[实用新型]一种三维可缩的巷道金属组合支架

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种三维可缩的巷道金属组合支架，尤其适用于煤炭矿山急斜煤层开采时石门巷道的稳定维护，实现急斜煤层的无煤柱开采。

背景技术

我国急斜煤层的储量丰富、分布较广，并已形成了一定的开采规模。目前，全国急斜煤层开采矿井数约占六分之一。急斜煤层开采时采区巷道的布置通常采用联合布置，穿越煤层的石门巷道可服务于多个煤层的开采，为了确保煤层回采后的石门巷道长期稳定，目前我国石门巷道的维护主要采取预留煤柱的方法，当急斜煤层的厚度及倾角较大时，预留煤柱会造成煤炭资源的大量损失，特别是对于资源枯竭的矿井，煤炭开采的经济效益较差，因此必须寻求一种新的石门巷道稳定维护技术。

急斜煤层无煤柱开采方法是对开采范围内的煤层进行全部回采，工作面由上向下推进，煤层顶板实施全部冒落法，以控制回采工作面的压力。在回采过程中，石门巷道不仅要受到开采动压的剧烈影响，而且巷道还是裸露悬空在采空区上方，经受上覆冒落岩层的冲击影响。这使得石门巷道要经历极其复杂的受力过程，特别是在巷道的轴线方向要受到强烈的拉伸和挤压。因此，急斜煤层无煤柱开采时石门巷道的稳定，一方面要保证其支护系统具有一定的柔性，实现径向和轴向可缩，达到控制巷道变形的目的；另一方面支护系统应具有足够的强度，方能保证石门巷道的长期稳定。

发明内容

本实用新型目的是克服已有技术中的不足之处，提供一个结构简单，稳定性强，安全、承载强度高的三维可缩的巷道金属组合支架

为实现上述目的，本实用新型的巷道金属组合支架，支架由8块型钢构件围成一个封闭的筒形支架结构，8块型钢构件的连接处设有环向和径向可缩的弹簧螺栓，所述的型钢构件由多块横截面为帽形结构型钢搭接而成。

所述的帽形结构型钢由8～10mm厚度的钢板轧制而成；所述的帽形结构型钢的搭接处用螺栓固定连接或为焊接。

有益效果：由于采用“帽”形钢板来制作支架构件，且支架构件最终连接为整体结构，并与周围围岩连为一体。当巷道围岩压力较大时，支架结构可承受沿径向的地压作用，在适当的时候进行环向压缩，并转变为径向收缩，释放地压，有效的维护了石门巷道的稳定。当煤层开采引起巷道轴向的拉伸和压缩变形时，由于“帽”形钢板组合成了一个封闭的支架结构，整体是波纹管结构，可随围岩进行拉伸和压缩，起到与围岩协调变形的作用。在急斜煤层开采是，矿山压力变化较大，石门巷道围岩不仅有压缩，也会发生拉伸现象，三维可缩的巷道金属组合支架可最大限度的发挥其优越性，实现与周围岩体的共同协调变形。这对矿井的正常生产和最大限度的回采资源有着十分重要的意义。可最大限度地开采煤炭资源；同时该支护结构也适用于穿过断层破碎带的巷道维护。实现石门巷道支护体系要求的在径向和轴向可缩，同时又具有足够的强度，承受由于回采动压对支护的剧烈影响，而且巷道还是裸露悬空在采空区上方，能经受上覆冒落岩层的冲击影响。其结构简单，施工方便。

附图说明

图1是本实用新型三维可缩的巷道金属组合支架结构示意图。

图2是图1的A-A截面结构示意图。

图3是图2的B向视结构示意图。

图中：1-型钢构件；2-弹簧螺栓；3-帽形结构型钢；4-螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的描述：

图1所示，三维可缩的巷道金属组合支架由8块型钢构件1围成一个封闭的筒形支架结构，8块型钢构件1的连接处开有条形槽，条形槽内设有环向和径向可缩的弹簧螺栓2，图3所示。型钢构件1由多块横截面为帽形结构型钢3搭接而成，其横截面呈波纹钢管状，具有可伸缩的特点，图2所示。帽形结构型钢3由8～10mm厚度的钢板轧制而成；帽形结构型钢3的搭接处用螺栓4固定连接或焊接在一起。根据工程施工需要，将构件运输到指定地点进行安装；安装步骤是由中部向两侧进行，先环后纵，最后安装加固槽钢；将整个支护结构用锚索或锚杆与围岩锚固为一体。在长度方向采用弹簧螺栓2进行连接，形成一个封闭的支架结构。对于弹簧螺栓连接需要预留长槽孔，使得相邻构件之间在外荷载作用下可以发生滑动。而封闭支架结构相互之间可采用螺栓连接，条件许可时可采用焊接，这样就可在石门巷道内部形成一个筒形的支护结构。由于轴向的可伸缩，使得其刚度会受到影响，因此可在内部沿轴向在四壁安装4个槽钢来进行加固。槽钢与每个封闭支架结构之间采用U形螺栓连接，以便围岩产生轴向变形时，支护结构可协调变形。该支护结构沿轴向在外荷载作用下可产生伸缩变形，而在环向由于采用弹簧螺栓连接，可实现环向的压缩变形，也即可实现径向的压缩变形，达到三维可缩的作用。