CN107795328A - 一种让压式环形支架及支护方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种让压式环形支架及支护方法，涉及岩土工程技术领域，能有效避免支护体遭到毁灭性破坏或至少减轻支护体被破坏的程度。包括：圆环体，所述圆环体包括多段圆弧拱，所述圆弧拱之间通过圆弧拱底脚首尾顺次连接，所述两两连接的圆弧拱底脚之间对接有让压构件，所述让压构件与所述圆弧拱底脚对接处周向外围上设置有连接件，通过所述连接件对所述圆弧拱底脚与所述让压构件加强连接。本发明适用于采矿、石油、地铁建设等涉及隧道、巷道等支护工程中。

Description

一种让压式环形支架及支护方法

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种让压式环形支架及支护方法。

背景技术

随着煤炭资源的日渐开采，浅部的煤炭资源日渐枯竭。煤炭资源的开采有着向更深的地下发展的趋势。浅部的岩层通常是由坚硬的岩石构成，而在进入深部地下时，软岩问题越来越严重，动压高应力的软岩巷道支护问题越来越突出。

传统的软岩巷道的支护由过去单一的支护形式逐渐发展为多次支护和联合支护的形式，并形成了各种支护技术，如锚喷、锚网喷、锚喷网架、锚注、预应力锚索支护系列技术、钢架支护系列技术、钢筋混凝土支护系列技术、注浆加固技术，然而传统的支护方法大多还是仅依靠支护体本身的刚性结构对巷道进行支护，随着现有的软岩动压巷道的大埋深、大变形、高地压的特点，一旦围压超过支护体的刚性承载能力，支护体将遭到毁灭性破坏，不能对巷道起到积极有效的支护。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种让压式环形支架及支护方法，能有效避免支护体遭到毁灭性破坏或至少减轻支护体被破坏的程度，从而对巷道起到积极有效的支护。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例一种让压式环形支架，包括：圆环体，所述圆环体包括多段圆弧拱，所述圆弧拱之间通过圆弧拱底脚首尾顺次连接，所述两两连接的圆弧拱底脚之间对接有让压构件，所述让压构件与所述圆弧拱底脚对接处周向外围上设置有连接件，通过所述连接件对所述圆弧拱底脚与所述让压构件加强连接。

优选地，所述圆弧拱为中空圆弧形钢管，所述中空圆弧形钢管内填充有混凝土，在所述圆弧拱底脚或靠近底脚处、位于中空圆弧形钢管内壁周向上设有倒台体壳结构，所述倒台体壳结构顶部设有混凝土流动通道，所述混凝土通过所述混凝土流动通道注入首尾相互连接的圆弧拱内；

所述让压构件至少包括第一台体、圆柱体及第二台体，所述第一台体位于所述圆柱体一个底面上，所述第二台体位于所述圆柱体另一底面上，所述第一台体与所述第二台体关于所述圆柱体中截面对称，且所述第一台体、第二台体及圆柱体同轴线连接成一体，所述第一台体及第二台体锥度及侧面形状与所述倒台体壳结构内侧面锥度及形状相匹配，所述第一台体、第二台体及圆柱体上、在中心线长度方向上设有所述混凝土流动通道，所述混凝土流动通道将所述圆柱体界定出的内侧面与所述圆柱体外侧面之间为空心结构，在所述圆柱体外侧面上设有与所述空心结构贯通的孔，在所述空心结构内填充有橡胶颗粒；

设置于所述两两相连的圆弧拱底脚之间的让压构件通过所述第一台体及第二台体外侧面与所述倒台体壳结构内侧面相互匹配对接。

优选地，所述倒台体壳结构内侧面上设有凹槽，在所述凹槽侧壁上对称设有单向阻挡，所述单向阻挡一端铰接于所述凹槽侧壁上，能在0-90°范围内转动，所述单向阻挡另一端水平悬空设置，所述第一台体及第二台体侧面上设有与所述凹槽间隙配合连接的弹性凸起，所述弹性凸起周向上设有伸出臂；

所述第一台体及第二台体与所述倒台体壳结构对接过程中，所述第一台体及第二台体通过所述伸出臂推动所述单向阻挡，所述单向阻挡以所述凹槽侧壁为基点，朝内向所述凹槽两侧转动，当所述伸出臂向凹槽方向推进距离大于所述单向阻挡的长度时，即通过弹性阻挡的极限位置处，所述单向阻挡逆时针转动至初始水平悬空位置，第一台体及第二台体上的弹性凸起插入所述凹槽中与所述倒台体壳结构形成倒扣式结构。

优选地，所述倒台体壳结构为倒圆台壳结构，所述台体为圆台。

优选地，所述圆弧拱与圆弧拱底脚对接处垫设有柔性垫片。

优选地，所述连接件为抱箍或加强环。

优选地，所述连接件为连接套管，所述连接套管套在所述圆弧拱底脚与让压构件周向外围上，并用限位销钉固定。

优选地，所述圆弧拱内圈上至少设置有灌浆口与排气孔。

优选地，所述圆弧拱内圈上径向上还设有拱撑。

第二方面，本发明实施例一种让压式支架支护方法，其特征在于，包括步骤：

制作让压支架；

将所述让压支架支设于巷道或隧道中；

利用所述让压支架对巷道或隧道进行支护；

所述制作让压支架包括步骤：

用钢管制作若干圆弧拱；

在所述圆弧拱底脚处或靠近底脚处、位于所述圆弧拱内壁上设置倒圆台壳体结构，在所述倒圆台壳体结构顶部预留延伸至所述倒圆台壳体内的混凝土流动通道；

在所述圆弧拱内圈上预留若干孔；

用钢柱制作若干与所述倒圆台壳体结构外侧面锥度一致的圆台，在所述圆台中心线位置处设有所述混凝土流动通道；

制作圆环空腔体；

在所述圆环空腔体内填充橡胶颗粒；

取两圆台分别同轴安装在所述圆环空腔体两个底面上组合成一体的让压构件；

将相邻的两个圆弧拱通过所述倒圆台壳体内侧分别与所述让压构件两端的圆台配合插入对接；

用套筒套在所述圆弧拱与让压构件对接处的周向外围上，再用限位销钉固定所述套筒，对所述圆弧拱与让压构件对接处加强连接；

重复上述圆弧拱、圆弧拱与让压构件之间对接的步骤，使圆弧拱首尾连接成圆环体；

在所述圆环体径向上设置拱撑，制作完成让压支架；

所述将所述让压支架支设于巷道或隧道中包括步骤：

将所述让压支架间隔一定距离支设在所述巷道或隧道中；

在所述两两相邻的所述支架之间架设若干相互平行的支撑梁；

所述利用所述让压支架对巷道或隧道支护包括：

当地压作用于所述让压支架上时，所述通过支撑梁连接的让压支架通过利用整体的圆弧拱组成的圆环体刚性构件对所述巷道或隧道进行刚性支护；

在地压持续作用下，所述让压构件与所述圆弧拱底脚采用的插接式连接结构会使得让压构件与所述圆弧拱的对接随着地压的增大更加牢固，所述让压构件通过所述圆台插入所述圆弧拱底脚的倒圆台壳体内的深度越深，相应阻力也随之增大，让压构件通过第一台体及第二台体外侧面与圆弧拱底脚处倒台体壳结构内侧面相互匹配对接，相当于在圆弧拱的底脚处形成一种铰支座，从而减小圆弧拱底脚处的弯矩，防止所述支架因底脚处的弯矩过大而失稳破坏。

在让压支架变形过程中，所述让压构件中的圆环空腔体内填充的橡胶颗粒在其自身的回弹作用下，吸收缓冲并主动释放一部分围压到围岩内部重新分布，以防巷道的周期来压对支护结构的破坏。

所述制作让压支架还包括步骤：

在所述倒圆台壳体结构构内侧面上设置凹槽；

在所述凹槽侧壁上对称设置单向阻挡，所述单向阻挡一端铰接于所述凹槽侧壁上，能在0-90°范围内转动，所述单向阻挡另一端水平悬空设置；

在所述第一台体及第二台体侧面上设置与所述凹槽间隙配合连接的弹性凸起；

在所述弹性凸起周向上设置伸出臂；

在所述第一台体及第二台体与所述倒圆台壳体对接过程中，所述第一台体及第二台体通过所述伸出臂推动所述单向阻挡，所述单向阻挡以所述凹槽侧壁为基点，朝内向所述凹槽两侧转动，当所述伸出臂向凹槽方向推进距离大于所述单向阻挡的长度时，即通过弹性阻挡的极限位置处，所述单向阻挡逆时针转动至初始水平悬空位置，第一台体及第二台体上的弹性凸起插入所述凹槽中与所述倒台体壳结构形成倒扣式连接结构；

所述利用所述让压支架对巷道或隧道进行支护还包括：

在地压持续作用于所述让压支架过程中，所述圆弧拱向中心挤压，所述让压构件受压开始收缩，以适应围压的收缩变形；

所述圆弧拱、圆弧拱与让压构件之间由于受压，彼此结合更紧；

所述倒圆台壳体内侧凹槽向下挤压所述弹性凸起，所述弹性凸起上的伸出臂压靠在所述单向阻挡上表面，所述凹槽与所述弹性凸起之间随着围压的增大结合紧密程度也增加，进一步减缓圆弧拱变形；

当所述单向阻挡在围压作用下破坏，所述凹槽与所述弹性凸起对巷道或隧道的刚性支护转为柔性支护；

所述弹性凸起由于其自身的弹性特性，缓冲并主动释放部分围压，作用于所述让压支架上的压力减少，以避免对所述让压支架的整体破坏。

本发明实施例一种让压式环形支架及支护方法，包括：圆环体，所述圆环体包括多段圆弧拱，所述圆弧拱之间，圆弧拱底脚首尾顺次连接，所述两两连接的圆弧拱底脚3之间对接有让压构件，所述让压构件与所述圆弧拱底脚对接处周向外围上设置有连接件，通过所述连接件对所述圆弧拱底脚与所述让压构件加强连接。本发明采用上述圆弧拱首尾连接组成的圆环体让压支架，并在圆弧拱对接处设置所述让压构件，当所述支架受压时，圆弧拱组成的圆环体向中心挤压，充分发挥圆弧拱的抗压性能，整体起到刚性支护，所述让压构件受压则开始收缩吸能、缓冲并主动释放一部分压力，辅以柔性支护，能有效避免支护体遭到毁灭性破坏或至少减轻支护体被破坏的程度，从而对巷道起到积极有效的支护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明一实施例让压式环形支架整体结构示意图；

图2为图1中圆弧拱底脚对接处具体结构剖视图；

图3为图2中A处具体结构放大示意图；

图4圆弧拱一具体结构示意图；

图5为图圆弧拱与让压构件连接具体结构示意图；

图6为本发明让压式环形支架在巷道或隧道中应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参看图1、图2及图5所示，本发明实施例一种让压式环形支架，可适用于但不限于采矿、石油、地铁建设等涉及隧道、巷道等支护工程中，尤其适用于埋深较大、来压较快、变形较大、高应力的动压软岩巷道长期支护，能确保巷道的安全使用；包括：圆环体1，所述圆环体1包括多段圆弧拱2，所述圆弧拱2之间通过圆弧拱底脚3首尾顺次连接，所述两两连接的圆弧拱底脚3之间对接有让压构件4，所述让压构件4与所述圆弧拱底脚3对接处周向外围上设置有连接件5，通过所述连接件5对所述圆弧拱底脚3与所述让压构件4加强连接。

其中，所述圆弧拱2采用刚性构件，例如钢管、工程塑料管或其他合金管材；圆弧拱2作为刚性支护件由于其自身承压性好，能对隧道或巷道整体起到支护作用；本实施例及以下实施例中所述让压构件为具有吸能作用、可缓冲并释放部分作用于所述支架上的压力的结构件，包括弹性构件及一切具有吸能作用的构件，例如：可在圆弧拱底脚连接之间设置压缩弹簧以实现上述让压目的；或者，在所述圆弧拱底脚连接之间设置泡沫金属材料制作的连接件，所述泡沫金属材料指含有泡沫气孔的特种金属材料，具有一定强度和刚度的多孔金属，当泡沫金属承受压力时，由于气孔塌陷导致的受力面积增加和材料应变硬化效应，使得泡沫金属具有优异的冲击能量吸收特性，据此能缓冲部分作用于所述支架上的压力。所述连接件5起到加强连接作用，其具体结构不作限定。

本发明实施例一种让压式环形支架，通过采用上述圆弧拱首尾连接组成的圆环体让压支架，并在圆弧拱对接处设置所述让压构件，当所述支架受压时，圆弧拱组成的圆环体向中心挤压，充分发挥圆弧拱的抗压性能，整体起到刚性支护，所述让压构件受压则开始收缩吸能、缓冲并主动释放一部分压力，辅以柔性支护，能有效避免支护体遭到毁灭性破坏或至少减轻支护体被破坏的程度，从而对巷道起到积极有效的支护。

而且，当围压来压时，所述让压构件作为柔性支护，能一定程度上适应巷道或隧道围岩的收缩变形，从而对支护体起到整体的保护作用。

而且，在所述支架支护巷道或隧道过程中，通过所述让压构件，使得支架让压变形与巷道的围岩变形相互协调，从而使支架能在支护中与巷道的全断面一直保持有效接触，有利于支架的支护效果的发挥。

参看图2及4所示，本实施例中，优选地，所述圆弧拱2为中空圆弧形钢管，所述中空圆弧形钢管内填充有混凝土，在所述圆弧拱2底脚或靠近底脚处、位于中空圆弧形钢管内壁周向上设有倒台体壳结构6，所述倒台体壳结构6顶部设有混凝土流动通道7，所述混凝土通过所述混凝土流动通道注入首尾相互连接的圆弧拱2内；

具体参看图2所示，所述让压构件4至少包括第一台体41、圆柱体42及第二台体43，所述第一台体41位于所述圆柱体42一个底面上，所述第二台体43位于所述圆柱体42另一底面上，所述第一台体41与所述第二台体43关于所述圆柱体中截面Z对称(所述中截面为过圆柱体的高的中点的横截面，图2中以Z处两个相向箭头标示)，且所述第一台体41、第二台体43及圆柱体42同轴线连接成一体，所述第一台体41及第二台体43锥度及侧面形状与所述倒台体壳结构6内侧面锥度及形状相匹配，所述第一台体41、第二台体43及圆柱体42上、在中心线长度方向上设有所述混凝土流动通道7，所述混凝土流动通道7将所述圆柱体界定出的内侧面421与所述圆柱体外侧面422之间为空心结构8，在所述圆柱体外侧面上设有与所述空心结构8贯通的孔9，在所述空心结构内填充有橡胶颗粒；设置于所述两两相连的圆弧拱底脚之间的让压构件4通过所述第一台体41及第二台体43外侧面与所述倒台体壳结构6内侧面相互匹配对接。所述橡胶颗粒也可以用其他具有弹性体颗粒材料替换，例如PVC(聚氯乙烯)弹性体颗粒。通过将所述圆弧拱底脚与所述让压构件对接处设置成匹配插入式结构，当其受到围压时，所述圆弧拱底脚处的倒台体壳结构向下移动，所述让压式构件第一台体及第二台体插入所述倒台体壳结构的深度有所增加，结合更加紧密，整体支护作用加强。优选地，所述孔9上设置有泄压阀0，当所述支架受到突然来压时，可通过所述泄压阀主动释放一部分压力，以减轻所述支架的受到的压力。

具体参看3所示，本实施例中，作为一优选实施例，所述倒台体壳结构6内侧面上设有凹槽10，在所述凹槽10侧壁上对称设有单向阻挡11，所述单向阻挡11一端铰接于所述凹槽侧壁上(图3中X为铰接点)，能在0-90°范围内转动，所述单向阻挡11另一端水平悬空设置，所述第一台体41及第二台体43侧面上设有与所述凹槽10间隙配合连接的弹性凸起12，所述弹性凸起12周向上设有伸出臂13；

所述第一台体41及第二台体43与所述倒台体壳结构6对接过程中，所述第一台体41及第二台体43通过所述伸出臂13推动所述单向阻挡，所述单向阻挡11以所述凹槽侧壁为基点，朝内向所述凹槽两侧转动，当所述伸出臂13向凹槽方向推进距离大于所述单向阻挡11的长度时，即通过弹性阻挡的极限位置处，所述单向阻挡11逆时针转动至初始水平悬空位置，第一台体及第二台体上的弹性凸起12插入所述凹槽10中与所述倒台体壳结构6形成倒扣式结构。所述单向阻挡能在受到外力推动时，朝凹槽内方向向凹槽侧壁转动的实现方式有很多种，示例性地，一具体实现方式可以为：所述单向阻挡11可通过在其铰接于凹槽侧壁端设置扭簧，来实现有外力推动时向一侧转动，外力消失时自动复位到初始位置。所述弹性凸起的具体结构也有很多种，示例性地，一具体结构为：在第一台体上开设一凹槽(非凹槽10)，在所述凹槽内设置一压缩弹簧，在所述压缩弹簧上设置一圆柱销或其他与所述凹槽10内壁形状一致的凸起物体，根据所述支架的整体结构大小及所需承压能力来设置压缩弹簧的大小，所述凹槽的内径需保证能放置所述压缩弹簧。通过设置所述弹性凸起，不仅能使得第一台体方便地出入带有所述单向阻挡11的凹槽10中，而且还可以在所述支架受压时，当所述单向阻挡受压扭簧失效时，所述弹性凸起向下移动，由于所述弹性凸起自身的回弹特性，还可以起到一定的缓冲让压作用。

所述伸出臂具体结构可以为设置于所述弹性凸起12周向上的销钉、凸起、板等任何能起到推动所述单向阻挡向凹槽两侧转动的结构。优选地，所述所述倒台体壳结构为倒圆台壳结构，所述第一台体及第二台体结构为圆台。通过采用圆台及倒圆台结构插入扣合，其周向接触处相当于一种活动的铰支座，能在一定程度上减小钢管圆弧拱底脚对接处的弯矩，从而可减轻所述支架受压弯曲破坏的程度，甚至避免被破坏。

参看图2所示，本实施例中，为了避免在受到围压时，圆弧拱与圆弧拱因受压，其底脚直接接触产生刚性摩擦使得连接处磨损严重，优选地，所述圆弧拱与圆弧拱底脚对接处垫设有柔性垫片13。优选地，所述柔性垫片为橡胶材料，也可以设置为其他柔性材料，如硅胶垫等，可使得圆弧拱在受到围压时，通过所述柔性垫片起到一定的缓冲作用，而且还能将刚性摩擦转换成柔性摩擦，避免了圆弧拱底脚因刚性直接接触造成的磨损破坏。

本实施例中，优选地，所述连接件5为抱箍或加强环。通过在所述让压构件4与所述圆弧拱底脚3对接处周向外围上设置抱箍或加强环，能加强让压构件及圆弧拱底脚对接处的整体性，当所述支架受到围压时，由于连接处容易发生弯曲遭到破坏，所述抱箍或加强环能起到结构补强效果。参看图2所示，作为另一优选实施例，所述连接件为连接套管，所述连接套管套在所述圆弧拱底脚与让压构件周向外围上，并用限位销钉固定。

本实施例中，优选地，所述圆弧拱内圈上至少设置有灌浆口与排气孔，以方便注浆施工。所述排气孔还可以兼做观测孔，也可以另外设置观测孔，以观测圆弧拱内部注浆情况。

实施例二

本发明实施例一种让压式支架支护方法，包括步骤：

制作让压支架；将所述让压支架支设于巷道或隧道中，具体结构参看图6所示；利用所述让压支架对巷道或隧道进行支护；所述制作让压支架包括步骤：用钢管制作若干圆弧拱；在所述圆弧拱底脚处或靠近底脚处、位于所述圆弧拱内壁上设置倒圆台壳体结构，在所述倒圆台壳体结构顶部预留延伸至所述倒圆台壳体内的混凝土流动通道；在所述圆弧拱内圈上预留若干孔；用钢柱制作若干与所述倒圆台壳体结构外侧面锥度一致的圆台，在所述圆台中心线位置处设有所述混凝土流动通道；制作圆环空腔体；在所述圆环空腔体内填充橡胶颗粒；取两圆台分别同轴安装在所述圆环空腔体两个底面上组合成一体的让压构件；将相邻的两个圆弧拱通过所述倒圆台壳体内侧分别与所述让压构件两端的圆台配合插入对接；用套筒套在所述圆弧拱与让压构件对接处的周向外围上，再用限位销钉固定所述套筒，对所述圆弧拱与让压构件对接处加强连接；重复上述圆弧拱、圆弧拱与让压构件之间对接的步骤，使圆弧拱首尾连接成圆环体；在所述圆环体径向上设置拱撑，制作完成让压支架；所述将所述让压支架支设于巷道或隧道中包括步骤：将所述让压支架间隔一定距离支设在所述巷道或隧道中；在所述两两相邻的所述支架之间架设若干相互平行的支撑梁；所述利用所述让压支架对巷道或隧道支护包括：当地压作用于所述让压支架上时，所述通过支撑梁连接的让压支架通过利用整体的圆弧拱组成的圆环体刚性构件对所述巷道或隧道进行刚性支护；在地压持续作用下，所述让压构件与所述圆弧拱底脚采用的插接式连接结构会使得让压构件与所述圆弧拱的对接随着地压的增大更加牢固，所述让压构件通过所述圆台插入所述圆弧拱底脚的倒圆台壳体内的深度越深，相应阻力也随之增大，让压构件通过第一台体及第二台体外侧面与圆弧拱底脚处倒台体壳结构内侧面相互匹配对接，相当于在圆弧拱的底脚处形成一种铰支座，从而减小圆弧拱底脚处的弯矩，防止所述支架因底脚处的弯矩过大而失稳破坏。在让压支架变形过程中，所述让压构件中的圆环空腔体内填充的橡胶颗粒在其自身的回弹作用下，吸收缓冲并主动释放一部分围压到围岩内部重新分布，以防巷道的周期来压对支护结构的破坏。所述在巷道或隧道中支设所述环形支架前对巷道内基础面及巷道壁作平整处理及简单的初期支护，以利于所述支架的支设施工。所述在所述圆弧拱内圈上预留若干孔是作为注浆孔、排气孔及观测孔使用，在所述环体支设于巷道或隧道中时，最好将设置有所述注浆孔的圆弧拱段支设于巷道基础面上，将带有所述排气孔的圆弧拱段设置于巷道顶部，以利于注浆与排气。

本发明实施例一种让压支架支护方法，通过制作所述让压支架，包括所述圆弧拱及让压构件，将所述让压支架支设于巷道或隧道中，当所述支架受压时，圆弧拱组成的圆环体向中心挤压，充分发挥圆弧拱的抗压性能，整体起到刚性支护，所述让压构件受压则开始收缩吸能、缓冲并主动释放一部分压力，辅以柔性支护，防止巷道的周期来压对支护结构的破坏，能有效避免支护体遭到毁灭性破坏或至少减轻支护体被破坏的程度，从而对巷道起到积极有效的支护。

本实施例中，作为一可选实施例，所述制作让压支架还包括步骤：在所述倒圆台壳体结构构内侧面上设置凹槽；在所述凹槽侧壁上对称设置单向阻挡，所述单向阻挡一端铰接于所述凹槽侧壁上，能在0-90°范围内转动，所述单向阻挡另一端水平悬空设置；在所述第一台体及第二台体侧面上设置与所述凹槽间隙配合连接的弹性凸起；在所述弹性凸起周向上设置伸出臂；在所述第一台体及第二台体与所述倒圆台壳体对接过程中，所述第一台体及第二台体通过所述限位结构推动所述单向阻挡，所述单向阻挡以所述凹槽侧壁为基点，朝内向所述凹槽两侧转动，当所述限位结构向凹槽方向推进距离大于所述单向阻挡的长度时，即通过弹性阻挡的极限位置处，所述单向阻挡逆时针转动至初始水平悬空位置，第一台体及第二台体上的弹性凸起插入所述凹槽中与所述倒台体壳结构形成倒扣式连接结构；

所述利用所述让压支架对巷道或隧道进行支护还包括：在地压持续作用于所述让压支架过程中，所述圆弧拱向中心挤压，所述让压构件受压开始收缩，以适应围压的收缩变形；所述圆弧拱、圆弧拱与让压构件之间由于受压，彼此结合更紧；所述倒圆台壳体内侧凹槽向下挤压所述弹性凸起，所述弹性凸起上的伸出臂压靠在所述单向阻挡上表面，所述凹槽与所述弹性凸起之间随着围压的增大结合紧密程度也增加，进一步减缓圆弧拱变形；当所述单向阻挡在围压作用下破坏时，所述凹槽与所述弹性凸起对巷道或隧道的刚性支护转为柔性支护；所述弹性凸起由于其自身的弹性特性，缓冲并主动释放部分围压，作用于所述让压支架上的压力减少，以避免对所述让压支架的整体破坏。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。另外，本申请实施例中表在述当技术特征要素固定于另一技术特征要素之上时，可以是直接与另一技术特征要素表面直接接触，也可以是存在居中的另外的技术特征要素。此外，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种让压式环形支架，其特征在于，所述支架包括：圆环体，所述圆环体包括多段圆弧拱，所述圆弧拱之间通过圆弧拱底脚首尾顺次连接，所述两两连接的圆弧拱底脚3之间对接有让压构件，所述让压构件与所述圆弧拱底脚对接处周向外围上设置有连接件，通过所述连接件对所述圆弧拱底脚与所述让压构件加强连接。

2.根据权利要求1所述的让压式环形支架，其特征在于，所述圆弧拱为中空圆弧形钢管，所述中空圆弧形钢管内填充有混凝土，在所述圆弧拱底脚或靠近底脚处、位于中空圆弧形钢管内壁周向上设有倒台体壳结构，所述倒台体壳结构顶部设有混凝土流动通道，所述混凝土通过所述混凝土流动通道注入首尾相互连接的圆弧拱内；

所述让压构件至少包括第一台体、圆柱体及第二台体，所述第一台体位于所述圆柱体一个底面上，所述第二台体位于所述圆柱体另一底面上，所述第一台体与所述第二台体关于所述圆柱体中截面对称，且所述第一台体、第二台体及圆柱体同轴线连接成一体，所述第一台体及第二台体锥度及侧面形状与所述倒台体壳结构内侧面锥度及形状相匹配，所述第一台体、第二台体及圆柱体上、在中心线长度方向上设有所述混凝土流动通道，所述混凝土流动通道将所述圆柱体界定出的内侧面与所述圆柱体外侧面之间为空心结构，在所述圆柱体外侧面上设有与所述空心结构贯通的孔，在所述空心结构内填充有橡胶颗粒；

设置于所述两两相连的圆弧拱底脚之间的让压构件通过所述第一台体及第二台体外侧面与所述倒台体壳结构内侧面相互匹配对接。

3.根据权利要求2所述的让压式环形支架，其特征在于，所述倒台体壳结构内侧面上设有凹槽，在所述凹槽侧壁上对称设有单向阻挡，所述单向阻挡一端铰接于所述凹槽侧壁上，能在0-90°范围内转动，所述单向阻挡另一端水平悬空设置，所述第一台体及第二台体侧面上设有与所述凹槽间隙配合连接的弹性凸起，所述弹性凸起周向上设有伸出臂；

所述第一台体及第二台体与所述倒台体壳结构对接过程中，所述第一台体及第二台体通过所述伸出臂推动所述单向阻挡，所述单向阻挡以所述凹槽侧壁为基点，朝内向所述凹槽两侧转动，当所述伸出臂向凹槽方向推进距离大于所述单向阻挡的长度时，即通过弹性阻挡的极限位置处，所述单向阻挡逆时针转动至初始水平悬空位置，第一台体及第二台体上的弹性凸起插入所述凹槽中与所述倒台体壳结构形成倒扣式结构。

4.根据权利要求1至3任一所述的让压式环形支架，其特征在于，所述倒台体壳结构为倒圆台壳结构，所述台体为圆台。

5.根据权利要求1所述的让压式环形支架，其特征在于，所述圆弧拱与圆弧拱底脚对接处垫设有柔性垫片。

6.根据权利要求1所述的让压式环形支架，其特征在于，所述连接件为抱箍或加强环。

7.根据权利要求1所述的让压式环形支架，其特征在于，所述连接件为连接套管，所述连接套管套在所述圆弧拱底脚与让压构件周向外围上，并用限位销钉固定。

8.根据权利要求2所述的让压式环形支架，其特征在于，所述圆弧拱内圈上至少设置有灌浆口与排气孔。

9.一种让压式支架支护方法，其特征在于，包括步骤：

制作让压支架；

将所述让压支架支设于巷道或隧道中；

利用所述让压支架对巷道或隧道进行支护；

所述制作让压支架包括步骤：

用钢管制作若干圆弧拱；

在所述圆弧拱底脚处或靠近底脚处、位于所述圆弧拱内壁上设置倒圆台壳体结构，在所述倒圆台壳体结构顶部预留延伸至所述倒圆台壳体内的混凝土流动通道；

在所述圆弧拱内圈上预留若干孔；

用钢柱制作若干与所述倒圆台壳体结构外侧面锥度一致的圆台，在所述圆台中心线位置处设有所述混凝土流动通道；

制作圆环空腔体；

在所述圆环空腔体内填充橡胶颗粒；

取两圆台分别同轴安装在所述圆环空腔体两个底面上组合成一体的让压构件；

将相邻的两个圆弧拱通过所述倒圆台壳体内侧分别与所述让压构件两端的圆台配合插入对接；

用套筒套在所述圆弧拱与让压构件对接处的周向外围上，再用限位销钉固定所述套筒，对所述圆弧拱与让压构件对接处加强连接；

重复上述圆弧拱、圆弧拱与让压构件之间对接的步骤，使圆弧拱首尾连接成圆环体；

在所述圆环体径向上设置拱撑，制作完成让压支架；

所述将所述让压支架支设于巷道或隧道中包括步骤：

将所述让压支架间隔一定距离支设在所述巷道或隧道中；

在所述两两相邻的所述支架之间架设若干相互平行的支撑梁；

所述利用所述让压支架对巷道或隧道支护包括：

当地压作用于所述让压支架上时，所述通过支撑梁连接的让压支架通过利用整体的圆弧拱组成的圆环体刚性构件对所述巷道或隧道进行刚性支护；

在地压持续作用下，所述让压构件与所述圆弧拱底脚采用的插接式连接结构会使得让压构件与所述圆弧拱的对接随着地压的增大更加牢固，所述让压构件通过所述圆台插入所述圆弧拱底脚的倒圆台壳体内的深度越深，相应阻力也随之增大，让压构件通过第一台体及第二台体外侧面与圆弧拱底脚处倒台体壳结构内侧面相互匹配对接，相当于在圆弧拱的底脚处形成一种铰支座，从而减小圆弧拱底脚处的弯矩，防止所述支架因底脚处的弯矩过大而失稳破坏。

在让压支架变形过程中，所述让压构件中的圆环空腔体内填充的橡胶颗粒在其自身的回弹作用下，吸收缓冲并主动释放一部分围压到围岩内部重新分布，以防巷道的周期来压对支护结构的破坏。

10.根据权利要求9所述的让压式支架支护方法，其特征在于，所述制作让压支架还包括步骤：

在所述倒圆台壳体结构构内侧面上设置凹槽；

在所述凹槽侧壁上对称设置单向阻挡，所述单向阻挡一端铰接于所述凹槽侧壁上，能在0-90°范围内转动，所述单向阻挡另一端水平悬空设置；

在所述第一台体及第二台体侧面上设置与所述凹槽间隙配合连接的弹性凸起；

在所述弹性凸起周向上设置伸出臂；

在所述第一台体及第二台体与所述倒圆台壳体对接过程中，所述第一台体及第二台体通过所述伸出臂推动所述单向阻挡，所述单向阻挡以所述凹槽侧壁为基点，朝内向所述凹槽两侧转动，当所述伸出臂向凹槽方向推进距离大于所述单向阻挡的长度时，即通过弹性阻挡的极限位置处，所述单向阻挡逆时针转动至初始水平悬空位置，第一台体及第二台体上的弹性凸起插入所述凹槽中与所述倒台体壳结构形成倒扣式连接结构；

所述利用所述让压支架对巷道或隧道进行支护还包括：

在地压持续作用于所述让压支架过程中，所述圆弧拱向中心挤压，所述让压构件受压开始收缩，以适应围压的收缩变形；

所述圆弧拱、圆弧拱与让压构件之间由于受压，彼此结合更紧；

所述倒圆台壳体内侧凹槽向下挤压所述弹性凸起，所述弹性凸起上的伸出臂压靠在所述单向阻挡上表面，所述凹槽与所述弹性凸起之间随着围压的增大结合紧密程度也增加，进一步减缓圆弧拱变形；

当所述单向阻挡在围压作用下破坏，所述凹槽与所述弹性凸起对巷道或隧道的刚性支护转为柔性支护；

所述弹性凸起由于其自身的弹性特性，缓冲并主动释放部分围压，作用于所述让压支架上的压力减少，以避免对所述让压支架的整体破坏。