CN219954483U - 一种下伏采空区地埋管道用抗弯加固装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种下伏采空区地埋管道用抗弯加固装置，包括顶板和底板，以被加固的管道的轴线方向为轴向，顶板轴向两端向下连接有上端板，上端板向下连接有上半圆弧形片；底板轴向两端向上连接有下端板，下端板向上连接有下半圆弧形片；上下半圆弧形片扣合在被加固管道上；上下半圆弧形片的两端分别径向延伸设有上下对接板，上对接板和下对接板通过螺栓固定连接。本实用新型能加固管道，通过两端抱紧、中间架空的结构方便检查管道外观，通过插接孔和插接杆方便轴向延长整体加固结构，整体结构便于安装以及轴向拼接，同时兼顾了管道加固、降低对外观检查的影响、应对采空区延长等技术目标，有利于被加固管道长期稳定运行，具有良好的推广应用价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤矿技术领域，尤其涉及采空区地埋管道加固技术。
背景技术
井工煤矿上存在地埋管道，如输送瓦斯的瓦斯输送管路等。煤矿采空区内地埋管道在长期运营中不可避免地存在安全风险；随着采空区面积和地埋管道长度持续增加，土体移动变形导致的管道弯曲及环焊缝开裂的现象呈增加的趋势。
现有的管道防护结构具有以下不足：1、管道防护时，防护装置安装工艺复杂，不便于快速安装和拆卸且易磨损管道；2、管道安装防护装置后，装置覆盖管道面积大，不易对装置及管道本体外观进行检查，易出现管道损坏漏检的隐患。3、防护结构为管道外的套管形式，如果轴向长度较长，则安装难度很大；遇到管路拐弯能情况，预制好的长护管更难以安装；如果轴向长度较短，则不能适应采空区长度延长的情况，采用在管路外围护多根护管的形式，则在护管间的接缝处产生应力点，护管在接缝处不但不能发挥分担扭矩的作用，而且会使应力导致的扭矩集中于接缝处，使该处管路容易损坏。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种一种下伏采空区地埋管道用抗弯加固装置，便于安装和拆卸，遮挡管道面积小，方便对管道进行外观检查。
为实现上述目的，本实用新型的一种下伏采空区地埋管道用抗弯加固装置包括顶板和底板，以被加固的管道的轴线方向为轴向，顶板轴向两端向下连接有上端板，上端板向下连接有上半圆弧形片；底板轴向两端向上连接有下端板，下端板向上连接有下半圆弧形片；
上半圆弧形片和下半圆弧形片的内径均与被加固的管道外径相适配；
上半圆弧形片由上向下扣合在被加固管道上，下半圆弧形片由下向上扣合在被加固管道上；
上半圆弧形片的两端径向延伸设有上对接板，下半圆弧形片的两端径向延伸设有下对接板，上对接板和下对接板通过螺栓固定连接。
顶板的截面呈弧形且弧顶向上；底板的截面呈弧形且弧顶向下。
将上半圆弧形片和下半圆弧形片统一称为半圆弧形片；
顶板和底板同一侧的半圆弧形片上设有两个以上插接孔，顶板和底板另一侧的半圆弧形片上轴向延伸设有插接杆，插接杆与插接孔相适配并一一对应。
所述插接孔的轴向外端部设有外大内小的喇叭口，喇叭口的外端直径大于插接杆且其内端直径与插接杆相适配。
本实用新型具有如下的优点：
当下方是采空区时，上方土体对管道的压弯力（扭矩）就由上半圆弧形片和下半圆弧形片以及顶板和底板共同分担，起到管道加固效果。当然，作为次要的效果，本实用新型自然也能够分担被加固管道受到的轴向力。
与现有技术相比，本实用新型不再使用套管套住加固装置范围内的所有被加固的管段，而是通过上半圆弧形片和下半圆弧形片夹持加固装置两端的被加固的管段，本质是将全程紧贴加固的方式转化为两端抱紧、中间架空的加固方式。
采用本实用新型除了上半圆弧形片和下半圆弧形片处的被加固的管段被遮挡，其余大部分被加固的管段未被遮挡，可以由顶板和底板与被加固的管段之间的间隙处对管道进行外观检查，及时发现管道问题并相应处理，减少绝大部分管道损坏但漏检（无法检查被遮挡部位）的情况，对于长期运营的管道意义重大，为管道长期正常运营提供支持。
本实用新型安装时由半圆弧形片的上方和下方扣合在被加固管道上，相比周向完整的套筒由被加固管道的一端套在被加固管道并推送至被加固部位，显然不容易磨损管道，方便安装和拆卸。
顶板和底板的截面均呈弧形且弧顶朝向管道的径向外部，相比平板具有更好的抗压性能（与拱桥比水平桥更抗压是同一原理）。
通过插接孔和插接杆，可以将多个本实用新型沿被加固管道的轴向方向插接组合起来。如果相邻两个本实用新型没有插接杆和插接孔插接配合在一起，则在被加固管道上相邻两个本实用新型之间的接缝部位，在下方为采空区时将成为应力集中、扭矩集中的部位而更容易损坏。相邻两个本实用新型通过插接杆和插接孔插接配合在一起，通过插接杆和插接孔可以共同分担扭矩，避免了接缝部位应力集中、扭矩集中的现象，可以方便地通过组合多个本实用新型有效延长加固长度，而不必担心接缝处的管道容易损坏的问题。
喇叭口用于装配导向，将两个本实用新型沿被加固管道组合在一起时，无须精确对准，只需要大致对准即可将一个本实用新型的插接杆插入另一个本实用新型的插接孔，方便装配，降低装配难度。
附图说明
图1是本实用新型安装在被加固管道上的结构示意图；
图2是本实用新型的结构示意图；
图3是图2中A处的放大图；
图4是图2的左视图；
图5是下半圆弧形片的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图5所示，本实用新型的一种下伏采空区地埋管道用抗弯加固装置包括顶板1和底板2，以被加固的管道的轴线方向为轴向，顶板1轴向两端向下连接有上端板3，上端板3向下连接有上半圆弧形片4；底板2轴向两端向上连接有下端板5，下端板5向上连接有下半圆弧形片6；
上半圆弧形片4和下半圆弧形片6的内径均与被加固的管道外径相适配；
上半圆弧形片4由上向下扣合在被加固管道7上，下半圆弧形片6由下向上扣合在被加固管道7上；
上半圆弧形片4的两端径向延伸设有上对接板8，下半圆弧形片6的两端径向延伸设有下对接板9，上对接板8和下对接板9通过螺栓10固定连接。
当下方是采空区时，上方土体对管道的压弯力（扭矩）就由上半圆弧形片4和下半圆弧形片6以及顶板1和底板2共同分担，起到管道加固效果。当然，作为次要的效果，本实用新型自然也能够分担被加固管道7受到的轴向力。
与现有技术相比，本实用新型不再使用套管套住加固装置范围内的所有被加固的管段，而是通过上半圆弧形片4和下半圆弧形片6夹持加固装置两端的被加固的管段，本质是将全程紧贴加固的方式转化为两端抱紧、中间架空的加固方式。
采用本实用新型除了上半圆弧形片4和下半圆弧形片6处的被加固的管段被遮挡，其余大部分被加固的管段未被遮挡，可以由顶板1和底板2与被加固的管段之间的间隙处对管道进行外观检查，及时发现管道问题并相应处理，减少绝大部分管道损坏但漏检（无法检查被遮挡部位）的情况，对于长期运营的管道意义重大，为管道长期正常运营提供支持。
本实用新型安装时由半圆弧形片的上方和下方扣合在被加固管道7上，相比周向完整的套筒由被加固管道7的一端套在被加固管道7并推送至被加固部位，显然不容易磨损管道，方便安装和拆卸。
上半圆弧形片4和下半圆弧形片6不采用上半圆钢筋和下半圆钢筋的形式，是为了减小与被加固管道7之间的压强，避免压强过大使被加固管道7或加固结构受损。
顶板1的截面呈弧形且弧顶向上；底板2的截面呈弧形且弧顶向下。顶板1和底板2的截面均呈弧形且弧顶朝向管道的径向外部，相比平板具有更好的抗压性能（与拱桥比水平桥更抗压是同一原理）。
将上半圆弧形片4和下半圆弧形片6统一称为半圆弧形片；顶板1和底板2同一侧的半圆弧形片上设有两个以上插接孔11，顶板1和底板2另一侧的半圆弧形片上轴向延伸设有插接杆12，插接杆12与插接孔11相适配并一一对应。
通过插接孔11和插接杆12，可以将多个本实用新型沿被加固管道7的轴向方向插接组合起来。如果相邻两个本实用新型没有插接杆12和插接孔11插接配合在一起，则在被加固管道7上相邻两个本实用新型之间的接缝部位，在下方为采空区时将成为应力集中、扭矩集中的部位而更容易损坏。相邻两个本实用新型通过插接杆12和插接孔11插接配合在一起，通过插接杆12和插接孔11可以共同分担扭矩，避免了接缝部位应力集中、扭矩集中的现象，可以方便地通过组合多个本实用新型有效延长加固长度，而不必担心接缝处的管道容易损坏的问题。
所述插接孔11的轴向外端部设有外大内小的喇叭口13，喇叭口13的外端直径大于插接杆12且其内端直径与插接杆12相适配。
喇叭口13用于装配导向，将两个本实用新型沿被加固管道7组合在一起时，无须精确对准，只需要大致对准即可将一个本实用新型的插接杆12插入另一个本实用新型的插接孔11，方便装配，降低装配难度。
工作原理：
被加固管道7的环焊缝处是其结构薄弱处，因而在地埋管道（被加固管道7）的各环焊缝处均安装一套本实用新型。在采空区对应的被加固管道7上，与采空区的长度相匹配安装多套本实用新型，使多套本实用新型通过插接杆12和插接孔11相互插接后形成的整体防护结构横跨采空区，对采空区上方的被加固管道7起到防护作用。
工作人员在被加固管道7环焊缝两侧使上半圆弧形片4和下半圆弧形片6上下对接在一起，拧紧螺栓10，在被加固管道7的环焊缝两侧分别形成一个抱紧被加固管道7的套筒结构。将顶板1通过上端板3与上半圆弧形片4相焊接，将底板2通过下端板5与下半圆弧形片6相焊接，这样使得被加固管道7环焊缝两侧的套筒结构形成一个整体受力结构，随被加固管段埋入土体后共同分担两个套筒结构之间的被加固管道7所受到的扭曲力（扭矩）。
当采空区土体发生移动变形时，被加固管道7下方土体塌陷，被加固管道7悬空后上覆土体对管道有向下的力形成扭曲力（扭矩），本实用新型的作用就是分担被加固管道7受到的扭矩以及轴向力，整体结构稳定，抗弯性能好，提高被加固管道7的抗变形能力。
当采空区发生延长后，可以在采空区延长方向上的被加固管道7上加装本实用新型，继续确保整体防护结构横跨采空区，对被加固管道7起到防护作用。由于不再需要针对不同采空区长度制作不同长度的加固结构，而是可以制作统一长度的加固结构，通过相互插接拼装来延长加固长度，因而采用本实用新型更容易制作加固结构，降低制造成本。
总之，本实用新型能够加固管道，通过两端抱紧、中间架空的结构方便检查管道外观，通过插接孔11和插接杆12方便轴向延长整体加固结构，整体结构便于安装以及轴向拼接，同时兼顾了管道加固、降低对外观检查的影响、应对采空区延长等技术目标，有利于被加固管道7长期稳定运行，具有良好的推广应用价值。
以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种下伏采空区地埋管道用抗弯加固装置，包括顶板和底板，以被加固的管道的轴线方向为轴向，其特征在于：顶板轴向两端向下连接有上端板，上端板向下连接有上半圆弧形片；底板轴向两端向上连接有下端板，下端板向上连接有下半圆弧形片；
上半圆弧形片和下半圆弧形片的内径均与被加固的管道外径相适配；
上半圆弧形片由上向下扣合在被加固管道上，下半圆弧形片由下向上扣合在被加固管道上；
上半圆弧形片的两端径向延伸设有上对接板，下半圆弧形片的两端径向延伸设有下对接板，上对接板和下对接板通过螺栓固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种下伏采空区地埋管道用抗弯加固装置，其特征在于：顶板的截面呈弧形且弧顶向上；底板的截面呈弧形且弧顶向下。
3.根据权利要求1或2所述的一种下伏采空区地埋管道用抗弯加固装置，其特征在于：将上半圆弧形片和下半圆弧形片统一称为半圆弧形片；
顶板和底板同一侧的半圆弧形片上设有两个以上插接孔，顶板和底板另一侧的半圆弧形片上轴向延伸设有插接杆，插接杆与插接孔相适配并一一对应。
4.根据权利要求3所述的一种下伏采空区地埋管道用抗弯加固装置，其特征在于：所述插接孔的轴向外端部设有外大内小的喇叭口，喇叭口的外端直径大于插接杆且其内端直径与插接杆相适配。
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