[發(fā)明專利]一種拱形巷道主動與被動支護耦合整體協(xié)調(diào)承載結構及方法

有效

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• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113374497B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設計）人: 馬其華;遲利輝;馬尉翔;牛世偉;白光超
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/14;E21D11/18;E21D21/00;E21D17/00;E21D17/01;F16F15/02
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權代理有限公司 37219
• 代理人: 孫倩文;段毅凡

1.一種拱形巷道主動與被動支護耦合整體協(xié)調(diào)承載結構，其特征在于，包括平行分布的多架礦工鋼棚，每架礦工鋼棚包括半圓形的頂梁和位于頂梁底部的柱腿，所述頂梁和柱腿均采用礦工鋼，所述頂梁上均勻設置有五個孔眼，中央的三個孔眼為錨索孔，用于與錨索配合將礦工鋼棚與巷道連接，其余兩個孔眼為錨桿孔，用于與錨桿配合將礦工鋼棚與巷道連接；每個柱腿中部腹板上開設有一錨桿孔，用于與錨桿配合將柱腿與巷道連接；

所述頂梁與柱腿之間設置有防沖擊連接構件，實現(xiàn)緩沖讓壓；

巷道底板上靠近兩幫鋪設有兩排平行的棚間槽鋼A，每架礦工鋼棚的柱腿底部插入該棚間槽鋼A內(nèi)；

相鄰兩架礦工鋼棚之間通過縱向連接裝置連接為一個整體；

所述防沖擊連接構件包括缸體、上部連桿活塞和下部連桿活塞，所述上部連桿活塞的一端活動地穿設在所述缸體的上部，且與缸體的上部內(nèi)壁之間形成空腔A，所述上部連桿活塞的另一端與頂梁底部相連接；

所述下部連桿活塞的一端活動地穿設在所述缸體的下部，且與缸體的下部內(nèi)壁之間形成空腔C，所述下部連桿活塞的另一端與柱腿頂部相連接；

其中，位于缸體內(nèi)的上部連桿活塞的外側、下部連桿活塞的外部、缸體的內(nèi)壁之間形成空腔B，所述空腔A、空腔B和空腔C內(nèi)均填充有緩沖材料；

所述緩沖材料為阻燃高抗沖聚苯乙烯粒，所述上部連桿活塞和下部連桿活塞均為剛體，所述上部連桿活塞上在空腔A和空腔B之間均勻對稱設置多個通孔A，所述下部連桿活塞上在空腔B和空腔C之間均勻對稱設置多個通孔B，通孔A和通孔B數(shù)量相同且相同位置處的通孔A和通孔B位于同一直線上，便于緩沖材料流動。

2.根據(jù)權利要求1所述的拱形巷道主動與被動支護耦合整體協(xié)調(diào)承載結構，其特征在于，所述縱向連接裝置包括幾字型鋼和棚間槽鋼B，所述幾字型鋼的幾字型開口朝上形成限位凹槽，所述頂梁正中央嵌入該限位凹槽內(nèi)，所述限位凹槽中央開設有一圓形孔，與頂梁正中央的錨索孔配合使用；

所述棚間槽鋼B位于相鄰兩架礦工鋼棚之間，棚間槽鋼B兩端部各開設有一圓孔A，幾字型鋼的兩端翼板各開設一圓孔B，圓孔A與圓孔B之間采用插銷連接在一起；

所述限位凹槽的寬度大于頂梁的腹板寬度，幾字型鋼的兩端翼板的寬度小于棚間槽鋼B腹板的寬度。

3.根據(jù)權利要求2所述的拱形巷道主動與被動支護耦合整體協(xié)調(diào)承載結構，其特征在于，所述上部連桿活塞與缸體的上表面之間、以及下部連桿活塞與缸體的下表面之間均設置有緩沖件，所述緩沖件為泡沫鋁，泡沫鋁的上下兩側分別設置有金屬薄板。

4.根據(jù)權利要求3所述的拱形巷道主動與被動支護耦合整體協(xié)調(diào)承載結構，其特征在于，所述上部連桿活塞的頂部，以及下部連桿活塞的底部均設置有工字型凹槽，分別方便頂梁和柱腿的插入，所述上部連桿活塞和下部連桿活塞側方均開有一圓孔，用于定位銷的插入的固定；

所述上部連桿活塞和下部連桿活塞的周面與缸體壁接觸處設置有密封膠圈。

5.根據(jù)權利要求4所述的拱形巷道主動與被動支護耦合整體協(xié)調(diào)承載結構，其特征在于，每兩架礦工鋼棚為一個單元，即每兩架礦工鋼棚之間采用縱向連接裝置連接起來；

所述礦工鋼棚與巷道圍巖之間填充有背襯材料，背襯材料為酚脲烷樹脂自硬砂或聚甲醛。

6.根據(jù)權利要求5所述的拱形巷道主動與被動支護耦合整體協(xié)調(diào)承載結構，其特征在于，巷道底板采用挖槽的方式將棚間槽鋼A固定住；

所述棚間槽鋼A的凹槽朝向巷道頂板方向，棚間槽鋼B的凹槽朝向巷道底板方向；

安裝后礦工鋼棚的腹板平行于巷道壁面。