專利名稱：特別適用于井下平巷的封閉支護(hù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別適用于井下平巷，井筒、煤侖、隧道和類似的井巷的封閉支護(hù)，它具有一個內(nèi)殼體，該內(nèi)殼體由在支護(hù)上縱向上連續(xù)排列的主要用鋼板制成的襯砌框架構(gòu)成，該內(nèi)殼體由至少兩個在支護(hù)的圓周方向上通過可壓性部件位置可變地互相支撐的襯砌框架件組成，該封閉支護(hù)還有一個周向可壓的外殼體，該外殼體由快速硬化的支護(hù)材料或類似的充填材料組成，外殼體包括對應(yīng)于襯砌框架而配置的弧形外殼段。本發(fā)明還涉及一種屬于本發(fā)明方題的封閉支護(hù)的隔離體，屬于本發(fā)明主題的封閉支護(hù)其結(jié)構(gòu)除具有上述特征外，還具有一個可變形的隔離體可沿支護(hù)縱向移動地支撐在可壓性部件上或支撐在襯砌框架上，并且可能還具有以下一個或幾個特征，即其可壓性部件或襯砌框架具有一個包括行駛軌道的支撐表面，使其可移動地支撐隔離體；隔離體沿著一個位于可壓性部件或襯砌框架上的導(dǎo)向裝置而移動；導(dǎo)向裝置的兩側(cè)端延伸著一個滑動或滾動表面。
井下平巷支護(hù)一般由于開采深度增加(初次礦山壓力)和其它因素，如巷道掘進(jìn)程度、殘留礦柱及類似的逐漸增加的附加壓力，而要求承受急驟增加的高負(fù)載。而現(xiàn)有技術(shù)中用于井下平巷的封閉支護(hù)對于這種高負(fù)載總是難以勝任。
為了承受巨大的巖石壓力，專利文獻(xiàn)DE－AS2702672中公開了一種封閉支護(hù)。在這篇文獻(xiàn)中，按照這種對于其它開采情況也同樣是公知的讓壓性拱形支護(hù)，這種用硬化材料填充的內(nèi)殼體的襯砌框架是通過銷緊連接裝置而在某一尺寸范圍內(nèi)周向可壓地彼此固聯(lián)。然而，對于人工巷道中那種不可避免的頂板沉降現(xiàn)象，這種公知的支護(hù)只有處于極限狀態(tài)下才能對其產(chǎn)生反向支撐作用，當(dāng)出現(xiàn)負(fù)載時外殼體僅斷續(xù)地利用它的殘余承載能力與夾緊裝置的夾緊力相結(jié)合形成支護(hù)的支撐阻力。當(dāng)發(fā)現(xiàn)需要相當(dāng)多的測量，巨額資金而使支架構(gòu)件的應(yīng)用花費昂貴時，在出現(xiàn)更大負(fù)載時，內(nèi)殼體的自由變形的可壓性也因此而僅能在某一區(qū)域內(nèi)得以實現(xiàn)。由于內(nèi)襯框架的這種滑移位錯設(shè)置，只能對少數(shù)幾個方向上的壓力產(chǎn)生反向支撐。因此，在使用價格昂貴的支護(hù)材料時，所達(dá)到的上部頂板沉降負(fù)載值要比允許的開采所需值大得多。
為了在盡可能使用低成本支架構(gòu)件的情況下，使支架在較大的頂板沉降區(qū)上產(chǎn)生較高的支護(hù)阻力，對上述封閉支護(hù)進(jìn)行了改進(jìn)。專利申請DE－P3806126.0中公開了將外殼體分節(jié)設(shè)置并使其在圓周上具有可壓性。這樣，外殼體就不會在高負(fù)載下破碎，并能產(chǎn)生高的支護(hù)阻力及與襯砌框架一起讓壓。
本發(fā)明的任務(wù)在于，以簡單的結(jié)構(gòu)方式造成一種前面開頭提到的那種封閉支護(hù)，在這種封閉支護(hù)中，以所希望的，預(yù)定的方式精確制造弧形外殼段，而不會存在這樣的危險，即如在充填弧形外殼段時產(chǎn)生不緊密的彼此剛性聯(lián)接。這一任務(wù)可通過將一個可變形的隔離體可沿支護(hù)縱向移動地支撐在可壓性部件上或支撐在襯砌框架上而解決。
通過可變形的隔離體在可壓性部件或在襯砌框架的其它部件上的可壓性，可以簡單的結(jié)構(gòu)方式按照每次所需要的長度或逐個精確排列形成弧形外殼段。由于隔離體是可移動地支撐的，因此在一個相應(yīng)的弧形外殼段硬化之后，隔離體可被撤出以繼續(xù)進(jìn)行支護(hù)工作。在可變形的隔離體撤出之后，相鄰的弧形外殼段之間總要存在間隙，通過由此而產(chǎn)生的包括外殼體的的可壓縮性，使支護(hù)滿足承受巨大載荷的要求，且可以各種不同的變化方式滿足特殊場合下的特殊要求。正是通過由此而產(chǎn)生的有限的可壓縮性，人工井下巷道中的頂板沉降現(xiàn)象如此解決即整個表面上的一盡管在其大小和方向上是有限定的一支撐力在適宜的時刻可傳入巖體，以這種安裝方式可直接在整個表面上產(chǎn)生連續(xù)的高拱形支撐阻力。
根據(jù)本發(fā)明，一個適用于上述封閉支護(hù)的隔離體具有如下特征，即這個隔離體至少包括一個可在一移動滑座或滑架上固定的可充入氣體使其膨脹亦可排空氣體的枕墊。隔離體以簡單的結(jié)構(gòu)形式借助于滑座或滑架可移動地支承在可壓性部件上或支承在襯砌框架上，為充填工序在此設(shè)置適宜的枕墊，為了使外殼體同樣保持可壓性，將枕墊充氣使其膨脹，從而在受擠壓構(gòu)件后保持一個足夠的無支護(hù)材料的空間。
關(guān)于封閉支護(hù)及隔離體的其它重要結(jié)構(gòu)布置還包括，屬于本發(fā)明主題的封閉支護(hù)的隔離體具有以下一個或幾個特征該隔離體具有一個中心主枕墊以及與該主枕墊相配置的側(cè)枕墊；側(cè)枕墊是通過與側(cè)枕墊鄰接的展開的密金屬網(wǎng)而與主枕墊相固定聯(lián)接的；每個枕墊至少具有兩個室；至少給每個枕墊配置一個控制閥；每個枕墊具有一個安全閥；滑座或滑架具有一個有溝槽形導(dǎo)向的底座，盤形支座固定在該底座上用以支承枕座。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)還可以通過附圖及下面的描述作進(jìn)一步說明。要附圖中


圖1是支撐在內(nèi)殼體上的可壓性部件上的隔離體的實施例局部立體圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的隔離體的實施例橫截面示圖。
圖1中平巷支護(hù)1各由一內(nèi)殼體組成，該內(nèi)殼體由在支護(hù)縱向上連續(xù)配置的襯砌框架2組成，襯砌框架2是用波形薄鋼板制成。根據(jù)使用要求，襯砌框架2在支護(hù)的圓周方向上及在支護(hù)的縱向上的數(shù)量是可變化的，為使內(nèi)殼體的襯砌框架2在平巷支護(hù)方向上排列成行，這些襯砌框架上設(shè)有帶角的凸緣3。在平巷支護(hù)方向上凸緣3與另一個鄰近的襯砌框架2相對搭接，并借助于螺紋連接件4可拆卸地固定聯(lián)接起來。
襯砌框架2所具有的曲率與表用圖示作更詳細(xì)說明的所建礦山巷道的曲率半徑相適應(yīng)，襯砌架2在支護(hù)的圓周方向上的位置是可改變的，且由此而在圓周上具有可壓性，它們彼此緊靠地支承在可壓性部件5上。可壓性部件5形成可改變形狀的受擠壓構(gòu)件，圖中對此未作更詳細(xì)的說明。為了與支護(hù)巷道的曲率半徑相適應(yīng)，受擠壓構(gòu)件不僅在縱向而且在橫向上具有可變形輪廓，例如M形或V形的輪廓。
在圖示實施例中，形狀可變的隔離體7在支護(hù)的縱向上可移動地支撐在可壓性部件的工作面上，可壓性部件可相對于巖石6移動。隔離體7將用可硬化材料制成的外殼體8分割成弧形殼段9。弧形外殼段9用簡單的方法精確成型，關(guān)相對于每一個襯砌框架2排列，由此而在整個巷道支護(hù)的圓周方向上形成讓壓性。當(dāng)外殼體在受到圍巖的壓力或由于巖石松動而導(dǎo)致頂板下沉?xí)r，讓壓性使其在所支撐的巖層或頂板下沉區(qū)或所有必要的方向上提供連續(xù)的高支撐阻力，從而使巖石壓力不直接傳遞到塑性變形的內(nèi)殼體上。同時，內(nèi)殼體可通過可壓性部件5的相應(yīng)配置在一定的大小和方向上具有可壓性，從而使得在安裝完畢后，全部封閉支護(hù)在整個表面上直接提供一個可靠的高拱形支撐阻力。
正如圖中所示，可壓性部件5具有一個導(dǎo)向裝置10，并在其兩側(cè)端具有相對于該導(dǎo)向裝置延伸的滑動或滾動表面11。隔離體7具有一個滑座或滑架12，該滑架12上帶有一個被導(dǎo)向裝置10夾持住的底部13。在填料硬化之后，亦即在弧形外殼段9形成關(guān)隨后安裝了襯砌框架之后，隔離體7可沿著導(dǎo)向裝置10移至下一個填充位置上。
隔離體7上有一個中心主枕墊14及兩個側(cè)枕墊15，側(cè)枕墊15是通過與側(cè)枕墊15鄰接的展開的密金屬網(wǎng)16與主枕墊14相連的。如圖所示，通過相應(yīng)地敷設(shè)側(cè)枕墊15和主枕墊14，當(dāng)相應(yīng)的枕墊向著隔離體7的兩側(cè)膨脹起來后，總會形成一個具有準(zhǔn)確的直線型或拱形正面輪廓的弧形外殼段9。主枕墊14通過緊固件18與一盤形支座17相連。側(cè)枕墊15通過緊固件18與底座13相連。此外支座17與底座13相連。
在如附圖所示的實施例中，隔離體的封閉膨脹變形的枕墊尺寸可隨所屬的可壓性部件15的尺寸而變化。對此，主枕墊14按照需要做成其最小直徑在過量采掘情況下仍能保證在足夠的范圍內(nèi)沒有填充材料落到可壓性部件5的后面。在預(yù)定外殼體厚15厘米情況下，主枕墊14的鋪設(shè)可以不取決于當(dāng)時的滑架尺寸而向著巖體膨脹達(dá)到50厘米的直徑即可符合目的要求。此時將枕墊分到各腔室中是有益的。
每個枕墊配置兩個控制閥用以進(jìn)行開關(guān)控制。當(dāng)開關(guān)處于“開”位置時，用0.3巴有表壓對一個枕墊的主室充氣，然后用1.0巴的表壓為兩個規(guī)定的側(cè)室充氣。枕墊或所說的室的充氣最好在壓力計的控制下進(jìn)行，為防止枕墊充氣過量，出可適當(dāng)考慮采用安全閥。此處安全閥不僅防止枕墊充氣過量，而且還在被動狀態(tài)下，即當(dāng)枕墊處于壓力之下而又未充滿時，在超壓的情況下打開安全閥以防止枕墊破裂。
權(quán)利要求1.特別適用于井下平巷，井筒、煤侖、隧道和類似的井巷的封閉支護(hù)，它具有一個內(nèi)殼體，該內(nèi)殼體由在支護(hù)上縱向上連續(xù)排列的主要用鋼板制碭襯砌框架構(gòu)成，該內(nèi)殼體由至少兩個在支護(hù)的圓周方向上通過可壓性部件(5)位置可變地互相支撐的襯砌框架件(2)組成，該封閉支護(hù)還有一個周向可壓的外殼體(8)，該外殼體(8)則快速硬化的支護(hù)材料或類似的充填材料組成，外殼體(8)包括對應(yīng)于襯砌框架(2)而配置的弧形外殼段(9)，其特征在于一個可變形的隔離體(7)可沿支護(hù)縱向移動地支撐在可壓性部件(5)上或支撐在襯砌框架上。
2.按照權(quán)利要求1的封閉支護(hù)，其特征在于，可壓性部件(5)或襯砌框架具有一個包括行駛軌道的支撐表面，使其可移動地支撐隔離體。
3.按照權(quán)利要求1或2的封閉支護(hù)，其特征在于，隔離體(7)沿著一個位于可壓性部件(5)或襯砌框架上的導(dǎo)向裝置(10)而移動。
4.按照權(quán)利要求3的封閉支護(hù)，其特征在于，導(dǎo)向裝置(10)的兩側(cè)端延伸著一個滑動或滾動表面(11)。
5.用于特別如權(quán)利要求1至4之一所述的封閉支護(hù)的隔離體，其特征在于，該隔離體(7)至少包括一個固定于可移動的滑座或滑架(12)上并可充氣膨脹也可排氣的枕墊(14，15)。
6.按照權(quán)利要求5的隔離體，其特征在于，隔離體(7)具有一個中心主枕墊(14)以及與該主枕墊相配置的側(cè)枕墊(15)。
7.按照權(quán)利要求6的隔離體，其特征在于，側(cè)枕墊(15)是通過與側(cè)枕墊(15)鄰接的展開的密金屬網(wǎng)(16)而與主枕墊(14)相固定聯(lián)接的。
8.按照權(quán)利要求5至7之一的隔離體，其特征在于，每個枕墊(14、15)至少有兩個室。
9.按照權(quán)利要求5至8之一的隔離體，其特征在于，至少給每個枕墊(14、15)配置一個控制閥。
10.按照權(quán)利要求5至9之一的隔離體，其特征在于，每個枕墊(14、15)具有一個安全閥。
11.按照權(quán)利要求5至10之一的隔離體，其特征在于，滑座或滑架(12)具有一個有溝槽形導(dǎo)向的底座(13)，盤形支座(17)固定在該底座(13)上用以支承枕墊(14、15)。
專利摘要一種特別適用于井下平巷、井筒、煤倉、隧道等的封閉支護(hù)，它具有一個內(nèi)殼體，該內(nèi)殼體由在支護(hù)縱向上相繼連續(xù)排列的主要由鋼板制成的襯砌框架構(gòu)成，它還具有一個周向可壓的外殼體，該外殼體由快速硬化的支護(hù)材料或類似材料組成，外殼體包括對應(yīng)一于襯砌框架而配置的弧形外殼段。為了能夠用簡單的方法制成精確的環(huán)形外殼段及為了形成支護(hù)狀態(tài)，可變形的隔離體可沿支護(hù)縱向移動地支撐在可壓性部件上。
文檔編號E21D11/10GK2057458SQ89215528
公開日1990年5月23日 申請日期1989年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1988年7月5日
發(fā)明者西格弗里德·塞爾, 赫帕特·尼布爾 申請人:諾爾洛制鋼股份有限公司