專(zhuān)利名稱：裝墊式可縮性梯形支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于礦井巷道支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種裝墊式可縮性梯形支架。
背景技術(shù)：
用于礦井巷道支護(hù)的梯形支架，亦稱棚式支架，它由一根頂梁與兩根立柱構(gòu)成。其所用材料主要有木材、鋼筋混凝土和工字鋼等。它是人類(lèi)用于開(kāi)采地下礦物，使用歷史最為悠久和使用數(shù)量最多的巷道支護(hù)技術(shù)。已有的支架頂梁與立柱的連接方式及支架可縮性能的獲得，木材支架一般采用親口方式連接，其可縮性依靠構(gòu)件自身的壓縮；鋼筋混凝土支架采用親口或方口方式連接，其可縮性系依靠采取在頂梁與立柱的連接處設(shè)置可壓縮木塊的方法；工字鋼支架采用牙口方式連接，其可縮性則通過(guò)克服構(gòu)件因螺栓緊固所產(chǎn)生的摩擦力。這些梯形支架因其可縮性差，影響了支架的支護(hù)效果?！稁r石力學(xué)與井巷支護(hù)》(煤炭工業(yè)出版社I960年8月出版)第十二章，對(duì)當(dāng)時(shí)已獲推廣使用的裝配式鋼筋混凝土梯形支架作了詳細(xì)介紹和論述，論述中特別指出了解決該種支架的可縮性問(wèn)題是其進(jìn)一步推廣使用的關(guān)鍵。果然，到了二十世紀(jì)七、八十年代，該種支架因解決不了可縮性問(wèn)題而被迫停止使用，導(dǎo)致該種梯形支架的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBM8-64也因此被取消。《中國(guó)煤炭工業(yè)簡(jiǎn)明手冊(cè)》(煤炭工業(yè)出版社1995年出版)第五章“開(kāi)采”一文中列出為了解決裝配式鋼筋混凝土梯形支架停止使用，必須尋找新的代用木材支架的技術(shù)， 國(guó)家經(jīng)過(guò)三年的研發(fā)，取得成功應(yīng)用的礦用工字鋼梯形支架的系列產(chǎn)品，并介紹了這種支架獲得可縮性的幾種方法。但這些可縮性的方法未被廣泛采用，影響了這類(lèi)支架的支護(hù)效果，故經(jīng)常發(fā)生因支架缺乏可縮性，被壓變形失去支護(hù)能力。隨著煤礦開(kāi)采深度的增加，這種情況更加突出，因此有時(shí)需對(duì)支架采取松幫減壓和加固的措施，造成了巷道支護(hù)成本的增加?！睹禾靠茖W(xué)技術(shù)》(煤炭工業(yè)出版社出版)2001年第12期、2009年第9期，分別刊載了“三軟煤層沿空掘巷低成本支護(hù)方法初探”一文和“古漢山礦三軟煤層回采巷道工鋼組合棚支護(hù)技術(shù)” 一文，即是介紹了當(dāng)巷道圍巖較為不穩(wěn)定，又受支承地壓作用或巷道圍巖極不穩(wěn)定，以及巷道屬于深部開(kāi)采時(shí)，對(duì)工字鋼支架采取松幫減壓和加固措施的具體實(shí)例。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于針對(duì)綜上所述的梯形支架因可縮性問(wèn)題，致使裝配式鋼筋混凝土梯形支架被迫停止使用，以及礦用工字鋼梯形支架不能更好地發(fā)揮支護(hù)效果的問(wèn)題， 提供一種不僅能提高巷道支護(hù)質(zhì)量和降低巷道支護(hù)成本，還可少用鋼材和不用木材，有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排的裝墊式可縮性梯形支架。本發(fā)明的裝墊式可縮性梯形支架，由一根頂梁與兩根組合式立柱構(gòu)成。組合式立柱由柱頭、柱身及設(shè)置于兩者之間的縱向可縮體，通過(guò)螺栓經(jīng)設(shè)有條形槽的夾板分別穿過(guò)柱頭及柱身的螺孔緊固而成。
頂梁的兩端通過(guò)滑動(dòng)墊塊與組合式立柱構(gòu)成曲面連接，頂梁與底部設(shè)有曲面凹槽的滑動(dòng)墊塊之間設(shè)置有橫向可縮體。頂梁與組合式立柱的斷面呈矩形或圓形或其它幾何形狀，采用鋼筋混凝土或金屬型材或同時(shí)采用鋼筋混凝土與金屬型材制成?？v向可縮體、橫向可縮體采用方木塊或木條或木棒或橡膠片或塑料棒制成。本發(fā)明的裝墊式可縮性梯形支架，不僅具有原有梯形支架的優(yōu)點(diǎn)，更具有良好的雙向可縮性能，可以更好地適應(yīng)巷道地壓的變化。它不但可使因缺乏良好可縮性能已被停止使用的裝配式鋼筋混凝土梯形支架恢復(fù)使用，還可以使目前大量使用的工字鋼支架發(fā)揮更好的支護(hù)效果，不采取加固和松幫減壓措施，即可在很大程度上避免了支架被壓發(fā)生變形破壞、失去支護(hù)能力。不僅能提高巷道的支護(hù)質(zhì)量和降低支護(hù)成本，還能少耗用需利用電能冶煉而成的鋼材和不用木材，有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排。


圖1，系本發(fā)明采用鋼筋混凝土材料制成的裝墊式可縮性梯形支架的主視圖；圖2，系圖1中的A部放大圖；圖3，系圖2中的A-A剖面圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合上述附圖實(shí)例，對(duì)本發(fā)明的裝墊式可縮性梯形支架的實(shí)施方式作具體詳述。本發(fā)明的裝墊式可縮性梯形支架所示的實(shí)例，包括有頂梁1、柱頭2、柱身3、滑動(dòng)墊塊4、縱向可縮體6、橫向可縮體9、螺栓7及設(shè)置有條形槽8的夾板5。本發(fā)明的裝墊式可縮性梯形支架，由一根頂梁1與兩根組合式立柱構(gòu)成。組合式立柱由柱頭2、柱身3及設(shè)置于兩者之間的縱向可縮體6，通過(guò)螺栓7經(jīng)設(shè)有條形槽8的夾板5分別穿過(guò)柱頭2及柱身3的螺孔緊固而成。頂梁1的兩端通過(guò)滑動(dòng)墊塊4與組合式立柱構(gòu)成曲面連接，頂梁與底部設(shè)有曲面凹槽的滑動(dòng)墊塊4之間設(shè)置有橫向可縮體9。頂梁1與組合式立柱的斷面呈矩形或圓形或其它幾何形狀，采用鋼筋混凝土或金屬型材或同時(shí)采用鋼筋混凝土與金屬型材制成?？v向可縮體6、橫向可縮體9采用方木塊或木條或木棒或橡膠片或塑料棒制成，它們使本發(fā)明的梯形支架具有良好的雙向可縮性能，可以更好地適應(yīng)所支護(hù)巷道圍巖特性、地壓大小和收縮值的變化。本發(fā)明的組合式立柱組裝時(shí)，將柱頭2、柱身3、縱向可縮體6及設(shè)有條形槽8的夾板5放置于專(zhuān)用組裝臺(tái)上，然后通過(guò)螺栓7經(jīng)設(shè)有條形槽8的夾板5分別穿過(guò)柱頭2、柱身 3的螺孔，將柱頭2與柱身3緊固成一體。本發(fā)明的裝墊式可縮性梯形支架安裝時(shí)，先將頂梁1升至接近巷道頂板位置，緊接著立起已蓋上滑動(dòng)墊塊4的兩根組合式立柱，將其頂住頂梁1，并在頂梁1與滑動(dòng)墊塊4 之間安裝橫向可縮體9，然后調(diào)整支架的方向和組合式立柱的角度，最后通過(guò)安裝背板和木楔將支架架牢。實(shí)施例本發(fā)明的裝墊式可縮性梯形支架所示實(shí)例，系采用鋼筋混凝土材料制成，于2007年11月在貴州省的一家煤礦企業(yè)進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)。在受到回采動(dòng)壓影響的半煤巖巷道， 連續(xù)安裝了本發(fā)明的梯形支架M架，支護(hù)巷道長(zhǎng)20米，至今已達(dá)四年，目前仍在使用，并在繼續(xù)觀測(cè)中，其試驗(yàn)觀測(cè)獲得如下效果1、本發(fā)明的梯形支架的縱、橫兩個(gè)方向隨著礦井巷道地壓的加大，在梯形支架逐漸收縮的工作狀態(tài)時(shí)，其所受頂壓為4. 8噸、側(cè)壓為1. 2噸，梯形支架的縱向、橫向收縮值分別達(dá)到90毫米和120毫米時(shí)，即停止收縮。停止收縮狀態(tài)時(shí)，其所受頂壓為8噸、側(cè)壓為 1. 7噸。在收縮過(guò)程中支架避開(kāi)巷道的地壓峰值，在設(shè)計(jì)許可承載的能力范圍內(nèi)工作，穩(wěn)定地支護(hù)了巷道。然而在該巷道相鄰的沒(méi)有良好可縮性的其它梯形支架則發(fā)生破壞，因此進(jìn)行多次維修。2、使用工字鋼的梯形支架，其每架成本為1200元，而本發(fā)明的梯形支架每架成本僅約350元，故降低成本達(dá)三分之二。3、本發(fā)明的梯形支架與不具有良好可縮性的鋼筋混凝土梯形支架相比，其斷面小、重量輕。頂梁的斷面為10公分X 17公分、重70公斤，組合式立柱的斷面為8公分X 12 公分、重45公斤。本發(fā)明的梯形支架安裝時(shí)未借助器械，用三個(gè)工人約半小時(shí)安裝一架。4、本發(fā)明的梯形支架，雖安裝于有酸性地下水的巷道內(nèi)，但它并不像相鄰的工字鋼梯形支架那樣，其立柱底部還需用水泥砂漿包裹。
權(quán)利要求
1.一種裝墊式可縮性梯形支架，由一根頂梁(1)與兩根組合式立柱構(gòu)成，組合式立柱由柱頭( 、柱身C3)及設(shè)置于兩者之間的縱向可縮體(6)，通過(guò)螺栓(7)經(jīng)設(shè)有條形槽(8) 的夾板( 分別穿過(guò)柱頭( 及柱身(3)的螺孔緊固而成，其特征在于頂梁(1)的兩端通過(guò)滑動(dòng)墊塊(4)與組合式立柱構(gòu)成曲面連接，頂梁(1)的兩端與滑動(dòng)墊塊(4)之間設(shè)置有橫向可縮體(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯形支架，其特征在于頂梁(1)與組合式立柱的斷面呈矩形或圓形或其它幾何形狀，采用鋼筋混凝土或金屬型材或同時(shí)采用鋼筋混凝土與金屬型材制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯形支架，其特征在于滑動(dòng)墊塊的底部設(shè)有曲面凹槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯形支架，其特征在于縱向可縮體(6)、橫向可縮體(9)采用方木塊或木條或木棒或橡膠片或塑料棒制成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種裝墊式可縮性梯形支架，它由一根頂梁與兩根組合式立柱構(gòu)成。組合式立柱由柱頭、柱身及設(shè)置于兩者之間的縱向可縮體，通過(guò)螺栓經(jīng)設(shè)有條形槽的夾板分別穿過(guò)柱頭與柱身的螺孔緊固而成。頂梁兩端通過(guò)滑動(dòng)墊塊與組合式立柱構(gòu)成曲面連接，頂梁與滑動(dòng)墊塊之間設(shè)置有橫向可縮體。本發(fā)明具有良好的雙向可縮性能，可以更好地適應(yīng)巷道地壓的變化，不僅可以使因缺乏良好可縮性而被迫停用的裝配式鋼筋混凝土梯形支架恢復(fù)使用，還可以進(jìn)一步提高工字鋼支架的支護(hù)效果，減少工字鋼支架的使用量，既可提高巷道支護(hù)質(zhì)量，降低支護(hù)成本，又可少用鋼材和不用木材，有利于生態(tài)環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排。
文檔編號(hào)E21D15/14GK102493824SQ20111041130
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者莊炳元 申請(qǐng)人:莊炳元