫施工注漿錨桿。

本發(fā)明實(shí)施例的超后支架系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了工作面后方切頂、擋矸、打注漿錨桿、注漿等功能，可利于采空區(qū)頂板的順利垮落，并通過注漿進(jìn)一步提高了采空區(qū)巷幫的強(qiáng)度及穩(wěn)定性，能取得良好的成巷效果。

可以采用多個回撤支架6并排布置，以支撐采煤通道27，回撤支架6也可選擇為普通支架，僅需在前端留出采煤機(jī)系統(tǒng)7的通過空間即可，且回撤支架6上還可以選擇安裝錨孔鉆機(jī)、鋪網(wǎng)裝置和切縫裝置，以便于在采煤作業(yè)的終點(diǎn)前一定距離鋪網(wǎng)后進(jìn)行錨桿或錨索的安裝，最后通過切縫作業(yè)進(jìn)行放頂作業(yè)。

根據(jù)一實(shí)施方式，采煤工作面可采用專用防塵防沖快速回撤支架6，頂部和后側(cè)防護(hù)板加大，形成封閉式板，架間采用柔性耐摩擦材料進(jìn)行密封，頂梁設(shè)計(jì)有切縫鉆孔和錨索鉆孔預(yù)留孔。

另還可具有一鋪網(wǎng)裝置，鋪網(wǎng)裝置可包括多個網(wǎng)卷和軸組，這些網(wǎng)卷可設(shè)于過渡支架3、端頭支架4或第一組超后支架5的前端或后端。在過渡支架3前將防護(hù)網(wǎng)順頂部巖體底面進(jìn)行鋪設(shè)，防護(hù)網(wǎng)布置于過渡支架3、端頭支架4與超后支架5頂面與頂部巖體底面之間。

采煤機(jī)系統(tǒng)7包括采煤機(jī)71與刮板機(jī)72，刮板機(jī)72位于采煤通道27底部，采煤機(jī)可移動地安裝于刮板機(jī)72上，上順槽21內(nèi)還應(yīng)配置出煤輥道73，以便于與刮板機(jī)72配合，將采出的煤運(yùn)出。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，參照圖2至圖5所示，作業(yè)中，隨采煤機(jī)系統(tǒng)7向前開采，采煤通道27向前推進(jìn)，過渡支架3、端頭支架4、超后支架5與回撤支架6隨采煤通道27向前移架；利用切縫裝置沿留巷區(qū)與采空卸壓區(qū)29的交界線上對頂部巖體進(jìn)行縱向切縫作業(yè)；頂部巖體垮塌形成采空卸壓區(qū)29。采空卸壓區(qū)29可利用巖石的碎脹性，最終達(dá)成該區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定支撐。

在開采過程中，利用不斷對頂板進(jìn)行切縫作業(yè)，使采空卸壓區(qū)29不斷塌陷形成穩(wěn)定支撐的采空卸壓區(qū)29，同時(shí)利用超后支架5和預(yù)設(shè)的錨桿或錨索，在靠近下一工作面20的位置上進(jìn)行留巷，形成下順槽22。這種實(shí)施方式的留巷區(qū)，由于外側(cè)已由切縫給頂板卸壓，留巷區(qū)上部頂板實(shí)質(zhì)是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的懸臂梁結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中，上順槽21、采煤通道27、下順槽22和原皮帶下山通道28依次連通，也就是通風(fēng)系統(tǒng)的通道始終連通。

超后支架實(shí)施例

圖6是本發(fā)明實(shí)施例的超后支架斜視結(jié)構(gòu)示意圖；圖7A是本發(fā)明實(shí)施例的超后支架俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖7B是本發(fā)明實(shí)施例的超后支架側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖7C是本發(fā)明實(shí)施例的超后支架前視結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是本發(fā)明實(shí)施例的超后支架的支護(hù)系統(tǒng)立體結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種無巷道無煤柱開采工法的自留巷超后支架5，超后支架5使用在無巷道無煤柱開采作業(yè)工法中，超后支架5支撐在留巷區(qū)；超后支架5包括底座51、頂梁52和支柱53；底座51在下側(cè)；頂梁52在頂部支撐頂部巖體，支柱53可伸縮地支撐在底座51與頂梁52之間；超后支架5設(shè)有側(cè)向支撐結(jié)構(gòu)55，以支撐位于采空卸壓區(qū)29和留巷區(qū)之間的擋矸板56；頂梁52中部留有錨桿開槽520；超后支架5至少具有四組，前部一組或兩組為切頂超后支架5，其余為擋矸超后支架5；每個位置包括至少兩架超后支架5，相互配合邁步式前進(jìn)，當(dāng)其中一超后支架5前移時(shí)，另一超后支架5的側(cè)向支撐結(jié)構(gòu)55要對擋矸板56進(jìn)行側(cè)向支撐。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中底座51與頂梁52之間還具有一鉸接腿54，鉸接腿54上下兩端分別鉸接于底座51與頂梁52。鉸接腿54為四連桿式鉸接腿54，其中各連桿在中部呈角度鉸接。以此結(jié)構(gòu)保證左右部分的上下分體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中可選擇直接在超后支架5前立柱53和后立柱53均具有側(cè)向支撐結(jié)構(gòu)55，側(cè)向支撐結(jié)構(gòu)55能對側(cè)向擋矸板56進(jìn)行支撐。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中側(cè)向支撐結(jié)構(gòu)55包括兩個以上側(cè)向延伸的液壓控制伸縮桿，側(cè)向支撐結(jié)構(gòu)55還包括滑動架(未示出)，滑動架豎向地安裝于底座51，伸縮桿后部安裝于滑動架。其中伸縮桿為液壓伸縮桿，滑動架帶動伸縮桿左右或上下調(diào)整位置。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中錨桿開槽520為從前至后的通槽，頂梁52在錨桿開槽520兩側(cè)為左側(cè)頂梁52和右側(cè)頂梁52；左側(cè)頂梁52和右側(cè)頂梁52分別包括前頂梁52和后頂梁52，前頂梁52和后頂梁52互相鉸接。不僅可方便在巷道內(nèi)安裝布置，在移架或支護(hù)使用中，還可以分區(qū)控壓，還能減少頂梁的應(yīng)力集中導(dǎo)致的變形問題。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中底座51分別包括前底座51和后底座51，前底座51和后底座51互相鉸接。利用前后分體式底座可以實(shí)現(xiàn)邁步式移架，而且能減少材料的使用，進(jìn)一步減少成本。

圖8A是本發(fā)明實(shí)施例的擋矸板結(jié)構(gòu)示意圖；圖8B是本發(fā)明實(shí)施例的擋矸板的槽鋼截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例的防護(hù)網(wǎng)與注漿錨桿的布置方式示意圖；圖10是本發(fā)明實(shí)施例的超后支架的支護(hù)系統(tǒng)立體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，采空卸壓區(qū)29和留巷區(qū)之間設(shè)置有多個擋矸板56，擋矸板56包括多個鋼板561，鋼板561橫向上并焊接有槽鋼562作為側(cè)向支撐結(jié)構(gòu)55側(cè)向支撐的著力點(diǎn)。多個鋼板561之間利用連接件563進(jìn)行連接，連接件可為鐵絲或鋼筋件。鋼板561上間隔地設(shè)有多個注漿錨桿預(yù)留孔564，以供向采空卸壓區(qū)29安裝注漿錨桿或錨索。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中至少一組擋矸超后支架5配備有錨桿鉆機(jī)，通過擋矸板56上開設(shè)的錨桿預(yù)留孔564向采空卸壓區(qū)29巷幫施工注漿錨桿。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，其中至少一組擋矸超后支架5配備有注漿機(jī)，以注漿機(jī)能向采空卸壓區(qū)巷幫注漿。圖9所示為最終狀態(tài)下防護(hù)網(wǎng)57與注漿錨桿的相對位置示意圖。

由于頂梁52上開有躲避錨桿索和托盤的開槽，超后支架5前移時(shí)對前方錨索形成了保護(hù)。超后支架5前柱和后柱均具有側(cè)向支撐結(jié)構(gòu)55，可以對側(cè)向擋矸板進(jìn)行支撐，保證了留巷過程中擋矸板的穩(wěn)定性。側(cè)向擋矸板設(shè)計(jì)有注漿錨桿預(yù)留孔，并焊接有槽鋼作為超后支架5側(cè)向支撐的著力點(diǎn)。

一種適用于無巷道無煤柱自留巷工法的工作面超后支架系統(tǒng)，主要有擋矸、切縫、打錨桿索和支撐頂板等作用。該超后支架5的工作步驟如下：

1)超后超后支架5布置在端頭支架后方，共設(shè)計(jì)有4組，前兩組為切頂超后支架5，后兩組為擋矸超后支架5；

2)每組共設(shè)計(jì)2架超后支架5，相互配合邁步式前進(jìn)，當(dāng)其中一架超后支架5前移時(shí)，另一架超后支架5要對擋矸板進(jìn)行側(cè)向支撐，保證其穩(wěn)定性，反之亦然；

3)前兩組為切頂超后支架，必需要保證要有足夠的切頂阻力，能保證頂板沿切縫面順利垮落；

4)后兩組為擋矸超后支架，第三組超后支架5時(shí)，頂板在礦山壓力及切頂阻力的共同作用下，基本完全垮落穩(wěn)定，第三組超后支架5配備有錨桿鉆機(jī)，通過擋矸板錨桿預(yù)留孔向采空區(qū)巷幫施工注漿錨桿；

5)第四組超后支架5配備有注漿機(jī)，注漿錨桿施工完畢后，向采空區(qū)巷幫注漿，以提高采空圍巖的整體性，漿液凝固完全穩(wěn)定后，拆除擋矸板，可循環(huán)使用；

6)上述超后超后支架5是一種適用于無巷道無煤柱自留巷開采工法的工作面端頭超后支架系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了工作面后方切頂、擋矸、打注漿錨桿、注漿等功能，實(shí)現(xiàn)了頂板的順利垮落，并通過注漿進(jìn)一步提高了采空區(qū)巷幫的強(qiáng)度及穩(wěn)定性，取得了良好的成巷效果。

在上文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。

在說明本發(fā)明或本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的元件時(shí)，詞“一”、“一個”、“該”以及“所述”意欲指的是存在著一個或更多個元件。術(shù)語“包括”、“包含”和“具有”等意欲是開放性的且指的是除了所列出的元件之外還可存在其它元件。