CN113982592B - 一种推进式拼接工作井支护结构 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种推进式拼接工作井支护结构，其包括若干竖向拼接的支护环；上支护环和下支护环之间通过插接结构插接配合；上支护环和下支护环之间设置有限位机构，限位机构包括通过弹性件连接于下支护环内壁的限位件，弹性件沿支护环的径向设置，限位件包括下限位杆和上限位杆，下限位杆和上限位杆均平行于弹性件的弹性形变方向设置，下支护环的内壁上开设有下限位槽，上支护环的内壁上开设有上限位槽，上支护环上固设有驱动件，限位件能在驱动件的作用下移动至下限位杆的一端插入于下限位槽中且上限位杆的一端插入于上限位槽中。本申请具有整体操作过程较为简单，耗费周期较短，施工难度较低的效果。
Description
技术领域
本发明涉及工作井支护领域，尤其是涉及一种推进式拼接工作井支护结构。
背景技术
目前，通常采用混凝土支护的方式对工作井进行开挖过程中的支护，这种支护方式可以抵抗围岩压力，很好的封闭围岩，保证工作井的安全。
混凝土支护采用现场浇灌的方式进行施工，施工时，先在工作面固定组立完成的模架，模架由型钢或木材组成，然后在模架上密集排放钢或木模板，混凝土材料搅拌通常在工作面上进行，浇灌采用人工操作，最后进行拆模，形成完整的混凝土支护结构。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在以下缺陷：混凝土支护耗费周期较长，施工难度较高，存在一定的改进空间。
发明内容
为了缩短施工周期，降低施工难度，本申请提供一种推进式拼接工作井支护结构。
本申请提供的一种推进式拼接工作井支护结构采用如下的技术方案：
一种推进式拼接工作井支护结构，包括若干竖向拼接的支护环，竖向相邻的两个所述支护环中，位于上方的所述支护环为上支护环，位于下方的所述支护环为下支护环；所述上支护环和下支护环之间通过插接结构插接配合；
所述上支护环和下支护环之间设置有限位机构，所述限位机构包括通过弹性件连接于下支护环内壁的限位件，所述弹性件沿支护环的径向设置，所述限位件包括下限位杆和上限位杆，所述下限位杆和上限位杆均平行于弹性件的弹性形变方向设置，所述下支护环的内壁上开设有下限位槽，所述上支护环的内壁上开设有上限位槽，所述上支护环上固设有驱动件，所述限位件能在驱动件的作用下移动至下限位杆的一端插入于下限位槽中且上限位杆的一端插入于上限位槽中，所述上限位杆的上表面与上限位槽内腔的上表面接触，所述下限位杆的下表面与下限位槽内腔的下表面接触。
通过采用上述技术方案，对工作井进行支护时，通过对不同支护环进行竖向拼装，以达到随工作井的不断掘进对工作井的支护，以其中任意两个竖向相邻的支护环为例，先将下支护环固定，再竖直向下移动上支护环，上支护环向下移动的过程中，限位件在驱动件的作用下移动至下限位杆的一端插入于下限位槽中，上限位杆的一端插入于上限位槽中，且上限位杆的上表面与上限位槽内腔的上表面接触，下限位杆的下表面与下限位槽内腔的下表面接触，对上支护环和下支护环沿竖向的移动进行限位，实现了竖向相邻两个支护环之间的连接，省去了混凝土的凝固和养护时间，且整体操作过程较为简单，耗费周期较短，施工难度较低，缩短了整体的施工工期，具有广阔的市场前景。
优选的，所述上限位槽内腔上表面和下表面之间的距离大于上限位杆上表面和下表面之间的距离，以供所述上限位杆相对于上限位槽竖向移动。
通过采用上述技术方案，保证了上限位杆的正常插入，避免上限位杆插入过程中与支护环的内壁发生干涉。
优选的，所述限位件还包括连接杆，所述上限位杆和下限位杆固设于连接杆，所述连接杆顶端设有第一下斜面，所述第一下斜面与支护环内壁之间的距离自上而下逐渐增大，所述驱动件用于对第一下斜面施加向下的作用力。
通过采用上述技术方案，通过于连接杆顶端设置第一下斜面，使得驱动件向下移动的过程中，对第一下斜面施加作用力，驱动限位件朝向支护环的内壁移动。
优选的，所述驱动件包括驱动杆，所述驱动杆底端设有用于与第一下斜面抵接配合的第一上斜面。
通过采用上述技术方案，增加了驱动杆对第一下斜面施加作用力时，驱动杆底端与第一下斜面的接触面积，从而增加了限位件移动过程中的稳定性。
优选的，所述插接结构包括固设于上支护环的插接环和开设于下支护环的插接槽，所述插接环插入于插接槽中。
优选的，所述插接环的下端面上竖向固设有插接杆，所述插接槽的底壁上开设有内插槽，所述插接杆插入于内插槽中，所述下限位槽延伸至与内插槽连通，所述插接杆上开设有与下限位槽连通的凹槽，所述凹槽内腔的底端设有第二下斜面，所述第二下斜面与下限位槽之间的距离自上而下逐渐减小，所述下限位杆靠近凹槽的一端的底端边缘处设置有用于与第二下斜面抵接配合的第二上斜面，所述第二上斜面与第二下斜面抵接配合。
通过采用上述技术方案，下限位杆的一端插入于凹槽中时，第二上斜面与第二下斜面抵接配合，对插接杆进一步施加作用力，使插接杆有竖直向下移动的趋势，进一步增加了上支护环与下支护环之间连接的稳定性。
优选的，所述支护环的外壁上固设有气囊，所述支护环上设置有用于对气囊进行充气的充气通道，所述气囊与支护环贴合的一侧开设有进气口，所述进气口与内插槽相对应，所述充气通道通过进气口与气囊连通，所述充气通道上设置有用于控制其开闭的控制阀。
通过采用上述技术方案，通过充气通道对气囊进行充气，气囊处于充气状态时，气囊外侧抵接于工作井内壁，气囊的设置使得支护结构与工作井的内壁更加贴合，增加了支护的稳定性。
优选的，所述充气通道包括开设于支护环的第一通道节段、开设于插接杆的第二通道节段、开设于下限位杆的第三通道节段、开设于连接杆的第四通道节段和开设于施力杆的第五通道节段，相邻两个所述支护环处于连接状态时，所述第五通道节段、第四通道节段、第三通道节段、第二通道节段和第一通道节段相互连通。
通过采用上述技术方案，通过于支护环、限位机构及驱动件上设置多个相互连通的通道节段，当相邻两个支护环处于连接状态时，各个通道节段相互连通，形成完整的充气通道。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1. 省去了混凝土的凝固和养护时间，且整体操作过程较为简单，耗费周期较短，施工难度较低，缩短了整体的施工工期，具有广阔的市场前景；
2. 通过充气通道对气囊进行充气，气囊处于充气状态时，气囊外侧抵接于工作井内壁，气囊的设置使得支护结构与工作井的内壁更加贴合，增加了支护的稳定性。
附图说明
图1是本申请中显示多个支护环处于连接状态的整体机构示意图。
图2是本申请中显示竖向相邻两个支护环之间的连接结构的剖面示意图。
图3是图2中A部分的局部放大示意图。
图4是图2中B部分的局部放大示意图。
附图标记说明：
1、支护环；2、插接结构；21、插接环；22、插接槽；23、插接杆；231、凹槽；2311、第二下斜面；24、内插槽；3、限位机构；31、弹簧；32、限位件；321、连接杆；3211、第一下斜面；322、下限位杆；3221、第二上斜面；323、上限位杆；33、下限位槽；34、上限位槽；4、导向杆；41、外管；42、内杆；5、驱动件；51、支杆；52、驱动杆；521、第一上斜面；6、气囊；61、进气口；71、第一通道节段；72、第二通道节段；73、第三通道节段；74、第四通道节段；75、第五通道节段；8、进气管；9、环形管。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种推进式拼接工作井支护结构。
参照图1，一种推进式拼接工作井支护结构，包括若干竖向拼接的支护环1，支护环1呈圆环状设置。
结合图1和图2，任意上下相邻的两个支护环1之间设置有插接结构2，任意上下相邻的两个支护环1中，位于下方的支护环1为下支护环1，位于上方的支护环1为上支护环1。插接结构2插接环21和插接槽22，插接环21一体成型于上支护环1的下端面，插接环21与上支护环1同轴设置，插接槽22开设于下支护环1的上端面，插接环21插入于插接槽22中。
为增加上支护环1和下支护环1之间的稳定性，插接环21的下端面上固定有插接杆23，插接杆23竖向设置，插接杆23沿插接环21的周向间隔均布有多个。插接槽22的内腔底壁上开设有与插接杆23一一对应的内插槽24，插接杆23插入于内插槽24中，限制上下相邻两个支护环1之间的相对转动。
结合图2和图3，下支护环1的内壁上固定有用于限制上下相邻两个支护环1沿竖向相对移动的限位机构3，限位机构3沿支护环1的周向间隔均布有多组，限位机构3与插接杆23一一对应。
限位机构3包括弹簧31和限位件32，弹簧31沿下支护环1的径向固定于下支护环1内壁。
限位件32包括竖向设置的连接杆321、一体成型于连接杆321底端的下限位杆322和一体成型于连接杆321顶端的上限位杆323，下限位杆322和上限位杆323均平行于弹簧31的轴线方向设置。
连接杆321固定于弹簧31远离支护环1内壁的一端，为增加限位件32移动过程中的稳定性，连接杆321与下支护环1的内壁之间设有导向杆4，导向杆4同轴设置于弹簧31内侧。导向杆4包括固定于下支护环1内壁的外管41和固定于连接板外壁的内杆42，内杆42远离连接板的一端滑动配合于外管41中。
下支护环1的内壁上开设有用于使下限位杆322远离连接杆321的一端插入的下限位槽33，下限位槽33延伸至与内插槽24连通。上支护环1的内壁上开设有用于使上限位杆323远离连接杆321的一端插入的上限位槽34，上限位槽34内腔上表面和下表面之间的距离大于上限位杆323上表面和下表面之间的距离，以供上限位杆323不断移动至上限位槽34的过程中，上限位杆323相对于上限位槽34竖向移动。
连接杆321顶端设有第一下斜面3211，第一下斜面3211与支护环1内壁之间的距离自上而下逐渐增大，第一下斜面3211沿其倾斜方向向上延伸。上支护环1的内壁上固定有驱动件5，驱动件5位于连接杆321上方，驱动件5包括固定于上支护环1内壁的支杆51，支杆51沿支护环1的径向设置，支杆51远离支护环1内壁的一端固定有竖向设置的驱动杆52，驱动杆52底端设有用于与第一下斜面3211抵接配合的第一上斜面521。
上支护环1竖直向下移动的过程中，驱动件5随上支护环1一同移动，驱动杆52底端的第一上斜面521与连接杆321的第一下斜面3211抵接，对连接杆321施加作用力，使限位件32朝向支护环1的内壁移动，直至下限位杆322远离连接杆321的一端插入于下限位槽33中，上限位杆323远离连接杆321的一端插入于上限位槽34中，限制上支护环1和下支护环1沿竖向的相对移动。
插接杆23朝向下限位槽33的侧壁上开设有凹槽231，凹槽231与下限位槽33连通，凹槽231未贯穿插接杆23。凹槽231内腔的底端设有第二下斜面2311，第二下斜面2311的倾斜方向与第一下斜面3211的倾斜方向相同。下限位杆322远离连接杆321的一端端面的底端边缘处设置有用于与第二下斜面2311抵接配合的第二上斜面3221。
限位件32在驱动件5的作用下移动至下限位杆322插入于下限位槽33中、上限位杆323插入于上限位槽34中时，下限位杆322远离连接杆321的一端插入于凹槽231中，第二下斜面2311抵接于第二上斜面3221，对插接杆23进一步施加作用力，使插接杆23有竖直向下移动的趋势，增加了上支护环1与下支护环1之间连接的稳定性。
其中，位于最上方的支护环1由于无需再向上与支护环1连接，因此位于最上方的支护环1内壁上未设置弹簧31、导向杆4及限位件32。
结合图2、图3和图4，支护环1的外壁上固定有气囊6，气囊6沿支护环1的周向环绕支护环1设置。气囊6处于充气状态时，气囊6外侧抵接于工作井内壁，气囊6的设置使得支护结构与工作井的内壁更加贴合，增加了支护的稳定性。实际使用时，位于最上方的支护环1的外壁上无需固定气囊6。
当所有支护环1全部安装就位后，对气囊6进行充气。气囊6与支护环1贴合的一侧开设有进气口61，进气口61沿支护环1的周向间隔均布有多个，进气口61与内插槽24一一对应。
支护环1上开设有用于将进气口61与内插槽24连通的第一通道节段71，插接杆23上开设有将其贯穿的第二通道节段72，下限位杆322上沿其长度方向开设有第三通道节段73，第三通道节段73贯穿下限位杆322远离连接杆321的一端，连接杆321上沿其长度方向开设有第四通道节段74，第四通道节段74贯穿连接杆321顶端，施力杆上沿其长度方向开设有第五通道节段75，第五通道节段75贯穿施力杆，第五通道节段75、第四通道节段74、第三通道节段73、第二通道节段72和第一通道节段71与进气口61的内径相同。当相邻支护环1相互处于连接且被限制沿竖向相对移动的状态时，第五通道节段75、第四通道节段74、第三通道节段73、第二通道节段72和第一通道节段71相互连通，且相邻两个通道节段之间的连接处处于密封状态。
为便于向气囊6中充气，施力杆顶端一体成型有进气管8，进气管8与第五通道节段75连通，位于同一圆周的多个进气管8的进气端共同连通有同一环形管9，环形管9上连通固定有用于与气泵等送气装置连接的延长软管(延长软管于附图中未示出)，环形管9与延长软管的连接处设置有用于控制环形管9开闭的控制阀(控制阀于附图中未示出)。
本申请实施例一种推进式拼接工作井支护结构的实施原理为：
通过自下而上的拼装顺序拼装支护环1，拼装时，先将竖直向下移动位于上支护环1，使插接杆23插入于内插槽24中，插接环21插入于插接槽22中，使上下相邻的两个支护环1的端面相互抵接；
上支护环1竖直向下移动的过程中，驱动件5随上支护环1一同移动，驱动杆52底端的第一上斜面521与连接杆321的第一下斜面3211抵接，对连接杆321施加作用力，使限位件32朝向支护环1的内壁移动，直至下限位杆322远离连接杆321的一端插入于下限位槽33中，上限位杆323远离连接杆321的一端插入于上限位槽34中，限制上支护环1和下支护环1沿竖向的相对移动，同时，下限位杆322远离连接杆321的一端插入于凹槽231中，第二下斜面2311抵接于第二上斜面3221，使插接杆23有竖直向下移动的趋势，增加了上支护环1与下支护环1之间连接的稳定性；
最后对气囊6进行充气，气体依次通过气泵、延长软管、环形管9、第五通道节段75、第四通道节段74、第三通道节段73、第二通道节段72和第一通道节段71，最终进入于气囊6中，充气完成后，取下延长软管，并关闭环形管9上的控制阀，实现气囊6的充气，使气囊6与井壁贴合，增加支护结构的支护效果。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种推进式拼接工作井支护结构，其特征在于，包括若干竖向拼接的支护环(1)，竖向相邻的两个所述支护环(1)中，位于上方的所述支护环(1)为上支护环(1)，位于下方的所述支护环(1)为下支护环(1)；所述上支护环(1)和下支护环(1)之间通过插接结构(2)插接配合；
所述上支护环(1)和下支护环(1)之间设置有限位机构(3)，所述限位机构(3)包括通过弹性件连接于下支护环(1)内壁的限位件(32)，所述弹性件沿支护环(1)的径向设置，所述限位件(32)包括下限位杆(322)和上限位杆(323)，所述下限位杆(322)和上限位杆(323)均平行于弹性件的弹性形变方向设置，所述下支护环(1)的内壁上开设有下限位槽(33)，所述上支护环(1)的内壁上开设有上限位槽(34)，所述上支护环(1)上固设有驱动件(5)，所述限位件(32)能在驱动件(5)的作用下移动至下限位杆(322)的一端插入于下限位槽(33)中且上限位杆(323)的一端插入于上限位槽(34)中，所述上限位杆(323)的上表面与上限位槽(34)内腔的上表面接触，所述下限位杆(322)的下表面与下限位槽(33)内腔的下表面接触；
所述限位件(32)还包括连接杆(321)，所述上限位杆(323)和下限位杆(322)固设于连接杆(321)，所述连接杆(321)顶端设有第一下斜面(3211)，所述第一下斜面(3211)与支护环(1)内壁之间的距离自上而下逐渐增大，所述驱动件(5)用于对第一下斜面(3211)施加向下的作用力；
所述驱动件(5)包括驱动杆(52)，所述驱动杆(52)底端设有用于与第一下斜面(3211)抵接配合的第一上斜面(521)。
2.根据权利要求1所述的一种推进式拼接工作井支护结构，其特征在于：所述上限位槽(34)内腔上表面和下表面之间的距离大于上限位杆(323)上表面和下表面之间的距离，以供所述上限位杆(323)相对于上限位槽(34)竖向移动。
3.根据权利要求1所述的一种推进式拼接工作井支护结构，其特征在于：所述插接结构(2)包括固设于上支护环(1)的插接环(21)和开设于下支护环(1)的插接槽(22)，所述插接环(21)插入于插接槽(22)中。
4.根据权利要求3所述的一种推进式拼接工作井支护结构，其特征在于：所述插接环(21)的下端面上竖向固设有插接杆(23)，所述插接槽(22)的底壁上开设有内插槽(24)，所述插接杆(23)插入于内插槽(24)中，所述下限位槽(33)延伸至与内插槽(24)连通，所述插接杆(23)上开设有与下限位槽(33)连通的凹槽(231)，所述凹槽(231)内腔的底端设有第二下斜面(2311)，所述第二下斜面(2311)与下限位槽(33)之间的距离自上而下逐渐减小，所述下限位杆(322)靠近凹槽(231)的一端的底端边缘处设置有用于与第二下斜面(2311)抵接配合的第二上斜面(3221)，所述第二上斜面(3221)与第二下斜面(2311)抵接配合。
5.根据权利要求4所述的一种推进式拼接工作井支护结构，其特征在于：所述支护环(1)的外壁上固设有气囊(6)，所述支护环(1)上设置有用于对气囊(6)进行充气的充气通道，所述气囊(6)与支护环(1)贴合的一侧开设有进气口(61)，所述进气口(61)与内插槽(24)相对应，所述充气通道通过进气口(61)与气囊(6)连通，所述充气通道上设置有用于控制其开闭的控制阀。
6.根据权利要求5所述的一种推进式拼接工作井支护结构，其特征在于：所述充气通道包括开设于支护环(1)的第一通道节段(71)、开设于插接杆(23)的第二通道节段(72)、开设于下限位杆(322)的第三通道节段(73)、开设于连接杆(321)的第四通道节段(74)和开设于驱动杆(52)的第五通道节段(75)，相邻两个所述支护环(1)处于连接状态时，所述第五通道节段(75)、第四通道节段(74)、第三通道节段(73)、第二通道节段(72)和第一通道节段(71)相互连通。
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