CN103821542B - 一种具有波折纹型面的防冲支架 - Google Patents

Abstract

一种具有波折纹型面的防冲支架，属于煤矿巷道支护技术领域。本发明与现有技术的U型钢支架相比，在支架的弧形梁中段增加了波折纹型面结构，由于有了波折纹型面结构，在面对冲击地压时，能够实现支架整体或局部快速收缩，支架的收缩又实现了围岩的让位，进而实现整体支架的让位吸能；本发明摒弃了传统的通过卡缆连接相邻两弧形梁的方式，采用了W型弹条扣件作为约束件并实现定力控制，当遇到冲击地压时，梁间连接构件能够随着相邻两弧形梁彼此错动并进行跟随移动，而避免了相邻两弧形梁连接处的连接失效，同时有利于支架整体的收缩，保证了连接稳定性。

Description

一种具有波折纹型面的防冲支架

技术领域

本发明属于煤矿巷道支护技术领域，特别是涉及一种应用于煤岩巷道的具有波折纹型面的防冲支架。

背景技术

我国能源结构中仍然以煤炭消耗为主，且我国煤炭资源绝大部分都埋藏在千米以下的深部，因此煤炭开采向深部进发是必然趋势。不过同时深部开采随之带来的是严重矿下灾害。冲击地压作为煤矿中的重大动力灾害之一，近些年已造成大量的财产损失与人员伤亡事故。冲击地压发生时，破坏的围岩对支护体产生剧烈的冲击作用，使支护体上的荷载瞬间激增，超过静压的几倍、十几倍甚至更大，常导致支护体突发局部损伤、变形或整体的垮塌破坏，对矿下作业人员及生产设备的安全造成了严重威胁。

目前，应用最为广泛的巷道支护当属U型钢支架，该种支架大多由三节、四节或六节弧形梁相互搭接而成，并组成拱形支架或者环形支护圈，且在相邻两弧形梁之间通过卡缆简单箍住，但是这种传统结构的U型钢支架还存在着明显的缺陷，其中采用平滑型面的弧形梁韧性普遍很差，导致弧形梁的让位吸能性很差，且支架不具备快速让位吸能功能，一旦发生冲击地压，弧形梁的局部很容易发生折断或卡缆连接处崩开，最终导致支架的整体垮塌及支护失效，造成安全事故。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种让位吸能性好、面对冲击地压时能够实现支架整体或局部快速收缩为围岩让位及相邻两弧形梁连接稳定性高的具有波折纹型面的防冲支架。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种具有波折纹型面的防冲支架，包括若干弧形梁和梁间连接构件，所述若干弧形梁首尾相搭构成封闭环形，且每相邻两个弧形梁之间均通过梁间连接构件相连接；

所述弧形梁采用U型断面结构，弧形梁中段设置为波折纹型面结构，弧形梁两端部设置为平滑型面结构；

所述梁间连接构件包括顶盖、底座及W型弹条扣件，每相邻两个弧形梁之间的梁间连接构件数量为两个，第一个梁间连接构件的顶盖与外搭侧的弧形梁端头通过固接螺栓相连接，底座与内搭侧的弧形梁相接触；第二个梁间连接构件的顶盖与外搭侧的弧形梁相接触，底座与内搭侧的弧形梁端头通过固接螺栓相连接；

所述W型弹条扣件的顶端与底座相对应，W型弹条扣件的尾端与顶盖相对应，W型弹条扣件通过锁紧螺栓固定在顶盖上。

在所述底座上设置有两处斜面，两处斜面对称设置，在两处斜面末端均设置有限位孔；所述W型弹条扣件的两条支臂端部设置为弯钩结构，所述限位孔与W型弹条扣件支臂端部的弯钩结构相对应。

本发明的有益效果：

本发明与现有技术的U型钢支架相比，在支架的弧形梁中段增加了波折纹型面结构，由于有了波折纹型面结构，在面对冲击地压时，能够实现支架整体或局部快速收缩，支架的收缩又实现了围岩的让位，进而实现整体支架的让位吸能；本发明摒弃了传统的通过卡缆连接相邻两弧形梁的方式，采用了W型弹条扣件作为约束件并实现定力控制，当遇到冲击地压时，梁间连接构件能够随着相邻两弧形梁彼此错动并进行跟随移动，而避免了相邻两弧形梁连接处的连接失效，同时有利于支架整体的收缩，保证了连接稳定性。

附图说明

图1为本发明的一种具有波折纹型面的防冲支架结构示意图；

图2为图1中A-A剖视图；

图3为图1中B-B剖视图；

图4为图1中I部放大图；

图5为图3中C-C剖视图；

图6为图3中D-D剖视图；

图7为图3中E-E剖视图；

图8为实施中底座结构示意图；

图中，1—弧形梁，2—梁间连接构件，3—顶盖，4—底座，5—W型弹条扣件，6—锁紧螺栓，7—斜面，8—限位孔，9—固接螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1、2、3、4、5、6、7所示，一种具有波折纹型面的防冲支架，包括若干弧形梁1和梁间连接构件2，所述若干弧形梁1首尾相搭构成封闭环形，且每相邻两个弧形梁1之间均通过梁间连接构件2相连接；

所述弧形梁1采用U型断面结构，弧形梁1中段设置为波折纹型面结构，弧形梁1两端部设置为平滑型面结构；

所述梁间连接构件2包括顶盖3、底座4及W型弹条扣件5，每相邻两个弧形梁1之间的梁间连接构件2数量为两个，第一个梁间连接构件2的顶盖3与外搭侧的弧形梁1端头通过四个固接螺栓9相连接，底座4与内搭侧的弧形梁1相接触；第二个梁间连接构件2的顶盖3与外搭侧的弧形梁1相接触，底座4与内搭侧的弧形梁1端头通过四个固接螺栓9相连接；

所述W型弹条扣件5的顶端与底座4相对应，W型弹条扣件5的尾端与顶盖3相对应，W型弹条扣件5通过锁紧螺栓6固定在顶盖3上。

如图8所示，在所述底座4上设置有两处斜面7，两处斜面7对称设置，在两处斜面7末端均设置有限位孔8；所述W型弹条扣件5的两条支臂端部设置为弯钩结构，所述限位孔8与W型弹条扣件5支臂端部的弯钩结构相对应。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

本实施例中的防冲支架，由六节弧形梁1及十二套梁间连接构件2组成，其中弧形梁1是由韧性较大且强度高的低碳钢板锻压而成，并经过热处理去除了残余应力。

首先选取两节弧形梁1，将两者端部进行搭接，先选取一套梁间连接构件2，将顶盖3放置在外搭侧的弧形梁1上，然后通过四个固接螺栓9将顶盖3固定；再将底座4紧贴在内搭侧的弧形梁1上，将W型弹条扣件5的支臂端部弯钩结构沿着斜面7推入至底座4的限位孔8内，将锁紧螺栓6安装到顶盖3上，旋紧锁紧螺栓6直到W型弹条扣件5分别将顶盖3及底座4压紧在两弧形梁表面，为了增加锁紧螺栓6与W型弹条扣件5之间的接触面积，并保证压紧力，在W型弹条扣件5与锁紧螺栓6之间加装垫片，此时第一套梁间连接构件2安装完成；

安装第二套梁间连接构件2，先将底座4通过四个固接螺栓9固定在内搭侧的弧形梁1上，将W型弹条扣件5的支臂端部弯钩结构沿着斜面7推入至底座4的限位孔8内；再将顶盖3放置在外搭侧的弧形梁1上，将锁紧螺栓6安装到顶盖3上，旋紧锁紧螺栓6直到W型弹条扣件5将顶盖3及底座4分别压紧在两弧形梁表面，为了增加锁紧螺栓6与W型弹条扣件5之间的接触面积，并保证压紧力，在W型弹条扣件5与锁紧螺栓6之间加装垫片，此时第二套梁间连接构件2安装完成；

同理，参照前两节弧形梁1的安装步骤，将剩余的四节弧形梁1及十套梁间连接构件2依次安装连接在一起构成环形支护圈，此时全部防冲支架的安装完成。

当冲击地压发生时，弧形梁在波折纹型面结构作用下，能够引导自身进行环向及径向变形，实现环形支护圈在整体或局部的快速收缩，防止支架因为局部的损伤引发整体失稳，进而抑制围岩的破坏变形趋势；在梁间连接构件的作用下，通过W型弹条扣件的约束，能够实现定力控制，通过固接螺栓将一套梁间连接构件与外搭侧弧形梁相固连，将另一套梁间连接构件与内搭侧弧形梁相固连，可以实现在相邻两弧形梁彼此错动过程中，两套梁间连接构件可以分别随着各自固连的弧形梁移动，从而避免了相邻两弧形梁连接处的连接失效，保证了连接稳定性。

Claims (1)

1.一种具有波折纹型面的防冲支架，其特征在于：包括若干弧形梁和梁间连接构件，所述若干弧形梁首尾相搭构成封闭环形，且每相邻两个弧形梁之间均通过梁间连接构件相连接；

所述弧形梁采用U型断面结构，弧形梁中段设置为波折纹型面结构，弧形梁两端部设置为平滑型面结构；

所述梁间连接构件包括顶盖、底座及W型弹条扣件，每相邻两个弧形梁之间的梁间连接构件数量为两个，第一个梁间连接构件的顶盖与外搭侧的弧形梁端头通过固接螺栓相连接，底座与内搭侧的弧形梁相接触；第二个梁间连接构件的顶盖与外搭侧的弧形梁相接触，底座与内搭侧的弧形梁端头通过固接螺栓相连接；

所述W型弹条扣件的顶端与底座相对应，W型弹条扣件的尾端与顶盖相对应，W型弹条扣件通过锁紧螺栓固定在顶盖上；

在所述底座上设置有两处斜面，两处斜面对称设置，在两处斜面末端均设置有限位孔；所述W型弹条扣件的两条支臂端部设置为弯钩结构，所述限位孔与W型弹条扣件支臂端部的弯钩结构相对应。