[發明專利]預應力施加裝置及支護結構

在審

• 申請號: 202010212523.8
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111236991A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 唐彬;唐永志;程樺;曹承平;姚直書;李琰慶;榮傳新;王傳兵;余巖
• 申請（專利權）人: 淮南礦業（集團）有限責任公司
• 主分類號: E21D11/40
• 分類號: E21D11/40;E21D11/18
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 杜丹丹

本發明公開預應力施加裝置，包括第一基座、第二基座、傳動螺桿、驅動塊、驅動件，第一基座與第二基座分別固定在相鄰的結構件上，傳動螺桿的兩端分別插入第一基座、第二基座中，驅動塊與傳動螺桿螺紋連接，驅動塊處于第一基座與第二基座之間；還公開使用該預應力施加裝置的支護結構。本發明的有益效果：通過預應力施加裝置使得支護結構膨脹緊貼巖面，可使支護強度較高的棚架支護結構在支護初期就能接觸巖面，發揮支護作用，使支護時機大大提前，將圍巖變形、損傷遏制在初始發展階段，實現了棚架支護結構的主動支護。

技術領域

本發明涉及一種支護結構，尤其涉及的是一種預應力施加裝置及支護結構。

背景技術

隧道、煤礦巷道施工中，地層壓力大、圍巖條件差時，多采用鋼棚架、鋼拱架、管片等進行支護。上述支護結構相比錨桿、噴射混凝土，支護強度高。但支護初期無法與圍巖緊密貼合，只有當圍巖發生損傷變形，接觸了支護結構后，支護結構才能發揮作用。

申請號：201910443974.X，公開了隧道聯絡通道開挖時用的預應力支撐裝置及支撐方法，包括一個與隧道斷面相適宜的多邊形框架，多邊形框架的邊框左右對稱布置，邊框與邊框之間采用銷軸鉸接；兩個受力邊框的交角頂部安裝有向外伸出的千斤頂；千斤頂的連接結構是，千斤頂底座上設有鉸耳，通過鉸耳與兩個受力邊框共同鉸接在一起。提供了隧道聯絡通道開挖時用的預應力支撐裝置，聯絡通道洞口開挖前和開挖中，據隧道變形應力狀況用千斤頂給各支撐點施加預應力，防止了隧道變形，但是鋼棚架、鋼棚架、鋼拱架、管片一般通過螺栓連接，只能按設計安裝尺寸安裝，而巷道、隧道需要擴挖，通常巷(隧)道斷面尺寸大于支護結構，因此在支護結構安裝初期，支護結構無法緊貼巖面，只有圍巖變形觸碰支護結構時，支護結構才能發揮作用。使支護結構錯失及時支護的最佳時機，而圍巖變形和損傷不可逆轉，從而弱化了支護效果，影響巷(隧)道圍巖穩定性和安全性。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于：如何解決現有技術中支護結構與巖面沒有緊貼，使得圍巖變形時錯失及時支護的最佳時機，導致支護效果不佳的問題。

本發明通過以下技術手段實現解決上述技術問題的：

預應力施加裝置，安裝在支護結構上相鄰結構件之間，包括第一基座、第二基座、傳動螺桿、用于驅動第一基座與第二基座相對遠離或靠近的驅動塊、用于驅動驅動塊沿傳動螺桿軸向移動的驅動件，第一基座與第二基座分別固定在相鄰的結構件上，傳動螺桿的兩端分別插入第一基座、第二基座中，驅動塊與傳動螺桿螺紋連接，驅動塊處于第一基座與第二基座之間。

本發明通過第一基座、第二基座、傳動螺桿三者連接相鄰的結構件，驅動塊與傳動螺桿螺紋連接，驅動件驅動驅動塊沿傳動螺桿軸向移動，當驅動塊與第一基座或第二基座接觸后，驅動塊繼續移動推動第一基座或第二基座遠離對方，對支護結構施加預應力，使得相鄰結構件相互遠離，使支護結構膨脹緊貼巖面，可使支護強度較高的棚架支護結構在支護初期就能接觸巖面，發揮支護作用，使支護時機大大提前，將圍巖變形、損傷遏制在初始發展階段，實現了棚架支護結構的主動支護。

優選的，所述驅動件包括驅動桿，驅動桿一端為蝸桿機構，驅動塊外部為渦輪結構，蝸桿機構與渦輪結構嚙合。通過渦輪蝸桿機構傳動，結構緊湊，具有自鎖性，穩定性高。

優選的，所述驅動件還包括第三基座，第三基座與第一基座或第二基座連接，驅動桿的另一端外周具有螺紋，第三基座具有螺紋孔，驅動桿的另一端與第三基座螺紋連接。第三基座一方面作為驅動件的支撐件，又與第一基座或第二基座相連，可以實現第三基座與移動的基座同步移動，保證蝸桿機構與渦輪機構始終嚙合，保證傳輸的穩定性。