CN105401964A - 一种能够指示顶板压力矿用支架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够指示顶板压力矿用支架，包括支撑杆，支撑杆顶部设有安装半槽，安装半槽内安装有弧形板；支撑架与安装块之间设有储水部分，储水部分中为可存储水的储水腔；支撑架上还设有固定槽和第一固定孔，固定槽与连接架的固定凸块装配，固定凸块上设有第一副固定孔，第一固定螺栓装入第一固定孔和第二固定孔中并与其旋紧将支撑架和连接架装配固定；所述的连接架上设有安放槽，安放槽两侧面上各设有一个过水槽、底部设有吸水槽；连接架上连接有水管；吸水槽中安装有吸水条；安放槽中安装有膨胀条；安放槽顶部通过第二固定螺栓固定有封盖；在安装块底部固定有弹性块；在安装半槽侧壁上设置有指示槽，指示销穿过指示槽与安装块连接。

Description

一种能够指示顶板压力矿用支架

技术领域

本发明涉及一种煤矿巷道支护的新型支架，特别是涉及一种指示巷道顶板压力的矿用支架。

背景技术

在矿井巷道支护中，矿用支架随处可见，目前主要是使用U型钢支架，这种抗拉强度、抗压强度较高，同时具有良好的韧性性能，支撑力较高，支护强度大，可多次使用，被广泛地应用于矿山巷道，特别是在深部复杂巷道以及松软煤层巷道中。

但是这种支架的安装办法很麻烦，一般需要放中，然后控制a段和b段的搭接长度，控制卡揽间距和数量等等，这种方法直接降低了支护工程的效率。而且由于巷道顶部的形状各异，使用时U型钢支架往往需要在缝隙较大的地方加塞石块、石子等硬物使其与巷道顶面压紧，但是对于一些间隙较小或者接触面土质较松的情况，往往是无法用肉眼眼直接判断的，很多情况下施工者都会遗漏这种情况，导致U型钢支架在支撑时没有与巷道顶面充分接触压紧，形成安全隐患。

特别对于一些巷道顶部应力会发生弹性变化的情况，一方面需要支架有一定的弹性承压能力，另一方面也需要支架能够随着压力的变化或者接触面的高低变化而调整高度，保证随时有效地支撑巷道顶部。但是现有的U钢型支架达不到这个效果，一旦U型钢支架被压下后，其一般很难回缩到原始状态。

另外就是在使用一段时间后，U型钢支架由于顶板的压力而与顶板压紧，从而产生拆卸困难。在专利号为CN201410038824.8名为充气式矿用橡胶支架的中国发明专利中公开了一种充气式的支架，其主要技术是通过对气密层进行充气，然后利用重启后的橡胶层与顶板顶紧支撑，这种方式首先可以解决支撑架与顶板间由于存在小间隙而存在支撑不全的情况，其次在顶板压力变化时，其橡胶层会在气密层的作用下动态调整，保证随时顶紧顶板，而需要拆卸时，只需要将气密层放气即可。这种结构其实病史并不适用于矿上支撑。首先，在施工时不可能随时带着空压机对气密层进行充气；其次通过气密层充气来支撑顶板，从理论和实际上来说气密层需要的压强非常大，这就导致了气密层的密封材料肯定非常昂贵，其造价成本和可行性都较差；最后所述的橡胶层外部没有保护层，要知道在井下特别是顶板部分存在各种各样的坚硬而锋利的物体，如果不对橡胶层采取保护的话，橡胶层在较高的压强下也许没几天就破裂了，一旦橡胶层破裂，会造成气密层漏气，严重影响支架的支撑效果，甚至使支架丧失支护效果，这是非常不安全的。

另外现有的矿用支架无法直观的观察到巷道顶部压力的变化，一般随着巷道的深入，巷道顶板施加给支架的压力会越来越大，由于现有的支架无法直观地反映出顶板压力的变化，一般要等到支架变形时才会真正注意到，这是非常危险的，因为支架变形时能有可能带来由于支撑不足带来的塌方、掉渣等。特别是当巷道支护设计时没有提供足够的支撑设计时，由于没有顶板压力的直接检测、显示，是很容易造成安全事故的。

故发明人认为，设计出一种可拆卸的，能够直观反映出巷道顶板压力、方便安装的且支护效果可靠的矿用支架是十分必要的，而且也具有较好的市场推广前景。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够指示顶板压力矿用支架，其能够直观地指示巷道顶板压力的变化，可拆卸、方便安装且支护效果可靠。

为实现上述目的，本发明提供了一种能够指示顶板压力矿用支架，包括支撑杆，所述的支撑杆顶部设有安装半槽，所述的安装半槽内安装有弧形板；

所述的支撑架与安装块之间设有储水部分，所述的储水部分中为可存储水的储水腔；

所述的支撑架上还设有固定槽和第一固定孔，所述的固定槽与连接架的固定凸块装配，所述的固定凸块上设有第一副固定孔，第一固定螺栓装入第一固定孔和第二固定孔中并与其旋紧将支撑架和连接架装配固定；

所述的连接架上设有安放槽，所述的安放槽两侧面上各设有一个过水槽、底部设有吸水槽；

所述的连接架上连接有水管，所述的水管分别通过第一连接段和第二连接段与过水槽连通；

所述的吸水槽中安装有吸水条，所述的吸水条采用强吸水材料制成；所述的吸水槽两端均伸入储水部分中；

所述的安放槽中安装有膨胀条，所述的膨胀条采用吸水膨胀材料制成，如吸水膨胀橡胶；

所述的安放槽顶部通过第二固定螺栓固定有封盖；

在安装块底部固定有弹性块，所述的弹性块采用弹性材料制成；

在安装半槽侧壁上设置有指示槽，指示销穿过指示槽与安装块连接。

进一步地，所述的弧形板一端与安装半槽底部固定，另一端为开放端；所述的弧形板的长度应小于安装半槽的宽度。

优选地，所述的弧形板的长度应比安装半槽的宽度至少小2-6㎝。

进一步地，安装块底部为与弧形板弧度相同的弧形槽。

进一步地，所述的储水腔中固定有加强板，所述的加强板底部是相通的。

进一步地，所述的吸水条采用吸水树脂、高吸水性海绵其中的一种或其组合制成。

进一步地，所述的膨胀条采用吸水膨胀橡胶制成。

进一步地，所述的封盖采用橡胶材料制成。

进一步地，所述的封盖上设有褶皱。

进一步地，所述的指示销端部固定有指示帽，所述的指示帽上设置有指示条。

进一步地，在指示条所在的安装半槽侧壁上设置有指示刻度。

进一步地，所述的止膨胀条截面最大膨胀高度为3-6㎝。

进一步地，在支撑杆底部向巷道侧面打有两根锚杆，所述的锚杆有一端露出巷道形成露出端，所述的露出端与上卡槽和下卡槽形成的卡紧槽装配固定；所述的支撑杆底部设置有上连接块；

所述的下卡槽设置在卡合块上，所述的卡合块上还设置有下连接块；

第三固定螺栓穿过上连接块和下连接块将卡合块固定在支撑杆底部。

进一步地，所述的露出端截面为多边形。

进一步地，在支撑杆上设置有荧光显示部分，所述的荧光显示部分包括：指示销，所述的指示销与连接条一端铰接，所述的连接条另一端与水箱中的活塞连接，所述的水箱中装有可以发光的液体；

所述的水箱底部通过管体与显示计底部连接，所述的显示计固定在壳体上，所述的壳体固定在支撑杆上。

本发明的有益效果是：本发明结构简单，安装方便，支护效果好而且安全。所述的膨胀条可吸水膨胀，可通过膨胀条的吸水程度控制膨胀条膨胀程度，以调整支架与顶板之间的预装压力。另外本发明采用弧形板进行弹性承压，与传统的U型支架相比，存在安装方面，承压更强，而且就算压力太强也只会压坏弧形板，而不会造成整个支架的损坏。

再有就是，本发明采用压力指示结构很直观地显示顶板对支架的压力，能够及时发现支架过压的情况，及时消除安全隐患。

附图说明

图1是本发明一种能够指示顶板压力矿用支架具体实施方式的结构示意图。

图2是本发明一种能够指示顶板压力矿用支架具体实施方式的零件爆炸图。

图3是本发明一种能够指示顶板压力矿用支架具体实施方式的支撑架结构示意图。

图4是本发明一种能够指示顶板压力矿用支架具体实施方式的连接架结构示意图。

图5是本发明一种能够指示顶板压力矿用支架具体实施方式的前视剖面图。

图6是本发明一种能够指示顶板压力矿用支架具体实施方式的端部截面图。

图7是本发明一种能够指示顶板压力矿用支架具体实施方式的封板结构示意图。

图8是本发明一种能够指示顶板压力矿用支架具体实施方式的压力指示结构示意图。

图9是本发明一种能够指示顶板压力矿用支架具体实施方式的荧光显示部分结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

参见图1至图7，一种能够指示顶板压力矿用支架，包括支撑杆1，所述的支撑杆1顶部设有安装半槽12，所述的安装半槽12内安装有弧形板4，所述的弧形板4一端与安装半槽12底部固定，另一端为开放端；所述的弧形板4的长度应小于安装半槽12的宽度，一般至少小2-6㎝即可；

安装块54底部可设置成与弧形板4弧度相同的弧形槽，这种结构能够增加安装块54与弧形板4的配合程度。当支撑架5将巷道顶部的压力传输入安装块54上时，所述的安装块54会压迫弧形板4变形，由于弧形板4开放端与安装半槽12之间有2-6㎝的距离，这能够允许弧形板4通过变形以消减支撑架5传递来的压力。这种方式改变了传统采用卡缆连接U形棚以获得可弹性承受巷道压力的方式；且可通过弧形板4的弹性变形力来调节整个支架弹性承受力的范围；

所述的支撑架5与安装块54之间设有储水部分52，所述的储水部分52中为可存储水的储水腔，所述的储水腔中固定有加强板53，所述的加强板53是相通的，可以设置通槽或者通孔将将加强板53分割的储水腔底部连通；

所述的支撑架5上还设有固定槽51和第一固定孔56，所述的固定槽51与连接架7的固定凸块71装配，所述的固定凸块71上设有第一副固定孔74，第一固定螺栓62装入第一固定孔56和第一副固定孔74中并与其旋紧将支撑架5和连接架7装配固定；

所述的连接架7上设有安放槽75，所述的安放槽75两侧面上各设有一个过水槽73、底部设有吸水槽72；

所述的连接架7上连接有水管S1，所述的水管S1分别通过第一连接段S2和第二连接段S3与过水槽73连通。使用时，可往水管S1中通水，进而将水引到过水槽73中；所述的第二连接段S3最好固定在连接架7的最高点，当水管S1通水时，水会进入到过水槽73中，然后经由过水槽73流入到两侧的储水部分52中；

所述的吸水槽72中安装有吸水条8，所述的吸水条8采用强吸水材料制成，如吸水树脂、高吸水性海绵等；所述的吸水槽8两端均伸入储水部分52中；使用时，可通过吸水条8将储水部分52中的水吸至整个吸水槽72中，并与膨胀条9接触将水分引致膨胀条9中，使膨胀条9吸水膨胀；

所述的安放槽75中安装有膨胀条9，所述的膨胀条9采用吸水膨胀材料制成，如吸水膨胀橡胶；

所述的安放槽75顶部通过第二固定螺栓63固定有封盖10，所述的封盖10可以采用橡胶材料或者其它弹性材料制成，当膨胀条9吸水膨胀后可以会将封盖10顶开，此时封盖10会发生弹性变形。这种方式在使用时会使第二固定螺栓63与封盖10固定部分发生拉扯，严重时有可能使其拉脱掉；针对上述缺陷，可以在封盖10上褶皱101。当膨胀条9吸水膨胀后可以将封盖10顶开，此时，封盖10上的褶皱101会被顶开，而不会对第二固定螺栓63与封盖10固定部分产生拉扯，防止其被拉松或拉开；

为了防止膨胀条9膨胀过度而过于蓬松，无法起到对巷道顶部的实际支撑作用，所述的止膨胀条9截面最多胀高3-6㎝，安装时如发现缝隙大于3-6毫米，还是应当加塞石块、石子等支撑。通过膨胀条9膨胀支撑可以免去在使用传统U型棚时在U型棚与巷道顶面存在间隙较小时需要加塞石子、石块等工序，特别是由于巷道顶部不规则而导致U型支架与巷道顶部之间存在较多较小的缝隙时，一般用肉眼无法直观的观察到，所以没有采取相应措施，导致U型棚不能对巷道顶部产生有效的支撑而产生安全隐患；

当巷道底部的土质过于松软，而支撑杆1的横截面较小，有可能导致支撑时支撑杆1压迫巷道底面而导致底面损坏，可以采用在支撑杆1底部向巷道侧面打两根锚杆3，所述的锚杆3有一端露出巷道形成露出端31，所述的露出端31与上卡槽11和下卡槽21形成的卡紧槽装配固定，以为支撑杆1提供支撑；

所述的支撑杆1底部设置有上连接块12；

所述的下卡槽21设置在卡合块2上，所述的卡合块2上还设置有下连接块22；第三固定螺栓61穿过上连接块12和下连接块22将卡合块2固定在支撑杆1底部；

为了防止锚杆3支撑支撑杆1时由于其是圆柱形而导致支撑杆1转动，所述的露出端31截面可以设置成多边形，如三角形、菱形、五边形等。

本支撑架摒弃了传统的U型棚通过卡揽连接固定的方式，安装时，只需要将支撑架中点与巷道棚顶的中线对准，然后直接固定支撑杆1，最后通过水管S1往过水槽73中供水，水通过过水槽73时会使膨胀条9初步吸水，水进入储水部分52后会通过吸水条8将水吸至膨胀条9底部，进一步使膨胀条9吸水膨胀，同时还能为膨胀条9损失的水分进行即时补充；

进一步，参见图8，为了在使用时实时监测顶板的压力，还有就是安装时本发明中支架与顶板之间的预设压力，可以在安装块54底部固定弹性块55，所述的弹性块55采用弹性材料制成，如橡胶，硅胶等；

再在安装半槽12侧壁上设置指示槽13，指示销64穿过指示槽13与安装块54连接，当然最好是通过螺纹连件，简单经济；

所述的指示销64端部上最好固定指示帽65，所述的指示帽65上设置有指示条651；

再在指示条651所在的安装半槽12侧壁上设置指示刻度，可用指示刻度作为参考指示安装时顶板与支架之间的压力，在使用过程中还能实时指示顶板对支架的压力，这样就能及时地发现顶板压力过大的情况而进行及时的补充制成，降低安全隐患。

进一步，参加图9，为了更加便于观察到巷道顶板压力的增加情况，可在支撑杆上设置荧光显示部分，所述的荧光显示部分包括：指示销，所述的指示销与连接条N1一端铰接，所述的连接条N1另一端与水箱N2中的活塞N21连接，所述的水箱N2中装有可以发光的液体，优选为加有水溶性荧光材料的水；

所述的水箱底部通过管体N3与显示计N4底部连接，所述的显示计N4固定在壳体N5上，所述的壳体N5固定在支撑杆上。

使用时，随着顶板压力的增加，指示销会通过连接条N1将活塞下压，使得活塞中的水进入显示计，由于水箱的截面远远大于显示计，在体积相同的情况下，显示计中水的液面就较高，而显示计采用透明材料制成，能够方便技术人员的观察。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种能够指示顶板压力矿用支架，包括支撑杆，其特征是：所述的支撑杆顶部设有安装半槽，所述的安装半槽内安装有弧形板；

所述的支撑架与安装块之间设有储水部分，所述的储水部分中为可存储水的储水腔；

所述的支撑架上还设有固定槽和第一固定孔，所述的固定槽与连接架的固定凸块装配，所述的固定凸块上设有第一副固定孔，第一固定螺栓装入第一固定孔和第二固定孔中并与其旋紧将支撑架和连接架装配固定；

所述的连接架上设有安放槽，所述的安放槽两侧面上各设有一个过水槽、底部设有吸水槽；

所述的连接架上连接有水管，所述的水管分别通过第一连接段和第二连接段与过水槽连通；

所述的吸水槽中安装有吸水条，所述的吸水条采用强吸水材料制成；所述的吸水槽两端均伸入储水部分中；

所述的安放槽中安装有膨胀条，所述的膨胀条采用吸水膨胀材料制成；

所述的安放槽顶部通过第二固定螺栓固定有封盖；

在安装块底部固定有弹性块，所述的弹性块采用弹性材料制成；

在安装半槽侧壁上设置有指示槽，指示销穿过指示槽与安装块连接。

2.如权利要求1所述的一种能够指示顶板压力矿用支架，其特征是：所述的弧形板一端与安装半槽底部固定，另一端为开放端；所述的弧形板的长度应小于安装半槽的宽度。

3.如权利要求2所述的一种能够指示顶板压力矿用支架，其特征是：所述的弧形板的长度应比安装半槽的宽度至少小2-6㎝。

4.如权利要求1所述的一种能够指示顶板压力矿用支架，其特征是：所述的吸水条采用吸水树脂、高吸水性海绵其中的一种或其组合制成。

5.如权利要求1所述的一种能够指示顶板压力矿用支架，其特征是：所述的膨胀条采用吸水膨胀橡胶制成。

6.如权利要求1所述的一种能够指示顶板压力矿用支架，其特征是：所述的封盖上设有褶皱。

7.如权利要求1所述的一种能够指示顶板压力矿用支架，其特征是：所述的指示销端部固定有指示帽，所述的指示帽上设置有指示条。

8.如权利要求1所述的一种能够指示顶板压力矿用支架，其特征是：所述的止膨胀条截面最大膨胀高度为3-6㎝。

9.如权利要求1所述的一种能够指示顶板压力矿用支架，其特征是：在支撑杆底部向巷道侧面打有两根锚杆，所述的锚杆有一端露出巷道形成露出端，所述的露出端与上卡槽和下卡槽形成的卡紧槽装配固定；所述的支撑杆底部设置有上连接块；

所述的下卡槽设置在卡合块上，所述的卡合块上还设置有下连接块；第三固定螺栓穿过上连接块和下连接块将卡合块固定在支撑杆底部。

10.如权利要求1-9任一所述的一种能够指示顶板压力矿用支架，其特征是：在支撑杆上设置有荧光显示部分，所述的荧光显示部分包括：指示销，所述的指示销与连接条一端铰接，所述的连接条另一端与水箱中的活塞连接，所述的水箱中装有可以发光的液体；

所述的水箱底部通过管体与显示计底部连接，所述的显示计固定在壳体上，所述的壳体固定在支撑杆上。