專利名稱：竹木纖維復(fù)合墊墩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于礦井回采工作面的單體支柱柱鞋(墊墩)產(chǎn)品，適用于工作面煤層底板松軟或過(guò)斷層時(shí)承托支柱用。
眾所周知，目前礦井回采工作面使用的墊墩，有工程塑料的、木頭的、鐵板的、鐵木混合的以及搪柴板的。工程塑料墊墩形狀如同一頂波斯帽，由圓形底盤上置一圓筒構(gòu)成。圓筒套入支柱底部，并用頂絲將其與支柱固為一體。木頭的結(jié)構(gòu)僅為一長(zhǎng)方形木塊。鐵的為一長(zhǎng)方形鋼板，鋼板上帶一鏈條，支柱架好后，鏈條繞在支柱上，以利于該墊墩隨支柱一起回收。鐵木混合的墊墩結(jié)構(gòu)為一長(zhǎng)方形鋼板上嵌入一塊木板，鋼板上帶一鏈條。搪柴板墊墩由用鐵絲將搪柴 成長(zhǎng)方形板。使用時(shí)，將兩塊搪柴板互相正交迭合放入柱窩內(nèi)作為墊墩。以上墊墩的不足之處是成本高，支柱支設(shè)操作不方便；墊墩本身不平整，不穩(wěn)定，支柱易偏心，墊墩易壓壞；回收時(shí)不安全，且影響回采工效。例如與本實(shí)用新型最為接近的工程塑料墊、墩，它的圓筒部分有100mm左右的高度，支設(shè)前須將單體支柱插入筒內(nèi)用頂絲固定，給現(xiàn)場(chǎng)使用帶來(lái)不便。若直接在工作面支設(shè)，支柱頭與頂板之間須有100mm以上的空間才能將支柱提起插入筒內(nèi)。增加了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。在回柱時(shí)很難將支柱再?gòu)膲|墩里抽出。若連同墊墩一起回收需用更大的拉拔力，不但不安全，且影響回采工效。最主要的缺陷是圓筒與底盤結(jié)合部，在支柱受力不均時(shí)，剪應(yīng)力集中在此處，很容易折裂。繼而造成支柱偏心。而且這工程塑料墊墩成本較高，每個(gè)約為20元左右。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種攜帶、操作方便、能滿足抗壓、抗折、抗剪和最大限度阻止支柱陷入底板的要求，成本低、安全可靠的一種“竹木纖維復(fù)合墊墩”。
本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到竹木纖維復(fù)合墊墩，筒狀凸臺(tái)與底板聯(lián)為一體，由竹木纖維形成的復(fù)合體一次模壓制成凹形圓柱體，凹槽深度(筒狀凸臺(tái)高度)僅占整個(gè)墊墩高度的三分之一到四分之一，凹槽底面直徑略大于支柱底端，使得支柱底端可以方便地置入筒狀凸臺(tái)，既可定位，又可具有相當(dāng)大的抗壓、抗剪和抗彎能力。
本實(shí)用新型的目的還可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到竹木纖維復(fù)合墊墩，復(fù)合體的形成是由破碎了的竹纖維，木纖維和填料，加上化學(xué)固化劑形成的。
竹木纖維復(fù)合墊墩，其竹纖維用量上占竹、木、填料總重量的15～30％，木纖維用量占總重量的60～70％，填料用量占總重量的10～15％，化學(xué)固化劑為樹脂型固化劑，用量占竹、木、填料重量的15～25％。
竹木纖維復(fù)合墊墩，其筒狀凸臺(tái)可以是凹槽的凸壁，也可以是環(huán)形平、斜及平、曲面筒狀凸臺(tái)，還可以在筒狀凸臺(tái)外有一與凹槽底面平齊的環(huán)狀平面。以筒狀凸臺(tái)的外側(cè)壁由各占一半高度環(huán)形上斜面與環(huán)形下曲面組成的環(huán)形斜曲面凸臺(tái)為最佳。
竹木纖維復(fù)合墊墩，直徑為200～300mm，總高度為30～40mm，筒狀凸臺(tái)高度為7.5～13mm，頂面環(huán)狀平面(或曲面、斜面)水平寬度為30～90mm，筒狀凸臺(tái)外環(huán)狀平面寬度為5～12mm，凹槽底面直徑略大于支柱腿徑，為120±2mm，凸臺(tái)外曲面曲率半徑為一變值。
當(dāng)墊墩工作時(shí)，其底面放入預(yù)定的平整的柱窩內(nèi)，支住底端置入墊墩頂面凹槽內(nèi)，且互相密貼，當(dāng)支柱具有支撐力時(shí)，該力通過(guò)墊墩傳到底板上，當(dāng)傳入底板的壓應(yīng)力≤底板抗壓強(qiáng)度時(shí)，則可阻止支柱——墊墩陷入底板，可減少頂板下沉，使回收支柱容易并保護(hù)了支柱，改善了頂板狀況。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)比較，其優(yōu)點(diǎn)是1、支柱受力性能好，受力平穩(wěn)，均衡、不易偏壓。
2、墊墩力學(xué)性能好，抗壓強(qiáng)度大于30～50mpa，抗彎強(qiáng)度大于8～12mpa，壓縮量小于1～2mm，可傳壓250～300KN。
3、物理性能好，抗潮，抗腐蝕、抗靜電、阻燃、抗撞擊。
4、攜帶方便，每塊重1.1～1.2Kg。
5、安裝、操作方便。
6、整個(gè)工作面支柱受力好，因這種墊墩是模壓成型，結(jié)構(gòu)規(guī)格化。
7、成本低于木墊墩單價(jià)。


圖1 為平面凸臺(tái)竹木纖維復(fù)合墊墩縱向剖面圖；圖2 為平曲面凸臺(tái)竹木纖維復(fù)合墊墩縱向剖面圖；圖3 為平斜面凸臺(tái)竹木纖維復(fù)合墊墩縱向剖面圖；圖4 為平斜曲面凸臺(tái)竹木纖維復(fù)合墊墩縱向剖面圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方案進(jìn)行祥細(xì)描述實(shí)施例一、如圖1所示的竹木纖維復(fù)合墊墩，用占竹、木、填料三者總重量17％的竹纖維，69％的木纖維、14％的填料加上這三者重量16％的樹脂型固化劑組成的復(fù)合體模壓制成凹形圓柱體，使筒狀凸臺(tái)與底板混然一體，筒狀凸臺(tái)即為凹槽的凸壁1。墊墩底板3直徑為220mm，高度為35mm，凹槽深度(即筒狀凸臺(tái))高度為10mm，凹槽底面2直徑為122mm。
二、如圖2所示的竹木纖維復(fù)合墊墩，用占竹、木、填料總重量25％的竹纖維，62％的木纖維、13％的填料，加上這三者重量的18％的樹脂型固化劑組成的復(fù)合體模壓制成凹形圓柱體，其筒狀凸臺(tái)外有一寬15mm與凹槽底面2平齊的環(huán)狀平面4，筒狀凸臺(tái)為一拋物線曲面1。即從與凹槽底面2平齊處的底板外側(cè)壁到凹槽內(nèi)側(cè)壁頂邊為一環(huán)形平曲面1、4，形成環(huán)形平曲面凸臺(tái)。該墊墩底板3直徑為300mm，總高為40mm，凹槽直徑為122mm，筒狀凸臺(tái)高度為12mm，環(huán)形拋物線曲面底面水平寬度為74mm。
三、如圖3所示的竹木纖維復(fù)合墊墩，用竹、木、填料總重量20％的竹纖維，70％的木纖維，10％的填料，加上這三者重量20％的樹脂型固化劑組成的復(fù)合體模壓制成凹形圓柱體。其筒狀凸臺(tái)外有一寬16mm與凹槽底面2平齊的環(huán)狀平面4，凸臺(tái)縱剖面為直角三角形，斜邊向上。即從環(huán)狀平面內(nèi)邊到筒狀凸臺(tái)內(nèi)側(cè)壁頂邊為一環(huán)形斜面1，形成筒狀環(huán)形斜面凸臺(tái)。墊墩底板3直徑為240mm，總高為36mm，凹槽底面直徑為122mm，筒狀凹臺(tái)高度為10mm，環(huán)形斜面1底面水平寬度為43mm。
四、如圖4所示的竹木纖維復(fù)合墊墩，用占總重15％的竹纖維，70％的木纖維，15％的填料，上述三者重量的25％的樹脂型固化劑組成的復(fù)合體模壓制成凹形圓柱體，底板3直徑為250mm，總高為38mm，凹槽底面2直徑為120mm，筒狀凸臺(tái)高度為12mm，其筒狀凸臺(tái)外有一寬16mm，與凹槽平齊的環(huán)狀平面4，筒狀凸臺(tái)頂面為環(huán)形平面4，寬度6mm，外側(cè)壁由各占一半高度的環(huán)形上斜面6與環(huán)形下曲面5組成。環(huán)形上斜面6底邊寬度為18mm，環(huán)形下曲面5曲率半徑為一變量，這種形狀的竹纖維復(fù)合墊墩既能最大限度的節(jié)約原材料，又可滿足支護(hù)需要，具有足夠的抗壓、抗剪和抗彎強(qiáng)度。
權(quán)利要求1.一種竹木纖維復(fù)合墊墩，由筒狀凸臺(tái)與底板構(gòu)成，其特征在于所說(shuō)的筒狀凸臺(tái)與底板聯(lián)為一體，由竹木纖維形成的復(fù)合體一次模壓制成凹形園柱體，凹槽深度僅占整個(gè)墊墩高度的三分之一到四分之一，凹槽底面直徑略大于支柱底端。
2.按照權(quán)利要求1所說(shuō)的竹木纖維復(fù)合墊墩，其特征在于竹木纖維復(fù)合體是由破碎了的竹纖維、木纖維、填料加上化學(xué)固化劑形成的。
3.按照權(quán)利要求2所說(shuō)的竹木纖維復(fù)合墊墩，其特征在于竹纖維用量占竹、木、填料總重量的15～30％，木纖維用量占總重量的60～70％，填料用量占總重量約10～15％，化學(xué)固化劑為樹脂型固化劑，用量占竹、木、填料總重量的15～25％。
4.按照權(quán)利要求3所說(shuō)的竹木纖維復(fù)合墊墩，其特征在于筒狀凸臺(tái)即為凹槽凸壁1，形成環(huán)形平面筒狀凸臺(tái)。
5.按照權(quán)利要求3所說(shuō)的竹木纖維復(fù)合墊墩，其特征在于筒狀凸臺(tái)外有一與凹槽底面2平齊的環(huán)狀平面4，筒狀凸臺(tái)縱剖面為拋物線曲面，即從與凹槽底面2平齊處的墊墩底板3外側(cè)壁到筒狀凸臺(tái)內(nèi)側(cè)壁頂邊為一環(huán)狀平面4，和環(huán)形拋物線曲面1，形成環(huán)形平曲面筒狀凸臺(tái)。
6.按照權(quán)利要求3所說(shuō)的竹木纖維復(fù)合墊墩，其特征在于筒狀凸臺(tái)外有與凹槽底面2平齊的環(huán)狀平面4，筒狀凸臺(tái)縱剖面為直角三角形，斜邊向上，即從環(huán)狀平面4內(nèi)邊到筒狀凸臺(tái)的內(nèi)側(cè)壁頂邊為一環(huán)形斜面4，形成環(huán)形平斜面凸臺(tái)。
7.按照權(quán)利要求3所說(shuō)的竹木纖維復(fù)合墊墩，其特征在于筒狀凸臺(tái)外有一與凹槽底面2平齊的環(huán)狀平面4，筒狀凸臺(tái)頂面為環(huán)形平面1，外側(cè)壁由各占一半高度的環(huán)形上斜面6與環(huán)形下曲面5組成，形成環(huán)形平斜曲面凸臺(tái)。
8.按照權(quán)利要求1至6所說(shuō)的竹木纖維復(fù)合墊墩，其特征在于底板3直徑為200～300mm總高度為30～40mm，筒狀凸臺(tái)高度為7.5～13mm，其頂面環(huán)形平面1或環(huán)形曲面1或環(huán)形斜面1其寬度為50～100mm，筒狀凸臺(tái)外環(huán)狀平面4為15～17mm凹槽底面2直徑略大于支柱腿徑，為120+2mm。
9.按照權(quán)利要求7所說(shuō)的竹木纖維復(fù)合墊墩，其特征在于底板3直徑為200～300mm，總高度為30～40mm，筒狀凸臺(tái)高度為7.5～13mm，頂面環(huán)形平面1或環(huán)形曲面1或環(huán)形斜面1水平寬度為30～90mm，凹槽底面2直徑略大于支柱腿徑，為120+2mm，筒狀凸臺(tái)外環(huán)狀平面4為15～17mm，筒狀凸臺(tái)環(huán)形上斜面6為6～10mm，環(huán)形下曲面5曲率半徑為一變量。
專利摘要竹木纖維復(fù)合墊墩涉及一種用于礦井回采工作面的單體支柱柱鞋(墊墩)產(chǎn)品，系由竹木纖維形成的復(fù)合體，復(fù)合體為模壓制成的凹形圓柱休，筒狀凸臺(tái)高度僅占整個(gè)墊墩高度的三分之一到四分之一，凹槽底面直徑略大于支柱底端，使得支柱底端可以方便地置入筒狀凸臺(tái)內(nèi)，既可定位，又可具有滿足要求的抗壓、抗剪和抗彎能力。該實(shí)用新型成本低、結(jié)構(gòu)規(guī)格化、支柱受力平穩(wěn)、均衡，物理、力學(xué)性能好，攜帶、安設(shè)、操作均很方便。
文檔編號(hào)E21D15/00GK2245119SQ9520056
公開日1997年1月15日 申請(qǐng)日期1995年1月19日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月19日
發(fā)明者劉迪明, 魏文錦, 錢偉琳 申請(qǐng)人:淮南煤礦科學(xué)技術(shù)研究所, 淮南礦務(wù)局新莊孜煤礦