一種具有自動推進功能的帶預(yù)切糟u型鋼支架及施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于礦山巷道工程的大變形巷道施工與圍巖控制領(lǐng)域，特別是涉及一種具有自動推進功能的帶預(yù)切糟U型鋼支架及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，許多采礦工程都在條件極差的條件下進行，包括巷道掘進與礦體開采都會經(jīng)歷各種復(fù)雜環(huán)境。其中，巷道圍巖條件差是制約巷道掘進速度和維護安全的直接因素。就目前的采礦水平來看，許多圍巖和礦體(特別是煤層)都呈極松散破碎狀態(tài)。在開挖這種圍巖體，經(jīng)常會出現(xiàn)一掘就冒的現(xiàn)象，極易發(fā)生塌方和失穩(wěn)，不但造成巨大的經(jīng)濟損失和高貴的維護成本，而且極大的影響人身與設(shè)備的安全，阻礙采礦工作的進展。
[0003]對一此種松散大變形圍巖經(jīng)常采用U型鋼拱架等支護結(jié)構(gòu)，這種支護具有較好的收縮性與變形能力，具有較好的抗拉、抗壓、抗剪強度和良好的韌性，能很大程度上抵抗地下礦井松散圍巖的大變形。但是，這種支架的缺點也很突出，一是表現(xiàn)在其為重型支護結(jié)構(gòu)，安裝需要人力多，成本大；二是不能作為超前支護結(jié)構(gòu)，不能有效地阻止圍巖的初期有害變形，很難讓工人掌握有利的支護時機，因而也不能為工人提供超前的安全作業(yè)空間；三是由于是重型結(jié)構(gòu)和不能自動切入巖體，因而不能實現(xiàn)快速掘進，造成巷道支護工作量大，掘進速度緩慢，影響工期和礦井的生產(chǎn)。
[0004]因此，為了解決以上三點問題，在全封閉U型鋼支架的基礎(chǔ)上，本發(fā)明擬改進U型鋼的支架結(jié)構(gòu)和施工方法，設(shè)計帶預(yù)切糟U型鋼支架，并借助于可遙控操作的推進架裝置實現(xiàn)帶預(yù)切糟U型鋼支架自動整架推進至圍巖內(nèi)部一定深度，再在此支架下的保護下進行開挖施工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種具有自動推進功能的帶預(yù)切糟U型鋼支架及施工方法，實現(xiàn)了 U型鋼支架的自動推進，節(jié)約了人力，降低了生產(chǎn)成本；而且實現(xiàn)了快速掘進，縮短了工期。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是:一種具有自動推進功能的帶預(yù)切糟U型鋼支架，包括U型鋼支架、多個液壓缸、液壓箱、多個頂桿、兩根角底梁、液壓滾筒及破巖棒；所述的U型鋼支架包括多個鋼支架和鐵絲網(wǎng)，所述的鋼支架包括兩幫腿、兩個三相孔底腳墊板、底拱及頂拱，所述的頂拱的兩端分別與兩幫腿的上端連接，兩幫腿豎直設(shè)置，兩幫腿的下端安裝在兩個三相孔底腳墊板上，兩個三相孔底腳墊板分別插裝在兩角底梁上，所述的底拱的兩端分別安裝在兩個三相孔底腳墊板上，所述的鐵絲網(wǎng)掛在鋼支架同一側(cè)的幫腿上;
所述的多個液壓缸分別與液壓箱連接，多個液壓缸平行設(shè)置，液壓缸的活塞桿與頂桿連接，頂桿的前端設(shè)有推進頭，推進頭頂在U型鋼支架后端的鋼支架上，所述的液壓滾筒安裝在U型鋼支架前端鋼支架的頂拱上，液壓滾筒與液壓箱連接；所述的破巖棒與液壓滾筒連接；所述的兩根角底梁平行于液壓缸的軸線設(shè)置，U型鋼支架支撐在兩根角底梁上。
[0007]上述的具有自動推進功能的帶預(yù)切糟U型鋼支架，所述的液壓箱的底部設(shè)有滾輪。
[0008]上述的具有自動推進功能的帶預(yù)切糟U型鋼支架，所述的破巖棒是一個側(cè)面上布置有多排切割齒的圓柱形筒體。
[0009]上述的具有自動推進功能的帶預(yù)切糟U型鋼支架，所述的U型卡槽套裝在U型鋼支架前端的鋼支架的頂拱上，所述的U型卡槽的一側(cè)壁上設(shè)有通孔，對應(yīng)于該通孔，另一側(cè)壁內(nèi)側(cè)面上安裝有液壓滾筒，所述的液壓滾筒的推進式分壓器與液壓箱連接；所述的U型卡槽邊緣處設(shè)有折邊，折邊內(nèi)側(cè)設(shè)有鋼珠，鋼珠位于折邊與U型鋼支架前端的鋼支架的頂拱之間，所述的推進式分壓器上設(shè)有噴氣管滾筒氣動管，滾筒氣動管噴出的氣體推動液壓滾筒轉(zhuǎn)動；噴氣管噴出氣體形成的反力推進U型卡槽沿著頂拱移動。
[0010]上述的具有自動推進功能的帶預(yù)切糟U型鋼支架，所述的三相孔底腳墊板為一長方體結(jié)構(gòu)，長方體上設(shè)有一通孔和兩盲孔，通孔和兩盲孔相互垂直，三相孔底腳墊通過通孔插裝在角底梁上。
[0011]上述的具有自動推進功能的帶預(yù)切糟U型鋼支架，所述的鋼支架的同一側(cè)的幫腿上設(shè)有掛鉤，鐵絲網(wǎng)通過掛鉤安裝在鋼支架同側(cè)的幫腿上。
[0012]上述的具有自動推進功能的帶預(yù)切糟U型鋼支架的施工方法，包括如下步驟:
(I)將頂拱的兩端通過剛性連接件分別安裝在兩幫腿的上端，將兩幫腿的下端分別安裝在兩個三相孔底腳墊板的朝上的盲孔中，將底拱的兩端分別安裝在兩個三相孔底腳墊板的相對的盲孔中，組裝成鋼支架；
(2)將鋼支架的兩個三相孔底腳墊板的通孔分別插裝在兩根角底梁上，將推進頭、液壓缸、頂桿與液壓箱組裝之后，使推進頭頂緊鋼支架；
(3)將帶有破巖棒的液壓滾筒安裝在鋼支架上，按動伸縮開關(guān)及破巖棒開關(guān)，使得液壓缸的活塞桿外伸，帶動鋼支架往前移動，進而推動破巖棒劃破巖壁，且繞鋼支架的頂拱擾動，切出U型預(yù)切槽；
(4)待U型預(yù)切槽成型后，組裝并安裝下一個鋼支架，拉動鐵絲網(wǎng)尾部懸掛于下一個鋼支架的幫腿上，進而實現(xiàn)鐵絲網(wǎng)的鋪設(shè)；
(5)在鐵絲網(wǎng)之下開挖兩個鋼支架間的2m巖體；
(6 )重復(fù)步驟(4 )、( 5 )，實現(xiàn)巷道的不斷掘進。
[0013]上述的具有自動推進功能的帶預(yù)切糟U型鋼支架的施工方法，步驟2)中，鋼支架的兩個架腿、頂拱兩側(cè)各頂有一個推進頭，保證鋼支架的推進加壓均勻。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明通過液壓缸推進U型鋼支架，實現(xiàn)了自動推進，使得本發(fā)明可由一人操作，一次性自動打扣快速連接兩面搭接的鐵絲網(wǎng)，大大節(jié)約了人力，降低了工人的勞動強度，降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明的破巖棒可以繞U型鋼支架前端的鋼支架的頂拱運動，進而在巖壁上刻畫出一定深度的U型預(yù)切槽；液壓箱的底部設(shè)有滾輪，靈活性高，適應(yīng)能力強；當(dāng)液壓滾動沿著U型鋼支架移動時，可以帶動鐵絲網(wǎng)鋪滿破巖面，防止破巖下落，安全性高；本發(fā)明設(shè)有破巖棒，能自動切入巖體，提高了掘進效率，縮短了工期。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明推進架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明的推進頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為本發(fā)明的U型卡槽結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5為本發(fā)明的U型卡槽去掉設(shè)有通孔側(cè)壁后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6為本發(fā)明的U型卡槽與頂拱連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖7為本發(fā)明的推進式分壓器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:1、遙控器，2、三相孔底腳墊板，3、頂拱，4、剛性連接件，5、幫腿，6、三相孔底腳墊板，7、底拱，8、角底梁，9、底梁，10、破巖棒液壓管，11、推進頭，12、液壓缸，13、頂桿，14、液壓滾筒，15,U型卡槽，16、鐵絲網(wǎng)，17、伸縮開關(guān)，18、液壓箱，19、總液壓管，20、滾輪，21、破巖棒，22、破巖棒開關(guān)，23、鋼珠，24、通孔，25、推進式分壓器，26、噴氣管，27、滾筒氣動管。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明的具有自動推進功能的帶預(yù)切糟U型鋼支架，包括U型鋼支架、四個液壓缸12、液壓箱18、四個頂桿13、兩根角底梁8、液壓滾筒14及破巖棒21 ;所述的U型鋼支架包括多個鋼支架及鐵絲網(wǎng)16，所述的鋼支架包括兩幫腿5、兩個三相孔底腳墊板(三相孔底腳墊板2和三相孔底腳墊板6)、底拱7及頂拱3，所述的三相孔底腳墊板2、三相孔底腳墊板6為一長方體結(jié)構(gòu)，長