CN208950614U - 破碎围岩支护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种破碎围岩支护装置，包括若干单体液压支柱、柱帽和顶梁，所述柱帽可转动的固装在单体液压支柱顶部，在所述柱帽上绕单体液压支柱轴心环形布置有八个卡槽，所述顶梁固接在相邻单体液压支柱对应的卡槽内形成纵向梁、横向梁和斜向梁，所述单体液压支柱通过各顶梁组成米字形支撑架。本实用新型通过柱帽上的八个卡槽，将原有单一方向布置的顶梁分成纵向梁、横向梁和斜向梁，利用斜向梁将单体液压支柱的支撑范围进行有效延长，通过四个相邻布置单体液压支柱的向其合围空间中心的破碎围岩施加向上的支撑力，可在保证支撑力度的同时有效减少单体液压支柱的布置个数，降低施工成本，加快支护搭建的速度。
Description
技术领域
本实用新型涉及地下采矿技术领域，具体涉及一种破碎围岩支护装置。
背景技术
自20世纪末以来，我国矿业高速发展，矿山数量急剧增加，然而各矿山开采条件迥异，安全生产形势大不相同，对于稳定性较差的矿围岩，在开采过程中需要及时支护，进而保证开采的安全。金属非金属矿山地下开采过程中需要在井下开掘大量巷道，采用巷道支护来保持巷道畅通和围岩稳定对矿山建设及安全生产具有十分重要的意义。巷道支护的目的主要是缓和及减少围岩的移动，防止巷道围岩发生冒顶、片帮事故，造成巷道堵塞、伤及人员的骨牌效应，更为严重的是突然垮塌的高速气流和冲击波造成人员伤亡和设备损坏，并造成周边开采条件的恶化、矿产资源的浪费。目前，随着我国矿山开采深度的不断增加，地压灾害呈现越来越严重的发展态势，给矿山安全生产和广大职工的生命安全造成了极大的威胁。
巷道支护效果不仅取决于支架本身支承力，还受到围岩性质、支架力学性质(支承力和可缩性)、支架安设密度、安设支架时间、支架安设质量和与围岩的接触方式(点接触或面接触)等一系列因素的影响。
在矿山地下开采过程中，巷道支护是为保证巷道开挖后的围岩稳定及施工安全，而采取的支持、加强或被覆围岩的构件或其他措施，其方式主要有砌碹支护、木材支护、锚杆支护、锚喷支护、锚索支护、金属拱形支架支护、料石支护和钢筋混凝土支护等。其中，砌碹支护、木材支护、锚杆支护、锚喷支护、金属拱形支架支护、料石支护和钢筋混凝土支护均属于被动的和消极性支护，不能有效的阻止围岩变形离层；锚索支护，对围岩施有预应力，属于主动支护，但是施工复杂，成本较高，快速化程度不高，影响采矿工程的整体进度。而超前支护是在开采扰动影响范围巷道内采取的超前于工作面开采的辅助支护措施的一种，属于主动支护，具有施工简单，成本低，快速化程度高的优点。
目前，我国大部分矿井超前支护采用单体液压支柱配合π形钢梁进行支护。因π形钢梁是通过柱帽安装在单体液压支柱顶部的，而现有柱帽的结构较为单一，致使一个单体液压支柱的上方只能支撑一根或两根相互平行的π形钢梁，为保证支护的全面性，确保小块的破碎围岩不会从π形钢梁与π形钢梁之间的空间掉落，各单体液压支柱不能进行远距离搭设，导致各单体液压支柱支撑力的重叠范围过多，人力、财力浪费性大，投入成本远远大于实际所需，不利于矿山开采效率的最大化。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种在保证安全的情况下，简化人力及财力的投入，降低成本，使供需更加平衡的破碎围岩支护装置。
本实用新型提供的这种破碎围岩支护装置，包括若干单体液压支柱、柱帽和顶梁，所述柱帽可转动地固装在单体液压支柱顶部，在所述柱帽上绕单体液压支柱轴心环形布置有八个卡槽，所述顶梁固接在相邻单体液压支柱对应的卡槽内形成纵向梁、横向梁和斜向梁，所述单体液压支柱通过各顶梁组成米字形支撑架。
为方便各加强梁的连接定位，所述卡槽采用以单体液压支柱轴心为圆心的扇形结构，在各卡槽的侧壁上对称设有可沿单体液压支柱径向滑动的契块，两契块同步滑动夹紧各顶梁。
为方便夹持，两契块的对立面与单体液压支柱轴心和卡槽中心的连接线平行布置。
为保证定位精准度及快速定位，两契块通过双连杆机构铰接连接。
交叉布置的斜向梁通过榫卯结构十字搭接而成。
为避免顶梁与卡槽内的结构发生过多的磨损，在所述卡槽的侧壁上设有沿单体液压支柱径向布置的滑槽，在所述契块侧壁上设有与滑槽相匹配的凸条。
为保证卡槽的夹持强度，所述卡槽侧壁上面对面布置的滑槽采用上下错层布置。
为使防护效果更好，在所述顶梁上方铺设有钢丝网。
为方便控制柱帽在单体液压支柱上的周向位置，在所述柱帽与单体液压支柱之间设有橡胶垫，所述单体液压支柱与橡胶垫之间、橡胶垫与柱帽之间均采用过渡配合。
所述顶梁由横木或槽钢制成。
本实用新型通过柱帽上的八个卡槽，将原有单一方向布置的顶梁分成纵向梁、横向梁和斜向梁，利用斜向梁将单体液压支柱的支撑范围进行有效延长，通过四个相邻布置单体液压支柱的向其合围空间中心的破碎围岩施加向上的支撑力，可在保证支撑力度的同时有效减少单体液压支柱的布置个数，降低施工成本，加快支护搭建的速度。本实用新型可有效、快速的对掘进巷道或进路式采场顶板进行主动支撑，防止因顶板岩体的局部冒落造成岩体内部的节理裂隙失去相互之间的咬合作用，从而形成冒落拱，同时，可根据支护区域的岩体稳定性情况及巷道的后期作用，对其进行卸压回收，减少支护成本，适用于地压不大，因矿岩节理裂隙发育而形成的破碎软弱岩体巷道或采场。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1中A-A处剖视安装结构示意图。
图3为图2中B-B处剖视安装结构示意图。
图4为图2左视图的局部放大结构示意图。
图中示出的标记及所对应的构件名称为：
1、单体液压支柱；2、柱帽；3、顶梁；4、米字形支撑架；5、契块；6、双连杆机构；7、钢丝网；8、橡胶垫；21、卡槽；22、滑槽；23、凹槽；31、纵向梁；32、横向梁；33、斜向梁；51、凸条。
具体实施方式
从图1至图4可以看出，本实用新型这种破碎围岩支护装置，包括单体液压支柱1、柱帽2和顶梁3，柱帽2通过卡箍可转动的安装在单体液压支柱1顶部，在柱帽2上绕单体液压支柱1的轴心环形布置有八个卡槽21，顶梁3通过螺纹坚固件固装在相邻单体液压支柱1上方对应的卡槽21内形成纵向梁31、横向梁32和斜向梁33，纵向梁31在水平面内沿巷道走向布置，横向梁32在水平面内沿巷道径向布置，斜向梁33在水平面内与纵向梁31或横向梁32呈45°夹角布置，交叉布置的斜向梁33通过榫卯结构十字搭接连接，单体液压支柱1通过各纵向梁31、横向梁32和斜向梁33组成米字形支撑架4。
从图2和图3可以看出，本实用新型还包括用于夹持卡装顶梁3的直角三角形的契块5，卡槽21采用以单体液压支柱1的轴心为圆心的扇形结构，在各卡槽21的侧壁上设有沿单体液压支柱1径向布置滑槽22，在同一卡槽21侧壁上面对面布置的滑槽22采用上下错层布置，在契块5侧壁上设有与滑槽22相匹配的凸条51，契块5通过凸条51与滑槽22配合滑动安装在各滑槽22内，契块5的斜边与卡槽21侧壁对接，位于同一卡槽21内的两契块5的对立面与单体液压支柱1轴心和卡槽21中心的连接线平行布置，位于同一卡槽21内的两契块5同步滑动通过其对立面沿垂直于单体液压支柱1径向的方向夹紧各顶梁3。
从图2和图3可以看出，本实用新型单体液压支柱1的顶部采用半球形，在柱帽2底部设有凹槽23，在该凹槽23内过渡套装有橡胶垫8，单体液压支柱 1的顶部过渡套装在橡胶垫8内。
从图2和图3可以看出，本实用新型的位于同一卡槽21内的两契块5通过双连杆机构6铰接连接，双连杆机构6由两根等长的连杆铰接而成，两连杆的铰接中心点位于单体液压支柱1轴心和卡槽21中心的连接线上。
从图1、图2和图4可以看出，在顶梁3上方与巷道顶板之间铺设有钢丝网 7。
在本实用新型中，顶梁3可由横木或槽钢制成。
本实用新型的安装过程如下：
1、根据顶梁3的长度将单体液压支柱1架设在巷道内。
2、将柱帽2安装在单体液压支柱1顶部，并保证相邻柱帽2各卡槽21中心的直线对接。
3、将各顶梁3放置在单体液压支柱1上方的卡槽21内，将契块5安装在卡槽21内并与滑槽22滑动对接，向单体液压支柱1的中心推动双连杆机构6，双连杆机构6驱动两契块5同步滑动夹紧顶梁3，使顶梁3的中心线与单体液压支柱1轴心和卡槽21中心的连接线重合布置，通过螺纹紧固件将顶梁3与卡槽 21固接。
4、在顶梁3上方铺设钢丝网7。
5、驱动各单体液压支柱1同步上升顶紧巷道顶板。
当本实用新型运用到小型巷道时，钢丝网7可由价格便宜、承载能力稍低的麻绳网替代。
Claims (10)
1.一种破碎围岩支护装置，包括若干单体液压支柱(1)、柱帽(2)和顶梁(3)，其特征在于：所述柱帽可转动地固装在单体液压支柱顶部，在所述柱帽上绕单体液压支柱轴心环形布置有八个卡槽(21)，所述顶梁固接在相邻单体液压支柱对应的卡槽内形成纵向梁(31)、横向梁(32)和斜向梁(33)，所述单体液压支柱通过各顶梁组成米字形支撑架(4)。
2.根据权利要求1所述的破碎围岩支护装置，其特征在于：所述卡槽采用以单体液压支柱轴心为圆心的扇形结构，在各卡槽的侧壁上对称设有可沿单体液压支柱径向滑动的契块(5)，两契块同步滑动夹紧各顶梁。
3.根据权利要求2所述的破碎围岩支护装置，其特征在于：两契块的对立面与单体液压支柱轴心和卡槽中心的连接线平行布置。
4.根据权利要求2所述的破碎围岩支护装置，其特征在于：两契块通过双连杆机构(6)铰接连接。
5.根据权利要求2所述的破碎围岩支护装置，其特征在于：在所述卡槽的侧壁上设有沿单体液压支柱径向布置的滑槽(22)，在所述契块侧壁上设有与滑槽相匹配的凸条(51)。
6.根据权利要求5所述的破碎围岩支护装置，其特征在于：所述卡槽侧壁上面对面布置的滑槽采用上下错层布置。
7.根据权利要求1所述的破碎围岩支护装置，其特征在于：交叉布置的斜向梁通过榫卯结构十字搭接而成。
8.根据权利要求1所述的破碎围岩支护装置，其特征在于：在所述顶梁上方铺设有钢丝网(7)。
9.根据权利要求1所述的破碎围岩支护装置，其特征在于：在所述柱帽与单体液压支柱之间设有橡胶垫(8)，所述单体液压支柱与橡胶垫之间、橡胶垫与柱帽之间均采用过渡配合。
10.根据权利要求1至9任一所述的破碎围岩支护装置，其特征在于：所述顶梁由横木或槽钢制成。
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| CN201821273222.0U CN208950614U (zh) | 2018-08-08 | 2018-08-08 | 破碎围岩支护装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110578540A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-12-17 | 辽宁工程技术大学 | 一种矿用l型钢柱鞋 |
| CN113339029A (zh) * | 2021-06-15 | 2021-09-03 | 山东科技大学 | 一种锚索与槽钢梁经圆环形连接盘十字连接组合整体顶板支护结构及方法 |
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2018
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