CN110593912A - 一种丝网约束结点、丝网及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及丝网技术领域，尤其涉及一种丝网约束结点、丝网及其制备方法，丝网约束结点包括交叉布置的第一网丝和第二网丝，第一网丝的一端绕制有螺旋结，第二网丝的一端套设有第一活动结，螺旋结与第一活动结相连接；本发明通过设置上述丝网约束结点，使得丝网局部受力较大时，在局部受力部位的各个丝网约束结点会随着丝网的形变而进行相应的位置调整，以确保丝网的受力均匀性，有效防止了丝网因局部受力较大而导致的结构破坏，从而大大提高了矿井下金属网的使用效率，确保了金属网整体的支护效果。

Description

一种丝网约束结点、丝网及其制备方法

技术领域

本发明涉及丝网技术领域，尤其涉及一种丝网约束结点、丝网及其制备方法。

背景技术

目前，井下常见的金属网失效形式主要分为松垂失效与强度失效。松垂失效是指金属网本身的结构没有发生破坏，由于抵抗变形而形成的网兜过大，使得金属网失去了支护的意义，以判定为支护失效。强度失效是指金属网自身的结构发生了破断，刚度瞬间降低，造成支护失效。

针对金属网的强度失效，通过实验室试验及现场观测，金属网在受到上覆围岩变形载荷时，金属网承力特点表现为：网丝结点处应力集中以及整体网丝受力不均匀两个明显特征。现场金属网的破坏形式一般为局部结构破坏导致支护失效，几乎没有因金属网整体结构破坏而导致支护失效的情况。

公知，煤矿井下使用的金属网主要分为钢筋网、经纬网及菱形网三种不同类型的金属网，这三种金属网的网丝结点的连接方式分别为焊接、编织和链接。

由此，由于钢筋网的各个网丝结点采用焊接的方式相连接，则钢筋网上的各个网丝结点不可进行移动，当钢筋网受到顶板围岩的变形挤压作用时，钢筋网自身受力极不均匀，一般与变形围岩直接接触的少数网丝受力较大，其余部分受力较小甚至不受力，一旦最大应力超过网丝的极限抗拉强度及网丝结点处的极限抗剪强度时，该处容易发生网丝拉断及网丝结点的剪切破坏，从而导致钢筋网整体支护失效。与此同时，由于经纬网上各个网丝结点采用编织的连接方式，这种丝网的网丝节点可以进行移动，但是由于节点之间无约束作用，纵向股线与横向股线之间联系不够紧密，容易造成网孔的扩大，使得支护失效。另外，由于菱形网上的各个网丝结点采用链接的连接方式，相应地其各个网丝结点不可进行移动，从而在受到较大的应力时，在受力处容易发生网丝拉断及网丝结点的剪切破坏，使得支护失效。

通过实验室的破坏试验及现场观测可知，上述各种金属网的网丝结点均缺乏一定的初始强度，在该网丝结点处的受力超过其初始强度时，相应的网丝结点难以通过自动在金属网上进行一定的移动，从而通过调整网格的大小与形状来调整自身受力，并且网丝结点在进行一定的位置调整之后，往往难以再次确保其初始强度，进而导致金属网整体的支护效果受到影响。由此，金属网在承受载荷的过程中，金属网上的各个网丝结点与网丝受力相差较大，在直接与变形围岩接触的局部区域内，网丝受力尤其较大，这容易造成金属网结构的破坏，从而大大降低了井下金属网的使用效率。与此同时，金属网的局部结构的破坏，不仅造成井下支护材料的浪费，还降低了锚网支护系统的支护效应。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的之一是提供一种丝网约束结点，用以解决现有的采用焊接、编织和链接结构的网丝结点，不具备一定的初始强度，难以随着金属网的局部受力而对其位置进行相应调整，并难以确保网丝结点在进行位置调整后的初始强度的问题。

本发明的另一个目的是提供一种基于上述丝网约束结点的丝网及其制备方法，用于解决现有的金属网因局部受力较大而导致结构破坏，从而大大降低了井下金属网的使用效率，并导致金属网整体支护失效的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明在第一方面，提供了一种丝网约束结点，包括交叉布置的第一网丝和第二网丝，所述第一网丝的一端绕制有螺旋结，所述第二网丝的一端套设有第一活动结，所述螺旋结与所述第一活动结相连接。

优选的，本发明中所述第二网丝的另一端套设有第二活动结，所述第一网丝的另一端套设有第三活动结，所述第一活动结连接所述第三活动结，所述第三活动结连接所述第二活动结，所述第二活动结连接所述螺旋结。

优选的，本发明中所述螺旋结包括螺旋缠绕在所述第一网丝上的金属绳；所述第一活动结、所述第二活动结及所述第三活动结均为金属绳套；所述第一网丝与所述第二网丝均为金属丝。

优选的，本发明中所述第一网丝与所述第二网丝之间的夹角为45°～135°。

优选的，本发明在第二方面，还提供了一种丝网，包括多根分别沿两个方向排布的第一网丝和第二网丝，所述第一网丝与所述第二网丝呈正交布置，在所述第一网丝与所述第二网丝的每个交叉点处设有上述所述的丝网约束结点。

优选的，本发明在第三方面，还提供了一种制备上述丝网的方法，包括：

S1，将多根第一网丝、多根第二网丝分别沿两个方向排布，并且第一网丝与第二网丝呈正交布置；

S2，在第一网丝与第二网丝的每个正交点处设置丝网约束结点。

优选的，本发明中步骤S2包括：

S21，在其中一个正交点处的第一网丝的一端通过金属绳螺旋缠绕得到螺旋结；

S22，将金属绳的自由端在第二网丝的一端绕制出第一活动结后，在第一网丝的另一端绕制第三活动结，并在第二网丝的另一端绕制出第二活动结后，再将金属绳的自由端连接螺旋结。

优选的，本发明在步骤S21中，制备螺旋结时，金属绳在第一网丝上螺旋缠绕的匝数为5-10匝；在步骤S22中，制备第一活动结和第二活动结时，金属绳在第二网丝上绕制的匝数均为1匝。

(三)技术效果

本发明提供的丝网约束结点，在交叉布置的第一网丝和第二网丝中，通过在第一网丝的一端绕制螺旋结，在第二网丝的一端套设第一活动结，并将螺旋结与第一活动结相连接，则使得该丝网约束结点具备一定的初始强度，在第一网丝或第二网丝因受到轴向力而发生形变时，螺旋结与第一活动结会随着第一网丝和第二网丝的交叉点的位置变动而产生相应的位移，并继续对第一网丝和第二网丝排布的形状进行约束，从而丝网约束结点在进行一定的位置调节后，仍然具备了一定的初始强度，解决了现有的采用焊接、编织和链接结构的网丝结点，难以随着金属网的局部受力而对其位置进行相应调整的问题，有效防止了井下金属网承受载荷过程中，在金属网的各个交叉点处应力集中，造成网丝约束失效，使得大块围岩从网孔挤落流出的问题，保证了巷道空间的使用安全。

本发明提供的丝网及其制备方法，通过采用上述所述的丝网约束结点，当丝网局部受力较大时，在局部受力部位的各个丝网约束结点会随着丝网的形变而进行相应的位置调整，从而通过调整网格的大小与形状来调整丝网的自身受力，确保了丝网的受力均匀性，有效防止了丝网因局部受力较大而导致的结构破坏，从而大大提高了矿井下金属网的使用效率，确保了金属网整体的支护效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的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他的附图。

图1为本发明实施例所示的丝网约束结点的结构示意图；

图2为本发明实施例所示的丝网的结构示意图；

图3为本发明实施例所示的丝网制备的流程图；

图4为本发明实施例所示的丝网约束结点制备的流程图。

图中：1-第一网丝，2-第二网丝，3-螺旋结，4-第一活动结，5-第二活动结，6-第三活动结。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1，本实施例提供了一种丝网约束结点，包括交叉布置的第一网丝1和第二网丝2，第一网丝1的一端绕制有螺旋结3，第二网丝2的一端套设有第一活动结4，螺旋结3与第一活动结4相连接。

由图1所示的结构可知，通过设置相连接的螺旋结3与第一活动结4，可使得该丝网约束结点具备一定的初始强度，在第一网丝1的两端分别受到轴向力F11与F12，或第二网丝2的两端分别受到轴向力F21与F22时，第一网丝1与第二网丝2之间的相对位置均会发生变化，从而导致第一网丝1与第二网丝2之间的交叉点的位置发生变化，进而导致网格的大小和方向发生变化，但是丝网约束结点在进行一定的位置调节后，会继续对第一网丝1和第二网丝2排布的形状进行约束，从而仍然具备了一定的初始强度。

但是，在第一网丝1与第二网丝2之间的交叉点的位置发生变化时，螺旋结3与第一活动结4会随着第一网丝1和第二网丝2的交叉点的位置变动而发生相应的移位，并继续对第一网丝1和第二网丝2排布的形状进行约束，解决了现有的采用焊接、编织和链接结构的网丝结点，难以随着井下应用的金属网的局部受力而对其位置进行相应调整的问题。

与此同时，通过丝网约束结点的移位，可在确保丝网各个网格形状、大小的同时，可使得丝网所受到的应力通过各个网丝进行传递，使得丝网整体的受力较为均匀，从而在丝网承受载荷过程中，有效防止了丝网的各个交叉点处应力集中，造成网丝约束失效的问题。对于矿井下金属网而言，金属网失效会导致大块围岩从网孔挤落流出来，通过在金属网上设置上述丝网约束结点可确保巷道空间使用的安全。

进一步的，为了确保对第一网丝1与第二网丝2之间的交叉点处约束的可靠性，本实施例在第二网丝2的另一端套还设有第二活动结5，在第一网丝1的另一端套设有第三活动结6，第一活动结4连接第三活动结6，第三活动结6连接第二活动结5，第二活动结5连接螺旋结3。

进一步的，本实施例中螺旋结3包括螺旋缠绕在第一网丝1上的金属绳，其中，金属绳可采用8#铁丝，从而在第一网丝1受到的轴向力相对较小时，由于摩擦力的作用，螺旋结3在第一网丝1上保持固定不动，由于螺旋结3与第一活动结4相连接，第一网丝1与第二网丝2此时的交叉点的位置保持不变，而只有在第一网丝1受到的轴向力相对较大时，螺旋结3才会与第一网丝1发生相对运动，但在螺旋结3与第一活动结4的约束下，第一网丝1和第二网丝2在发生形变后排布的形状保持不变。

另外，本实施例中的第一活动结4与第二活动结5均为套设在第二网丝2上的金属绳套，第三活动结6为套设在第一网丝1上的金属绳套，从而，金属绳套在对第一网丝1或第二网丝2进行约束的同时，不会对第一网丝1或第二网丝2受到轴向力发生的移位进行限制；第一网丝1与第二网丝2均为金属丝，其中，金属丝可为镀锌铁丝或钢丝。

进一步的，本实施例中第一网丝1与第二网丝2之间的夹角为45°～135°，从而使得在包括上述丝网约束结点的丝网中，各个网口的形状为菱形或矩形。

进一步的，参见图2，本实施例基于上述丝网约束结点，进一步提出了一种丝网，该丝网包括多根分别沿两个方向排布的第一网丝1和第二网丝2，第一网丝1与第二网丝2呈90°交叉布置，在第一网丝1与第二网丝2的每个交叉点处设有上述所述的丝网约束结点。

由图2所示的结构可知，通过采用上述所述的丝网约束结点，当丝网局部受力较大时，在局部受力部位的各个丝网约束结点会随着金属网的形变而进行相应的位置调整，以确保金属网的受力均匀性，有效防止了丝网因局部受力较大而导致的结构破坏，从而大大提高了丝网的使用效率，确保了丝网整体的支护效果。

进一步的，参见图3，本实施例基于上述丝网，还进一步提出了一种丝网制备方法，包括：

S1，将多根第一网丝、多根第二网丝分别沿两个方向排布，并且第一网丝与第二网丝呈正交(90°)布置；

S2，在第一网丝与第二网丝的每个正交点处设置丝网约束结点。

由于在制备的丝网的每个正交点处设置丝网约束结点，则制备的丝网能够有效防止因局部受力较大而导致的结构破坏的问题，并具备使用效率高、支护效果好的优点。

进一步的，参见图4，本实施例中步骤S2包括：

S21，在其中一个正交点处的第一网丝的一端通过金属绳螺旋缠绕得到螺旋结；

S22，将金属绳的自由端在第二网丝的一端绕制出第一活动结后，在第一网丝的另一端绕制第三活动结，并在第二网丝的另一端绕制出第二活动结后，再将金属绳的自由端连接螺旋结。

由步骤S2所示的上述制备步骤可知，螺旋结3、第一活动结4、第三活动结6和第二活动结5分别由同一根金属绳在第一网丝1与第二网丝2上依次绕制而成，这大大确保了丝网约束结点整体结构的可靠性，并且简化了制备过程，易于实现现场的制备操作。

进一步的，本实施例在步骤S21中，在制备螺旋结3时，金属绳在第一网丝1上螺旋缠绕的匝数为5-10匝，以确保螺旋结3与第一网丝1之间具有一定的接触摩擦力。

在步骤S22中，在制备第一活动结4和第二活动结5时，为了便于绕制操作，金属绳在第二网丝2上绕制的匝数均为1匝，当然也可绕制1匝以上，只要确保第一活动结4和第二活动结5活动套装在第二网丝2上即可；另外，第三活动结6可设置为套设在第一网丝1的另一端的金属绳套或者直接沿垂直方向直接搭载在第一网丝1上。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种丝网约束结点，包括交叉布置的第一网丝和第二网丝，其特征在于，所述第一网丝的一端绕制有螺旋结，所述第二网丝的一端套设有第一活动结，所述螺旋结与所述第一活动结相连接。

2.根据权利要求1所述的丝网约束结点，其特征在于，所述第二网丝的另一端套设有第二活动结，所述第一网丝的另一端套设有第三活动结，所述第一活动结连接所述第三活动结，所述第三活动结连接所述第二活动结，所述第二活动结连接所述螺旋结。

3.根据权利要求2所述的丝网约束结点，其特征在于，所述螺旋结包括螺旋缠绕在所述第一网丝上的金属绳；所述第一活动结、所述第二活动结及所述第三活动结均为金属绳套；所述第一网丝与所述第二网丝均为金属丝。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的丝网约束结点，其特征在于，所述第一网丝与所述第二网丝之间的夹角为45°～135°。

5.一种丝网，包括多根分别沿两个方向排布的第一网丝和第二网丝，所述第一网丝与所述第二网丝呈正交布置，其特征在于，在所述第一网丝与所述第二网丝的每个交叉点处设有权利要求1-4中任意一项所述的丝网约束结点。

6.一种制备权利要求5所述丝网的方法，其特征在于，包括：

S1，将多根第一网丝、多根第二网丝分别沿两个方向排布，并且第一网丝与第二网丝呈正交布置；

S2，在第一网丝与第二网丝的每个正交点处设置丝网约束结点。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤S2包括：

S21，在其中一个正交点处的第一网丝的一端通过金属绳螺旋缠绕得到螺旋结；

S22，将金属绳的自由端在第二网丝的一端绕制出第一活动结后，在第一网丝的另一端绕制第三活动结，并在第二网丝的另一端绕制出第二活动结后，再将金属绳的自由端连接螺旋结。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤S21中，制备螺旋结时，金属绳在第一网丝上螺旋缠绕的匝数为5-10匝；在步骤S22中，制备第一活动结和第二活动结时，金属绳在第二网丝上绕制的匝数均为1匝。