專利名稱：軟巖巷道整體掘護支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于礦井巷道的安全支護裝置，特別是一種適用于各種軟巖巷道遭受地壓或圍巖壓力大的礦區(qū)的改進的軟巖巷道整體掘護支架；它的結(jié)構(gòu)緊湊、拆卸方便，尤其便于在井巷道進行安裝，屬于礦山機械制造及應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來隨著現(xiàn)代綜合機械化礦井開采，開采深度的不斷增加，地質(zhì)情況越發(fā)復(fù)雜，不僅礦井深部巖層地應(yīng)力亦不斷加大，特別是煤礦巷道軟巖變形大，圍巖易被破壞，圍巖在壓力作用下過度松弛，易失穩(wěn)，二次應(yīng)力作用下產(chǎn)生過量的塑性變形或松動破壞問題，易造成冒頂、片幫、底鼓等事故危害，導(dǎo)致嚴重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。出于安全和生產(chǎn)方面的考慮，需要對軟巖巷道實施支護。目前的軟巖巷道沒有合適的支架可供使用，大多數(shù)采用錨噴、工字鋼棚、U型鋼支護方式，其抗壓強度低，存在安全性能低；不但不能抵抗來自側(cè)面與下面的壓力，引發(fā)安全事故危害；還會帶來施工工藝繁瑣，出現(xiàn)前掘后修，多次翻修，維修工程量無限放大，回收難度大，支護成本增加，支護效率低下等缺陷問題。針對以上問題，本領(lǐng)域的相關(guān)工程技術(shù)人員也做了很多努力。比如1993年I月6日，中國發(fā)明專利申請公開號CN1067706A，公開的一種軟巖巷道拱形液壓支架，該支架由多個液壓桿、液壓缸、弧形支承板等組成的多邊形支架結(jié)構(gòu)，雖然該支架結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，可以抵抗來自頂板和底下兩角部位的壓力，但來自正側(cè)面與下底面的壓力卻難以克服，依然存在片幫、底鼓等事故危害的可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種具有四周均可同時受壓，且抗壓強度高、支承力大、操作方便、零部件之間結(jié)合緊密特點的軟巖巷道整體掘護支架，它通過設(shè)計優(yōu)化，從巷道施工便捷、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新等方面著手，整體提升了軟巖支護工程的安全性、適應(yīng)性、技術(shù)先進性以及經(jīng)濟性。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:此軟巖巷道整體掘護支架主要由半圓護拱、左右兩個液壓支撐立柱和支架底座所組成；所述半圓護拱由一塊弧形頂護板和左右兩側(cè)對稱的弧形支撐拱板，通過四個聯(lián)接耳或活頁相聯(lián)所構(gòu)成；兩個液壓支撐立柱的上端分別通過支撐接耳和連接銷與上述半圓護拱中的左右兩側(cè)弧形支撐拱板中部相聯(lián)，兩個液壓支撐立柱的下端分別固定在支架底座兩邊的立柱固定座上；所述的支架底座整體的橫截面呈“U”形狀或平底“U”形狀，是由左右兩個立柱固定座之間通過兩組平行的伸縮導(dǎo)軌連接而成；在兩組平行的伸縮導(dǎo)軌中部的中間處設(shè)有推油缸固定座，固定座上裝有朝向左右相反的兩個側(cè)推油缸，兩推油缸的頂出端分別頂向左右兩個立柱固定座；其中的左右兩個立柱固定座均有帶滑槽孔導(dǎo)軌的側(cè)護板，半圓護拱的兩翼邊通過滑銷與對應(yīng)側(cè)的側(cè)護板滑槽孔導(dǎo)軌相連。進一步地，上述伸縮導(dǎo)軌是兩根槽形導(dǎo)軌套接組合體，伸縮導(dǎo)軌上設(shè)有運輸軌道固定連接裝置。進一步地，為了便于巷道水疏導(dǎo)，上述支架底座中的右邊立柱固定座靠底部布置一根貫通的疏水管道。該軟巖巷道整體掘護支架的支護原理是:它具有如同巷道金屬支架的承載方式，可以承載分布不同的巷道圍巖壓力，既可以承受頂壓與側(cè)壓相等的壓力，也可以承受頂壓大于側(cè)壓的壓力，也可以承受側(cè)壓大于頂壓以及偏載等壓力，同時具有承受動壓的特點。當外載大于承載能力時，軟巖巷道整體掘護支架的兩個液壓支撐立柱下縮讓壓，實現(xiàn)恒阻支撐。本發(fā)明的組裝過程如下:將軟巖巷道整體掘護支架的各部件運送到需要支護的巷道內(nèi)后，將左右兩個立柱固定座與兩組平行的伸縮導(dǎo)軌相互連接在一起；裝好推油缸固定座和朝向左右相反的兩個側(cè)推油缸；將兩個液壓支撐立柱下部的缸體放入支架底座兩邊的立柱固定座上的窩內(nèi)，連接好液壓工作站管路；將半圓護拱之左側(cè)弧形支撐拱板和右側(cè)弧形支撐拱板中部作為頂升著力點分別鉸接在液壓支撐立柱上端，并把半圓護拱兩翼邊通過滑銷與對應(yīng)側(cè)的側(cè)護板滑槽孔導(dǎo)軌相連接好。接著，啟動液壓工作站，同時升起兩個液壓支撐立柱和兩個側(cè)推油缸，軟巖巷道整體掘護支架的半圓護拱和左右兩個立柱固定座以及立柱固定座的側(cè)護板，便沿巷道形狀張開緊貼斷面，構(gòu)成支撐，即形成牢固的巷道空間，提高了圍巖的自身承載能力，底座與左右兩個支撐座在支架伸展后形成近似橢圓形分散底鼓應(yīng)力，從而穩(wěn)固地支撐住巷道的頂板和底板。本發(fā)明整體軟巖掘護支架結(jié)合了剛性支護和柔性支護的特點，有效控制巷道變形量。具有伸展空間大，安裝效率高，使用方便安全，綜合支護全面等特點能適應(yīng)復(fù)雜的應(yīng)力環(huán)境，解決礦山巷道軟巖變形大，圍巖壓力大，易失穩(wěn)，圍巖過度松弛易被破壞二次應(yīng)力作用下產(chǎn)生過量的塑性變形或松動破壞，圍巖在二次應(yīng)力作用下產(chǎn)生過量的塑性變形或松動破壞等問題。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及經(jīng)濟效果:
1.本發(fā)明使用相互鉸接的半圓護拱和支架底座可根據(jù)不同的巷道斷面形狀而調(diào)節(jié)，具有良好的接頂性能；特別是本發(fā)明的支架底座整體的橫截面呈“U”形狀或平底“U”形狀在支架伸展后形成近似下凹的弧形利于分散底鼓應(yīng)力；具有良好的擴幫能力，便于防止和管理巷道片幫；
2.本發(fā)明可以根據(jù)巷道斷面形狀合理設(shè)計支架形狀和尺寸，提高圍巖的自身承載能力，以拱形、馬蹄形為主，底鼓嚴重的可以設(shè)計成圓形或橢圓形；結(jié)合了剛性支護和柔性支護的特點，有效控制巷道變形量；適用于各種埋深的軟巖巷道，快速形成有效支護，長期穩(wěn)定控制巷道變形量；
3.本發(fā)明采用液壓支撐立柱上端通過支撐接耳用連接銷與半圓護拱中的弧形支撐拱板中部相聯(lián)，這種敞開式結(jié)構(gòu)有利于支護立柱的更換和維護；支架回收復(fù)用使用率高、回收過程中安全效果控制好；本發(fā)明可代替坑木替換巷道金屬支架，可明顯節(jié)約坑木，僅此一項，即可在當年收回設(shè)備投資，因而直接降低生產(chǎn)成本；
4.該軟巖巷道整體掘護支架具有良好的地質(zhì)適應(yīng)能力，具有伸展空間大，安裝效率高，使用方便安全，綜合支護全面等優(yōu)點；能有效避免圍巖過度松弛產(chǎn)生破壞，造成損失。而且不影響巷道通風、行人、運送設(shè)備等工作的正常進行。


圖1是本發(fā)明的一種具體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的側(cè)剖視圖。圖3是圖1的俯剖視圖。圖中序號說明:1液壓支撐立柱；2弧形頂護板；3弧形支撐拱板；4聯(lián)接耳；5支撐接耳；6立柱固定座；7伸縮導(dǎo)軌；8推油缸固定座；9側(cè)推油缸；10側(cè)護板；11疏水管道。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步地的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例1
圖1-3表示一種軟巖巷道整體掘護支架，由半圓護拱、左右兩個液壓支撐立柱I和支架底座所組成；所述半圓護拱由一塊弧形頂護板2和左右兩側(cè)對稱的弧形支撐拱板3，通過四個聯(lián)接耳4相聯(lián)所構(gòu)成；兩個液壓支撐立柱I的上端分別通過支撐接耳5和連接銷與上述半圓護拱中的左右兩側(cè)弧形支撐拱板3中部相聯(lián)，兩個液壓支撐立柱I的下端分別固定在支架底座兩邊的立柱固定座6上；所述的支架底座整體的橫截面呈“U”形狀，是由左右兩個立柱固定座6之間通過兩組平行的伸縮導(dǎo)軌7連接而成；在兩組平行的伸縮導(dǎo)軌7中部的中間處設(shè)有推油缸固定座8，固定座上裝有朝向左右相反的兩個側(cè)推油缸9，兩側(cè)推油缸9的頂出端分別頂向左右兩個立柱固定座6 ;其中的左右兩個立柱固定座6均有帶滑槽孔導(dǎo)軌的側(cè)護板10，半圓護拱的兩翼邊通過滑銷與對應(yīng)側(cè)的側(cè)護板10滑槽孔導(dǎo)軌相連。所述伸縮導(dǎo)軌7是兩根槽形導(dǎo)軌套接組合體，伸縮導(dǎo)軌7上設(shè)有運輸軌道固定連接裝置。所述支架底座中的右邊立柱固定座6靠底部布置一根貫通的疏水管道11。實施例2
一種軟巖巷道整體掘護支架，由半圓護拱、左右兩個液壓支撐立柱I和支架底座所組成；所述半圓護拱由一塊弧形頂護板2和左右兩側(cè)對稱的弧形支撐拱板3，通過四個活頁相聯(lián)所構(gòu)成；兩個液壓支撐立柱I的上端分別通過支撐接耳5和連接銷與上述半圓護拱中的左右兩側(cè)弧形支撐拱板3中部相聯(lián)，兩個液壓支撐立柱I的下端分別固定在支架底座兩邊的立柱固定座6上；所述的支架底座整體的橫截面呈平底“U”形狀，是由左右兩個立柱固定座6之間通過兩組平行的伸縮導(dǎo)軌7連接而成；在兩組平行的伸縮導(dǎo)軌7中部的中間處設(shè)有推油缸固定座8，固定座上裝有朝向左右相反的兩個側(cè)推油缸9，兩側(cè)推油缸9的頂出端分別頂向左右兩個立柱固定座6 ;其中的左右兩個立柱固定座6均有帶滑槽孔導(dǎo)軌的側(cè)護板10，半圓護拱的兩翼邊通過滑銷與對應(yīng)側(cè)的側(cè)護板10滑槽孔導(dǎo)軌相連。所述伸縮導(dǎo)軌7是兩根槽形導(dǎo)軌套接組合體，伸縮導(dǎo)軌7上設(shè)有運輸軌道固定連接裝置。所述支架底座中的右邊立柱固定座6靠底部布置一根貫通的疏水管道11。
權(quán)利要求
1.一種軟巖巷道整體掘護支架，主要由半圓護拱、左右兩個液壓支撐立柱(I)和支架底座所組成；其特征在于:所述半圓護拱由一塊弧形頂護板(2)和左右兩側(cè)對稱的弧形支撐拱板(3)，通過四個聯(lián)接耳(4)或活頁相聯(lián)所構(gòu)成；兩個液壓支撐立柱(I)的上端分別通過支撐接耳(5)和連接銷與上述半圓護拱中的左右兩側(cè)弧形支撐拱板(3)中部相聯(lián)，兩個液壓支撐立柱(I)的下端分別固定在支架底座兩邊的立柱固定座(6)上；所述的支架底座整體的橫截面呈“U”形狀或平底“U”形狀，是由左右兩個立柱固定座(6)之間通過兩組平行的伸縮導(dǎo)軌(7)連接而成；在兩組平行的伸縮導(dǎo)軌(7)中部的中間處設(shè)有推油缸固定座(8)，固定座上裝有朝向左右相反的兩個側(cè)推油缸(9)，兩側(cè)推油缸(9)的頂出端分別頂向左右兩個立柱固定座(6);其中的左右兩個立柱固定座(6)均有帶滑槽孔導(dǎo)軌的側(cè)護板(10)，半圓護拱的兩翼邊通過滑銷與對應(yīng)側(cè)的側(cè)護板(10)滑槽孔導(dǎo)軌相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟巖巷道整體掘護支架，其特征在于:所述伸縮導(dǎo)軌(7)是兩根槽形導(dǎo)軌套接組合體，伸縮導(dǎo)軌(7)上設(shè)有運輸軌道固定連接裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟巖巷道整體掘護支架，其特征在于:所述支架底座中的右邊立柱固定座(6 )靠底部布置一根貫通的疏水管道(11)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軟巖巷道整體掘護支架，屬于礦山機械制造及應(yīng)用領(lǐng)域。主要由半圓護拱、左右兩個液壓支撐立柱(1)和支架底座所組成；所述兩個液壓支撐立柱(1)的上端分別通過支撐接耳(5)和連接銷與上述半圓護拱相聯(lián)，下端分別固定在支架底座兩邊的立柱固定座(6)上；所述的支架底座由兩個立柱固定座(6)之間通過兩組平行的伸縮導(dǎo)軌(7)連接而成；在兩組平行的伸縮導(dǎo)軌(7)中部的中間處設(shè)有推油缸固定座(8)和朝向左右相反的兩個側(cè)推油缸(9)。本發(fā)明具有四周均可同時受壓，且抗壓強度高、支承力大、操作方便、零部件之間結(jié)合緊密特點，它通過設(shè)計優(yōu)化，從巷道施工便捷、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新等方面著手，整體提升了軟巖支護工程的安全性、適應(yīng)性、技術(shù)先進性以及經(jīng)濟性。
文檔編號E21D15/54GK103104267SQ20131005223
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月18日
發(fā)明者范炳輝, 范雄文 申請人:范炳輝, 范雄文