一種機械式可伸長并恒阻可縮高強度單體支柱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種單體支柱，尤其是一種適用于煤礦井下巷道支護的機械式可伸長 并恒阻可縮高強度單體支柱。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤礦巷道頂板地質(zhì)條件復(fù)雜，里面存在大量離層裂隙等弱面結(jié)構(gòu)，當巷道開挖后， 頂板在短期內(nèi)會有較大的下沉量，煤礦單體支柱是支撐和維護巷道頂板，為井下創(chuàng)造安全 作業(yè)空間的設(shè)備，單體支柱支護在煤礦井下有廣泛的應(yīng)用，具有投資少、受地質(zhì)條件限制 少、使用和維護方便且操作靈活等特點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供一種適用于煤礦井下巷道支護的可快速伸長并恒 阻可縮的高強度高預(yù)應(yīng)力讓壓單體支柱。
[0004] 技術(shù)方案：本發(fā)明機械式可伸長并恒阻可縮高強度單體支柱，包括單體支柱和支 座，所述的單體支柱包括缸筒、伸入缸筒內(nèi)的活柱體，所述缸筒入口的內(nèi)壁為圓錐面，缸筒 與伸入缸筒內(nèi)的活柱體之間的圓錐面內(nèi)設(shè)有彈性球體，彈性球體由串聯(lián)線均勻等距串聯(lián)在 一起；所述的支座包括支座頂板、支座底板、聚能彈簧，支座底板上均勻設(shè)有多個預(yù)緊桿，多 個預(yù)緊桿中間均勻放置有多個聚能彈簧，多個聚能彈簧上方設(shè)置穿過多個預(yù)緊桿的支座頂 板，多個預(yù)緊桿上方設(shè)有支座頂板直接接觸的預(yù)緊螺帽，支座底板上設(shè)有套裝在預(yù)緊桿上 的剛性支塊，支座底板與支座頂板之間外側(cè)設(shè)有多個帶有楔形體斜面的楔形體支塊。
[0005] 所述缸筒的外徑D、缸筒內(nèi)徑di、活柱體直徑d2、彈性球體壓縮變形前自圓錐面與 活柱體外壁之間的最小距離d_、彈性球體壓縮變形后與圓錐面和活柱體外壁之間的最小 距離dmin和圓錐面⑷壁口切距b的參數(shù)關(guān)系為：
【主權(quán)項】
1. 一種機械式可伸長并恒阻可縮高強度單體支柱，包括單體支柱和支座，其特征在于： 所述的單體支柱包括缸筒（1)、伸入缸筒（1)內(nèi)的活柱體（2)，所述缸筒（1)入口的內(nèi)壁為 圓錐面（4)，缸筒⑴與伸入缸筒⑴內(nèi)的活柱體⑵之間的圓錐面（4)內(nèi)設(shè)有彈性球體 (3)，彈性球體（3)由串聯(lián)線（6)均勻等距串聯(lián)在一起；所述的支座包括支座頂板（11)、支 座底板（12)、聚能彈簧（13)，支座底板（12)上均勻設(shè)有多個預(yù)緊桿（9)，多個預(yù)緊桿（9)中 間均勻放置有多個聚能彈簧（13)，多個聚能彈簧（13)上方設(shè)置穿過多個預(yù)緊桿（9)的支 座頂板（11)，多個預(yù)緊桿（9)上方設(shè)有支座頂板（11)直接接觸的預(yù)緊螺帽（10)，支座底板 (12)上設(shè)有套裝在預(yù)緊桿（9)上的剛性支塊（14)，支座底板（12)與支座頂板（11)之間外 側(cè)設(shè)有多個帶有楔形體斜面（16)的楔形體支塊（15)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式可伸長并恒阻可縮高強度單體支柱，其特征在于： 所述缸筒⑴的外徑D、缸筒⑴內(nèi)徑Cl1、活柱體⑵直徑(1 2、彈性球體（3)壓縮變形前 自圓錐面（4)與活柱體（2)外壁之間的最小距離dmax、彈性球體（3)壓縮變形后與圓錐 面⑷和活柱體⑵外壁之間的最小距離d min和圓錐面⑷壁口切距b的參數(shù)關(guān)系為：
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式可伸長并恒阻可縮高強度單體支柱，其特征在于：所 述的聚能彈簧（13)自由時的高度Ii1、聚能彈簧（13)被壓縮后的高度11 2、聚能彈簧（13)的 剛度k、聚能彈簧（13)施加的預(yù)緊支撐力N參數(shù)的關(guān)系：N = k Qll-Il2)，由楔形體支塊（15) 向外滑動使聚能彈簧（13)壓縮后的最小高度h min、剛性支塊（14)設(shè)置高度1!2參數(shù)的關(guān)系： hz h min〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式可伸長并恒阻可縮高強度單體支柱，其特征在于：所 述的缸筒（1)頂端上設(shè)有缸筒壓條（5)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式可伸長并恒阻可縮高強度單體支柱，其特征在于：所 述的活柱體（2)底端設(shè)有柱體壓條（8)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式可伸長并恒阻可縮高強度單體支柱，其特征在于：所 述的彈性球體（3)的兩端分別設(shè)有固定串聯(lián)線（6)的固定結(jié)（7)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式可伸長并恒阻可縮高強度單體支柱，其特征在于：所 述活柱體（2)的外壁上設(shè)有控制進入缸筒（1)深度和升長限高的刻度標識。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式可伸長并恒阻可縮高強度單體支柱，其特征在于：所 述的支座頂板（11)和支座底板（12)為圓形或方形。
【專利摘要】一種機械式可伸長并恒阻可縮高強度單體支柱，利用固體材料彈性變形特性的恒阻可縮裝置和可施加預(yù)應(yīng)力和減壓卸載的支座機構(gòu)，包括缸筒、活柱體和彈性球體，缸筒內(nèi)壁上部為圓錐面，下部為平直面，采用串聯(lián)線將彈性球體串聯(lián)起來，固定結(jié)固定彈性球體位置，缸筒頂部布置缸筒壓條，活柱體下部布置柱體壓條，活柱體受頂板下沉影響有向下的運動趨勢時，由于彈性球體卡住活柱體和缸筒之間的滑移面而無法回縮，當頂板下沉給活柱體施加的作用力足夠大時，彈性球體會發(fā)生變形，活柱體保持恒定阻力向下滑動，這種恒阻可縮結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了剛性和柔性支護的結(jié)合，大幅度提高了支護系統(tǒng)適應(yīng)圍巖大變形的能力。支柱結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。
【IPC分類】E21D15-34
【公開號】CN104879145
【申請?zhí)枴緾N201510305951
【發(fā)明人】崔燦, 劉華萍
【申請人】江蘇中礦立興能源科技有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年6月5日