[發(fā)明專利]矩形截面外包鋼混凝土支架

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310414788.6
• 申請(qǐng)日: 2013-09-13
• 公開（公告）號(hào): CN103470278A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔德森;趙志民;王曉敏;賈騰;王安水;王士權(quán)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號(hào): E21D15/02
• 分類號(hào): E21D15/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦巷道支護(hù)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤礦巷道支護(hù)支架，尤其涉及矩形截面外包鋼混凝土支架。

背景技術(shù)

我國(guó)煤炭資源豐富，產(chǎn)量大。由于煤層埋藏條件差別較大以及礦井巷道用途和生產(chǎn)技術(shù)條件不同，使得我國(guó)煤礦巷道支護(hù)工作復(fù)雜，支護(hù)形式多樣。隨著我國(guó)煤炭工業(yè)的發(fā)展及機(jī)械化水平的提高，礦井巷道向大斷面發(fā)展，這使得巷道支護(hù)面臨更大的挑戰(zhàn)。對(duì)于圍巖軟弱、破碎的巷道，金屬支架能很好的支撐軟弱、破碎的巖（煤）體，使巷道的形狀及尺寸滿足要求。

金屬支架一般是用礦用工字鋼或U型鋼制成的，這類支架的鋼材耗量大、成本高、重量大、十分笨重，不便于運(yùn)輸和安裝，而且不能很好的滿足抗拉、抗壓、抗剪、防銹、防腐的能力要求，因此，需要發(fā)明一種新的金屬支架，以有效控制軟弱、破碎巷道圍巖的穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種矩形截面外包鋼混凝土支架，該支架不但可以有效的解決煤礦軟弱、破碎巷道圍巖的穩(wěn)定性控制難題，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便、耗鋼量少、支護(hù)成本低、受力性能明確、技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：矩形截面外包鋼混凝土支架，它一般為梯形或矩形，主要由頂部棚梁、兩幫鋼腿和接榫結(jié)構(gòu)組成；所述的頂部棚梁和兩幫鋼腿的截面均為矩形，由外部空心矩形鋼管和內(nèi)部實(shí)心混凝土組合而成，且頂部棚梁和兩幫鋼腿通過接榫結(jié)構(gòu)連接成整體支架。

本發(fā)明的施工使用方法是：巷道掘進(jìn)成形后，首先將頂部棚梁提升至巷道頂板位置，然后將兩側(cè)幫的鋼腿立起，并與巷道兩幫密貼，接著用接榫結(jié)構(gòu)將頂部棚梁和兩幫鋼腿連接起來，使其成為一個(gè)整體支架，最后通過安裝背板和木楔將支架固定牢固。

本發(fā)明的工作原理是：矩形截面外包鋼混凝土支架是一種由鋼材和混凝土組合而成的結(jié)構(gòu)體系，鋼材的主要性能是抗拉，而混凝土的主要性能是承壓。在復(fù)雜而強(qiáng)大的礦山壓力作用下，矩形截面外包鋼混凝土支架可以按照各種構(gòu)件所處受力的位置和特點(diǎn)，最大限度的發(fā)揮出鋼和混凝土各自材料的特性，不但滿足了結(jié)構(gòu)功能的要求，保證了軟弱、破碎巷道圍巖的穩(wěn)定，而且還能取得很好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

本發(fā)明的有益效果是：矩形截面外包鋼混凝土支架剛度大、受力性能明確、安全度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耗鋼量少、支護(hù)成本低、施工簡(jiǎn)便、工期短、工程實(shí)用性強(qiáng)，且能夠有效控制軟弱、破碎巷道圍巖的穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明矩形截面外包鋼混凝土支架示意圖。

圖2為本發(fā)明矩形截面外包鋼混凝土支架截面圖。

圖3為本發(fā)明矩形截面外包鋼混凝土支架使用狀態(tài)示意圖。

圖例說明：1-頂部棚梁；2-兩幫鋼腿；3-接榫結(jié)構(gòu)；4-外部空心矩形鋼管；5-內(nèi)部實(shí)心混凝土；6-巷道頂板；7-巷道兩幫；8-背板和木楔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明矩形截面外包鋼混凝土支架，一般為梯形或矩形，主要由頂部棚梁1、兩幫鋼腿2和接榫結(jié)構(gòu)3組成；所述的頂部棚梁1和兩幫鋼腿2的截面均為矩形，由外部空心矩形鋼管4和內(nèi)部實(shí)心混凝土5組合而成，且頂部棚梁1和兩幫鋼腿2通過接榫結(jié)構(gòu)3連接成整體支架。

如圖3所示，使用時(shí)，巷道掘進(jìn)成形后，首先將頂部棚梁1提升至巷道頂板6的位置，然后將兩側(cè)幫的鋼腿2立起，并與巷道兩幫7密貼，接著用接榫結(jié)構(gòu)3將頂部棚梁1和兩幫鋼腿2連接起來，使其成為一個(gè)整體支架，最后通過安裝背板和木楔8將支架固定牢固。