專(zhuān)利名稱(chēng)：大變形軟巖巷道充填緩沖墊塊控制伸縮的u型鋼支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種復(fù)雜地質(zhì)條件下的高埋深、大變形的軟巖巷道支護(hù)，尤其是 一種大變形軟巖巷道充填緩沖墊塊控制伸縮的U型鋼支架。
背景技術(shù)：
煤礦井巷支架對(duì)圍巖的承受壓力靠支架本身的強(qiáng)度來(lái)維護(hù)其維護(hù)空間，可縮性的 井巷支架在受力之后，支架的結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，維護(hù)的控制斷面減小，導(dǎo)致井巷的服務(wù)時(shí)間 不足。經(jīng)常進(jìn)行井巷維修，造成大量財(cái)力和物力浪費(fèi)。目前，行業(yè)現(xiàn)有或在用的可收縮支架如下均應(yīng)力礦山支架，即使可以保持支架均勻收縮變形，但是不能抵抗井巷傳遞的壓 力，支架受力過(guò)大短時(shí)間內(nèi)會(huì)造成支架變形損壞。軟巖巷道封閉切護(hù)式U型鋼金屬可縮支架，在支架受力后，原初的架棚受力后，會(huì) 導(dǎo)致U型鋼端頭形狀的變化，圓形狀破壞，同時(shí)此施工工藝較為困難。雙向可縮支架，是一種適應(yīng)于井巷斷面的頂部為水平的斷面巷道，其穩(wěn)定性差，支 架局部特別是支架棚梁中部受壓后，棚梁不水平時(shí)，兩節(jié)部分不能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的收縮變化。其他類(lèi)似的可縮性支架，可縮量小，承載能力小，易變形。已有的改進(jìn)型支架不能適應(yīng)大變形井巷的壓力影響。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是要提供一種能適應(yīng)大變形井巷的壓力影響的大變形軟巖巷 道充填緩沖墊塊控制伸縮的U型鋼支架。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的該U型鋼支架包括頂拱U型鋼、側(cè)拱U型鋼、巷 幫U型鋼、反底拱U型鋼、緩沖墊塊、導(dǎo)向槽、穩(wěn)固銷(xiāo)和金屬卡纜，頂拱U型鋼位于最上端，在 頂拱U型鋼兩端均順序連接有側(cè)拱U型鋼、巷幫U型鋼和反底拱U型鋼，并構(gòu)成封閉的拱 形，在側(cè)拱U型鋼和巷幫U型鋼之間有導(dǎo)向槽，在導(dǎo)向槽內(nèi)有緩沖墊塊，在緩沖墊塊上有穩(wěn) 固銷(xiāo)，在頂拱U型鋼、左側(cè)拱U型鋼、右側(cè)拱U型鋼、左巷幫U型鋼和右巷幫U型鋼上有金屬 卡纜。有益效果，由于采用了上述方案，由一種節(jié)間充填異型材料控制伸縮的U型鋼支 架，由頂拱U型鋼、側(cè)拱U型鋼、巷幫U型鋼和反底拱U型鋼構(gòu)成，并包含了高分子復(fù)合材料 制成的緩沖墊塊、導(dǎo)向槽、穩(wěn)固銷(xiāo)以及金屬卡纜。在可伸縮U型鋼支架受力后，將固定導(dǎo)向槽的復(fù)合材料穩(wěn)固銷(xiāo)切斷，承載壓力傳 遞到側(cè)拱U型鋼與巷幫U型鋼連接之間預(yù)置的緩沖墊塊，緩沖墊塊隨巷道周邊的圍巖膨脹 變形傳遞到支架側(cè)拱U型鋼與巷幫U型鋼，逐漸擠壓變形破壞，支架能夠適應(yīng)巷道長(zhǎng)期的變 形并保持穩(wěn)定；適用于復(fù)雜區(qū)域及埋深高地應(yīng)力圍巖井巷，既可以實(shí)現(xiàn)巷道理想的卸壓效 果，又利用可控大收縮支護(hù)支架穩(wěn)定巷道周邊圍巖，控制整體位移變化，達(dá)到了本實(shí)用新 型的目的。[0013]優(yōu)點(diǎn)1、全斷面與巷道斷面適應(yīng)的封閉結(jié)構(gòu)，抗變形能力大。2、本支架是一種多階段變量承載結(jié)構(gòu)。節(jié)間充填異型材料初期不承載壓力，在穩(wěn) 固銷(xiāo)受壓斷裂后，節(jié)間充填異型材料緩沖墊塊開(kāi)始承載壓力，并隨壓力增大緩沖墊塊收縮 讓壓，側(cè)拱U型鋼、巷幫U型鋼在導(dǎo)向槽內(nèi)逐漸對(duì)接后，巷道圍巖的壓力才能轉(zhuǎn)移到定型支 架上，支架的巷道的服務(wù)時(shí)間隨之得到延長(zhǎng)。3、強(qiáng)度可控制的緩沖墊塊，可以通過(guò)調(diào)節(jié)材料的性質(zhì)，形成低于U型鋼抗壓強(qiáng)度 的不同等級(jí)的材料，適時(shí)控制支架的變化速率。4、采用導(dǎo)向槽控制側(cè)拱U型鋼、巷幫U型鋼，支架穩(wěn)定性能好。本實(shí)用新型效果實(shí)現(xiàn)支架在不受力變形的情形下，支架不變形，服務(wù)的時(shí)間長(zhǎng)。結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，具有較強(qiáng)的工程實(shí)用性。

圖1是本實(shí)用新型的主視圖。圖2是節(jié)間充填異型材料部位局部放大圖。圖3是圖2的I-I剖視圖。圖4是本實(shí)用新型工作狀態(tài)圖。圖中，1、頂拱U型鋼；2、左側(cè)拱U型鋼；3、右側(cè)拱U型鋼；4、左巷幫U型鋼；5、右巷 幫U型鋼；6、左反底拱U型鋼；7、右反底拱U型鋼；8、緩沖墊塊；9、導(dǎo)向槽；10、穩(wěn)固銷(xiāo)；11、 金屬卡纜；12、預(yù)留卸壓槽；13、巷道表層。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 該U型鋼支架包括頂拱U型鋼1、側(cè)拱U型鋼、巷幫U型鋼、反底拱U型 鋼、緩沖墊塊8、導(dǎo)向槽9、穩(wěn)固銷(xiāo)10和金屬卡纜11，其中，側(cè)拱U型鋼為有左側(cè)拱U型鋼2 和右側(cè)拱U型鋼3 ；巷幫U型鋼有左巷幫U型鋼4和右巷幫U型鋼5 ；反底拱U型鋼有左反 底拱U型鋼6右反底拱U型鋼7 ；穩(wěn)固銷(xiāo)10采用高分子復(fù)合材料制成，頂拱U型鋼位于最 上端，在頂拱U型鋼兩端均順序連接有側(cè)拱U型鋼、巷幫U型鋼和反底拱U型鋼，并構(gòu)成封 閉的拱形，在側(cè)拱U型鋼和巷幫U型鋼之間有導(dǎo)向槽，在導(dǎo)向槽內(nèi)有緩沖墊塊，在緩沖墊塊 上有穩(wěn)固銷(xiāo)，在頂拱U型鋼、左側(cè)拱U型鋼、右側(cè)拱U型鋼、左巷幫U型鋼和右巷幫U型鋼上 有金屬卡纜。實(shí)施例2 1、按照井巷的斷面規(guī)格預(yù)先加工U型鋼支架的各個(gè)部分，頂拱U型鋼1、左側(cè)拱U 型鋼2、右側(cè)拱U型鋼3、左巷幫U型鋼4、右巷幫U型鋼5和左反底拱U型鋼6、右反底拱U 型鋼7，以及緩沖墊塊8、導(dǎo)向槽9、高分子復(fù)合材料制成的穩(wěn)固銷(xiāo)10、金屬卡纜11等。左側(cè) 拱U型鋼2和右側(cè)拱U型鋼3、左巷幫U型鋼4和右巷幫U型鋼5通過(guò)導(dǎo)向槽9限位連接， 側(cè)拱U型鋼和巷幫U型鋼在導(dǎo)向槽內(nèi)活動(dòng)。緩沖墊塊8在支架受到外力影響，形體逐漸收 縮。2、井巷爆破后，先對(duì)井巷實(shí)施錨桿噴砼初次支護(hù)后，按照順序連續(xù)架設(shè)此類(lèi)支架 (支架之間的間距由現(xiàn)場(chǎng)定，一般800 1000mm)，依次在井巷內(nèi)架設(shè)左反底拱U型鋼6和右反底拱U型鋼7——左巷幫U型鋼4和右巷幫U型鋼5——安裝緩沖墊塊8井巷——導(dǎo) 向槽9——架設(shè)左側(cè)拱U型鋼2和右側(cè)拱U型鋼3——架設(shè)頂拱U型鋼1——支架與巷幫之 間進(jìn)行充填不燃性材料。 3、U型鋼支架組成部分采用金屬卡纜連接處，卡纜螺母扭矩400 500m · N ;U型 鋼支架應(yīng)保證垂直于井巷的中心軸線即整體支架縱向應(yīng)保證處于一個(gè)垂直面內(nèi)。
權(quán)利要求一種大變形軟巖巷道充填緩沖墊塊控制伸縮的U型鋼支架，其特征是該U型鋼支架包括頂拱U型鋼、側(cè)拱U型鋼、巷幫U型鋼、反底拱U型鋼、緩沖墊塊、導(dǎo)向槽、穩(wěn)固銷(xiāo)和金屬卡纜，頂拱U型鋼位于最上端，在頂拱U型鋼兩端均順序連接有側(cè)拱U型鋼、巷幫U型鋼和反底拱U型鋼，并構(gòu)成封閉的拱形，在側(cè)拱U型鋼和巷幫U型鋼之間有導(dǎo)向槽，在導(dǎo)向槽內(nèi)有緩沖墊塊，在緩沖墊塊上有穩(wěn)固銷(xiāo)，在頂拱U型鋼、左側(cè)拱U型鋼、右側(cè)拱U型鋼、左巷幫U型鋼和右巷幫U型鋼上有金屬卡纜。
專(zhuān)利摘要一種大變形軟巖巷道充填緩沖墊塊控制伸縮的U型鋼支架，屬于復(fù)雜地質(zhì)條件下的高埋深、大變形的軟巖巷道支護(hù)。該U型鋼支架的頂拱U型鋼位于最上端，在頂拱U型鋼兩端均順序連接有側(cè)拱U型鋼、巷幫U型鋼和反底拱U型鋼，并構(gòu)成封閉的拱形，在側(cè)拱U型鋼和巷幫U型鋼之間有導(dǎo)向槽，在導(dǎo)向槽內(nèi)有緩沖墊塊，在緩沖墊塊上有穩(wěn)固銷(xiāo)，在頂拱U型鋼、左側(cè)拱U型鋼、右側(cè)拱U型鋼、左巷幫U型鋼和右巷幫U型鋼上有金屬卡纜。優(yōu)點(diǎn)1、全斷面與巷道斷面適應(yīng)的封閉結(jié)構(gòu)，抗變形能力大。2、支架為多階段變量承載結(jié)構(gòu)，能夠延長(zhǎng)在巷道內(nèi)的時(shí)間。3、強(qiáng)度可控制的緩沖墊塊，適時(shí)控制支架的變化速率。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有較強(qiáng)的工程實(shí)用性。
文檔編號(hào)E21D15/14GK201661301SQ20102013746
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月15日
發(fā)明者周廷振, 朱亞平, 賈敬新, 黃茂鴻 申請(qǐng)人:徐州礦務(wù)集團(tuán)有限公司