專利名稱：一種三維可縮的巷道金屬組合支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種三維可縮的巷道金屬組合支架，尤其適用于煤炭礦山急斜煤 層開采時(shí)石門巷道的穩(wěn)定維護(hù)，實(shí)現(xiàn)急斜煤層的無煤柱開采。
背景技術(shù)：
我國急斜煤層的儲(chǔ)量豐富、分布較廣，并已形成了一定的開采規(guī)模。目前，全國急 斜煤層開采礦井?dāng)?shù)約占六分之一。急斜煤層開采時(shí)采區(qū)巷道的布置通常采用聯(lián)合布置，穿 越煤層的石門巷道可服務(wù)于多個(gè)煤層的開采，為了確保煤層回采后的石門巷道長(zhǎng)期穩(wěn)定， 目前我國石門巷道的維護(hù)主要采取預(yù)留煤柱的方法，當(dāng)急斜煤層的厚度及傾角較大時(shí)，預(yù) 留煤柱會(huì)造成煤炭資源的大量損失，特別是對(duì)于資源枯竭的礦井，煤炭開采的經(jīng)濟(jì)效益較 差，因此必須尋求一種新的石門巷道穩(wěn)定維護(hù)技術(shù)。急斜煤層無煤柱開采方法是對(duì)開采范圍內(nèi)的煤層進(jìn)行全部回采，工作面由上向下 推進(jìn)，煤層頂板實(shí)施全部冒落法，以控制回采工作面的壓力。在回采過程中，石門巷道不僅 要受到開采動(dòng)壓的劇烈影響，而且巷道還是裸露懸空在采空區(qū)上方，經(jīng)受上覆冒落巖層的 沖擊影響。這使得石門巷道要經(jīng)歷極其復(fù)雜的受力過程，特別是在巷道的軸線方向要受到 強(qiáng)烈的拉伸和擠壓。因此，急斜煤層無煤柱開采時(shí)石門巷道的穩(wěn)定，一方面要保證其支護(hù)系 統(tǒng)具有一定的柔性，實(shí)現(xiàn)徑向和軸向可縮，達(dá)到控制巷道變形的目的；另一方面支護(hù)系統(tǒng)應(yīng) 具有足夠的強(qiáng)度，方能保證石門巷道的長(zhǎng)期穩(wěn)定。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性強(qiáng)，安 全、承載強(qiáng)度高的三維可縮的巷道金屬組合支架為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的巷道金屬組合支架，支架由8塊型鋼構(gòu)件圍成一 個(gè)封閉的筒形支架結(jié)構(gòu)，8塊型鋼構(gòu)件的連接處設(shè)有環(huán)向和徑向可縮的彈簧螺栓，所述的型 鋼構(gòu)件由多塊橫截面為帽形結(jié)構(gòu)型鋼搭接而成。所述的帽形結(jié)構(gòu)型鋼由8 IOmm厚度的鋼板軋制而成；所述的帽形結(jié)構(gòu)型鋼的搭 接處用螺栓固定連接或?yàn)楹附?。有益效果由于采用“帽”形鋼板來制作支架?gòu)件，且支架構(gòu)件最終連接為整體結(jié) 構(gòu)，并與周圍圍巖連為一體。當(dāng)巷道圍巖壓力較大時(shí)，支架結(jié)構(gòu)可承受沿徑向的地壓作用， 在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候進(jìn)行環(huán)向壓縮，并轉(zhuǎn)變?yōu)閺较蚴湛s，釋放地壓，有效的維護(hù)了石門巷道的穩(wěn) 定。當(dāng)煤層開采引起巷道軸向的拉伸和壓縮變形時(shí)，由于“帽”形鋼板組合成了一個(gè)封閉的 支架結(jié)構(gòu)，整體是波紋管結(jié)構(gòu)，可隨圍巖進(jìn)行拉伸和壓縮，起到與圍巖協(xié)調(diào)變形的作用。在 急斜煤層開采是，礦山壓力變化較大，石門巷道圍巖不僅有壓縮，也會(huì)發(fā)生拉伸現(xiàn)象，三維 可縮的巷道金屬組合支架可最大限度的發(fā)揮其優(yōu)越性，實(shí)現(xiàn)與周圍巖體的共同協(xié)調(diào)變形。 這對(duì)礦井的正常生產(chǎn)和最大限度的回采資源有著十分重要的意義。可最大限度地開采煤炭 資源；同時(shí)該支護(hù)結(jié)構(gòu)也適用于穿過斷層破碎帶的巷道維護(hù)。實(shí)現(xiàn)石門巷道支護(hù)體系要求的在徑向和軸向可縮，同時(shí)又具有足夠的強(qiáng)度，承受由于回采動(dòng)壓對(duì)支護(hù)的劇烈影響，而且 巷道還是裸露懸空在采空區(qū)上方，能經(jīng)受上覆冒落巖層的沖擊影響。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方 便。

圖1是本實(shí)用新型三維可縮的巷道金屬組合支架結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的A-A截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2的B向視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1_型鋼構(gòu)件；2-彈簧螺栓；3-帽形結(jié)構(gòu)型鋼；4-螺栓。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的描述圖1所示，三維可縮的巷道金屬組合支架由8塊型鋼構(gòu)件1圍成一個(gè)封閉的筒形 支架結(jié)構(gòu)，8塊型鋼構(gòu)件1的連接處開有條形槽，條形槽內(nèi)設(shè)有環(huán)向和徑向可縮的彈簧螺栓 2，圖3所示。型鋼構(gòu)件1由多塊橫截面為帽形結(jié)構(gòu)型鋼3搭接而成，其橫截面呈波紋鋼管 狀，具有可伸縮的特點(diǎn)，圖2所示。帽形結(jié)構(gòu)型鋼3由8 IOmm厚度的鋼板軋制而成；帽形 結(jié)構(gòu)型鋼3的搭接處用螺栓4固定連接或焊接在一起。根據(jù)工程施工需要，將構(gòu)件運(yùn)輸?shù)?指定地點(diǎn)進(jìn)行安裝；安裝步驟是由中部向兩側(cè)進(jìn)行，先環(huán)后縱，最后安裝加固槽鋼；將整個(gè) 支護(hù)結(jié)構(gòu)用錨索或錨桿與圍巖錨固為一體。在長(zhǎng)度方向采用彈簧螺栓2進(jìn)行連接，形成一 個(gè)封閉的支架結(jié)構(gòu)。對(duì)于彈簧螺栓連接需要預(yù)留長(zhǎng)槽孔，使得相鄰構(gòu)件之間在外荷載作用 下可以發(fā)生滑動(dòng)。而封閉支架結(jié)構(gòu)相互之間可采用螺栓連接，條件許可時(shí)可采用焊接，這樣 就可在石門巷道內(nèi)部形成一個(gè)筒形的支護(hù)結(jié)構(gòu)。由于軸向的可伸縮，使得其剛度會(huì)受到影 響，因此可在內(nèi)部沿軸向在四壁安裝4個(gè)槽鋼來進(jìn)行加固。槽鋼與每個(gè)封閉支架結(jié)構(gòu)之間 采用U形螺栓連接，以便圍巖產(chǎn)生軸向變形時(shí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)可協(xié)調(diào)變形。該支護(hù)結(jié)構(gòu)沿軸向在 外荷載作用下可產(chǎn)生伸縮變形，而在環(huán)向由于采用彈簧螺栓連接，可實(shí)現(xiàn)環(huán)向的壓縮變形， 也即可實(shí)現(xiàn)徑向的壓縮變形，達(dá)到三維可縮的作用。
權(quán)利要求一種三維可縮的巷道金屬組合支架，其特征在于支架由8塊型鋼構(gòu)件(1)圍成一個(gè)封閉的筒形支架結(jié)構(gòu)，8塊型鋼構(gòu)件(1)的連接處設(shè)有環(huán)向和徑向可縮的彈簧螺栓(2)，所述的型鋼構(gòu)件(1)由多塊橫截面為帽形結(jié)構(gòu)型鋼(3)搭接而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述三維可縮的巷道金屬組合支架，其特征在于所述的帽形結(jié)構(gòu) 型鋼(3)由8 IOmm厚度的鋼板軋制而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述三維可縮的巷道金屬組合支架，其特征在于所述的帽形 結(jié)構(gòu)型鋼(3)的搭接處用螺栓(4)固定連接或?yàn)楹附印?br> 專利摘要一種三維可縮的巷道金屬組合支架，尤其適用于煤炭礦山急斜煤層開采時(shí)穿過煤層的石門巷道的維護(hù)。它由8塊型鋼構(gòu)件圍成一個(gè)封閉的筒形支架結(jié)構(gòu)，8塊型鋼構(gòu)件的連接處設(shè)有環(huán)向和徑向可縮的彈簧螺栓，所述的型鋼構(gòu)件由多塊橫截面為帽形結(jié)構(gòu)型鋼搭接而成。相鄰支架之間采用螺栓連接，也可進(jìn)行焊接。該支架將與周圍巖體形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)與圍巖的共同變形。整個(gè)支架具有較高的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)石門巷道在徑向、環(huán)向和軸向的可縮，具有一定的柔性支護(hù)特征?？蓪?shí)現(xiàn)無煤柱開采，能有效利用資源；同時(shí)該支架結(jié)構(gòu)也適用于穿過斷層破碎帶的巷道維護(hù)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、穩(wěn)定性強(qiáng)、安全、承載強(qiáng)度高的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21D15/16GK201723232SQ20102022257
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者盧榮, 李強(qiáng), 杜石文, 田獻(xiàn)國, 陳小波 申請(qǐng)人:陳小波;杜石文;李強(qiáng)