本發(fā)明屬于采礦技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種預(yù)應(yīng)力人工礦柱。

背景技術(shù)：

在以空場法或嗣后充填法為采礦的礦山，礦石開采同時后，采場跨度較大，為保持地壓的穩(wěn)定，采場會布置礦柱。按照礦柱的生成，礦柱可以分為原生礦柱與人工礦柱。原生礦柱主要由礦石組成，是礦房開采完后，遺留下來未開采的礦石。通過人工礦柱的預(yù)應(yīng)力調(diào)整，可以優(yōu)化采場應(yīng)力分布，避免原生礦柱由于應(yīng)力集中而破壞，帶來潛在安全危險。人工礦柱主要由磚或廢石砌筑而成，存在無法調(diào)節(jié)預(yù)應(yīng)力、接頂困難等缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種預(yù)應(yīng)力人工礦柱。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

設(shè)計一種預(yù)應(yīng)力人工礦柱，包括人工礦柱及拼接在人工礦柱上的四組預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，所述預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)包括自鎖加壓裝置及固定連接在自鎖加壓裝置兩端的承壓機構(gòu)，所述承壓機構(gòu)與人工礦柱固定連接。

在上述技術(shù)方案中，所述人工礦柱由鋼筋配合混凝土澆筑而成，其橫截面呈矩形。

在上述技術(shù)方案中，所述承壓機構(gòu)由承壓板、中心柱和肋組成；所述承壓板與人工礦柱固定連接，所述承壓板為矩形且焊接于中心柱的尾端；所述中心柱的側(cè)面呈“T”字型且在頂部圓周處設(shè)有4個對稱布置的螺栓孔；所述肋對稱分布于中心柱四周，并與中心柱和承壓板焊接。

在上述技術(shù)方案中，所述自鎖加壓裝置包括油缸、螺紋活塞桿、止退螺母、螺紋接頭以及高壓膠管；所述油缸為空心結(jié)構(gòu)且其內(nèi)容納有螺紋活塞桿，所述螺紋活塞桿頂部的圓盤與承壓結(jié)構(gòu)固定連接；所述止退螺母套于螺紋活塞桿上，所述止退螺母的內(nèi)圈半徑小于油缸的外徑且大于螺紋活塞桿的外徑；所述高壓膠管設(shè)置在油缸一側(cè)，通過螺紋接頭與連接。

實施本發(fā)明預(yù)應(yīng)力人工礦柱，具有以下有益效果：

本發(fā)明以鋼筋混凝土人工礦柱為底座，將四組預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)拼接在底座上，通過注入油壓以調(diào)節(jié)自鎖加壓裝置的螺紋活塞桿行程，達到施加預(yù)應(yīng)力目的，利用止退螺母固定螺紋活塞桿，保持預(yù)應(yīng)力，可以滿足采場長期支撐要求，改善頂板應(yīng)力分布，其預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)可拆卸反復(fù)使用，結(jié)構(gòu)簡單，安裝操作方便，可以達到靈活調(diào)控采場地應(yīng)力集中的目的，提高采場安全系數(shù)。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：

圖1為本發(fā)明預(yù)應(yīng)力人工礦柱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖中：人工礦柱1，承壓機構(gòu)2(其中：承壓板2.1，中心柱2.2，肋2.3)，自鎖加壓裝置3(其中：油缸3.1，螺紋活塞桿3.2，止退螺母3.3，螺紋接頭3.3，高壓膠管3.4)。

具體實施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施方式。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明預(yù)應(yīng)力人工礦柱，包括人工礦柱1及拼接在人工礦柱1上的四組預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，其特征在于，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)包括自鎖加壓裝置3及固定連接在自鎖加壓裝置3兩端的承壓機構(gòu)2，承壓機構(gòu)2與人工礦柱1固定連接。

人工礦柱1由鋼筋配合混凝土澆筑而成，其橫截面呈矩形。人工礦柱1高度根據(jù)頂?shù)装甯卟铎`活調(diào)整，與頂板不直接接觸。本發(fā)明采用鋼筋混凝土人工礦柱，增加了礦柱的抗壓強度與抗折強度，確保施加預(yù)應(yīng)力后的人工礦柱穩(wěn)定性。

承壓機構(gòu)2由承壓板2.1、中心柱2.2和肋2.3組成。承壓板2.1的頂角開設(shè)有小孔，便于其與人工礦柱1固定連接，承壓板2.1焊接于中心柱2.2的尾端，承壓板2.1為矩形，方便與其他承壓板拼接。中心柱2.2的側(cè)面呈“T”字型且在頂部圓周處設(shè)有4個對稱布置的螺栓孔，中心柱2.2通過螺栓孔與自鎖加壓裝置3固定連接。肋2.3對稱分布于中心柱2.2四周，并與中心柱2.2和承壓板2.1焊接，增加承壓機構(gòu)2的抗折性能。承壓結(jié)構(gòu)2采用焊接結(jié)構(gòu)，整體性強，不易松懈，有良好的抗折性。

自鎖加壓裝置3包括油缸3.1、螺紋活塞桿3.2、止退螺母3.3、螺紋接頭3.3以及高壓膠管3.4。油缸3.1為空心結(jié)構(gòu)且其內(nèi)容納有螺紋活塞桿3.2，螺紋活塞桿3.2頂部的圓盤開設(shè)有小孔且與承壓結(jié)構(gòu)2固定連接；止退螺母3.3套于螺紋活塞桿3.2上，止退螺母3.3的內(nèi)圈半徑小于油缸3.1的外徑且大于螺紋活塞桿3.2的外徑；高壓膠管3.4設(shè)置在油缸3.1一側(cè)，通過螺紋接頭3.3與3.1連接。本發(fā)明利用自鎖式結(jié)構(gòu)可以保持對采場頂板預(yù)應(yīng)力穩(wěn)定，實現(xiàn)對采場地壓調(diào)控長期維持。

本發(fā)明的制作方法如下：

如圖1所示，首先選定需要進行頂板支撐的地點，捆扎鋼筋，制作外模后，向模具內(nèi)部澆筑混凝土，形成人工礦柱1。然后按照一定順序，利用螺絲將四個承壓機構(gòu)2分別固定牢靠在人工礦柱1上。接著，將自鎖加壓裝置4的螺紋活塞桿3.2朝上放置，油缸3.1朝下放置。油缸3.1利用螺絲與承壓機構(gòu)2固定連接，螺紋活塞桿3.2頂部利用螺絲與承壓機構(gòu)2固定連接。松開止退螺母3.3，將高壓膠管3.4與螺紋接頭3.3連接，注入油液，當(dāng)螺紋活塞桿3.2達到預(yù)定行程，滿足所要施加的預(yù)應(yīng)力要求時，旋緊止退螺母3.3，關(guān)閉螺紋接頭3.3，撤掉高壓膠管3.4。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護之內(nèi)。