[实用新型]一种U型棚支护用可缩支柱

说明书

技术领域

本实用新型属于煤矿巷道支护技术领域，具体涉及一种U型棚支护用可缩支柱。

背景技术

为了改善我国煤矿巷道维护状况，除了发展锚杆支护外，在一些三软煤层，特别是顶板破碎巷道，锚杆不容易进行锚固，使用金属支架是我国煤矿巷道支护改革的另一个重要发展方向。目前这类支架的比重占全国国有煤矿巷道的近四分之一。

近年来在深井巷道的支护经验主要有如下几点：①在巷道设计与布置上，首先要求巷道有足够的掘进断面，允许巷道围岩收敛；其次尽量避开压力高峰区，最好布置在卸压带内，使巷道围岩压力最小；②多采用封闭式、多层次支护系统，由不可压缩充填材料－让压层－承载层构成“三明治”型整体支架；③充分利用注浆加固法和锚－喷－支－网的联合支护方式，最大限度地提高巷道围岩的自支撑能力；④采准巷道全部采用拱形可缩性金属支架支护；特别注重支护架设质量，同时还考虑提高型钢质量，加大型钢重量，增大支护密度。今后，由于相当一批巷道围岩比较松软，受到采动影响，特别是随着采煤机械化的发展，矿井开采深度增加，巷道断面积加大，巷道围岩变形剧烈，巷道金属支架的使用比重还会逐年增加。

金属支架中的U型钢支架支护与巷道其他支护方式相比，有其独特的优越性：①支护强度大，对于合理的支架形式，其整体具有较高的承载能力；②适应性广，能满足不同的地质条件和矿压的要求，当围岩的压力达到一定值时，支架就产生缩动，使围岩作用于支架上的压力下降，避免荷载过高而失稳破坏；③安装方便、快捷，有利于机械化施工；④使用次数多，虽然一次性投资高，但综合成本低；⑤安全可靠，金属支架的破坏形式一般为曲屈变形而失稳，不会突然断裂破坏而使巷道围岩突然失稳而冒落，出现突发性冒顶事故。

鉴于U型钢具有良好的断面形状和几何参数，采用它加工的U型钢可缩性支架能很好地适应围岩大变形、大地压特点，在巷道支护中具有一些其它支架所无法比拟的优点。U型钢可缩性支架最大优点是当围岩作用于支架上的压力达到一定值时，U型钢支架可实现断面收缩，适应围岩的变形，缓解围岩的压力，从而避免了围岩的压力大于支架的承载力而导致支架的破坏。U型钢支架的这一让压支护特性，能起到自身保护，免于变形破坏的作用。因此，U型钢支架广泛用于支护大断面、大变形量的不稳定巷道。国外的工程实践证明，U型钢可缩性支架是目前较好的采准巷道支护形式，欧洲国家也在大量采用。

但是，随着矿井的逐渐延伸，在高应力软岩巷道中，U钢金属支架的使用受到了挑战，巷道内常见U钢遭受屈服变形，巷道断面发生大量减小，严重影响了矿井的正常生产，职工的生命受到了威胁。由于U钢的架设依然借助工人手工架设，靠增加U钢的截面积增加U钢抵抗能力的方法，受工人的体力限制变得不可能。如何提高U钢的支撑能力成为迫切需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种U型棚支护用可缩支柱。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型的U型棚支护用可缩支柱，包括通过卡缆连接的上柱和下柱，在上柱的顶端设有托盘。

所述的上柱和下柱分别优选为U型钢。

所述的卡缆包括上卡槽夹板和下卡槽夹板，上卡槽夹板和下卡槽夹板之间通过螺栓紧固，在上卡槽夹板和下卡槽夹板背部设有加强筋。

本实用新型的可缩点柱应用于U型棚支护，当巷道来压，二节支柱依靠摩擦阻力可以承受压力并缓慢下沉，支柱的伸缩性使支柱对传导的压力产生柔性阻力，保护了支柱在巨大压强下的刚性损伤，同时减小、减缓了U型棚棚梁变形量，维持巷道形状。并不能改变U型棚支架所受的压力值的大小，但是能够通过自身调节，增强支架整体承受载荷的能力，使得支架的受力更加均匀，不容易在支架上形成破坏弱面，造成支架在局部区域发生破坏，而最终引起支架整体失效。

附图说明

图1是本实用新型的可缩支柱应用于U型棚支护时的示意图。

图2是本实用新型中卡缆的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的U型棚支护用可缩支柱，包括通过卡缆4连接的上柱2和下柱3，在上柱2的顶端设有用于和U型钢5连接的托盘1。所述的上柱和下柱分别为U型钢。

所述的卡缆4包括上卡槽夹板4-1和下卡槽夹板4-2，上卡槽夹板和下卡槽夹板之间通过螺栓紧固，在上卡槽夹板和下卡槽夹板背部设有加强筋4-3。

本实施例中，下柱为一节长2米U型钢，上柱节长1.0米，用两个U型卡缆固定，搭接长度0.4米，两个卡缆间距0.2米，支柱设计高度2.6米，上柱顶端焊接一节槽钢与顶梁充分接触，U型两节支柱一次投入可以重复使用。施工打设可缩支柱时，打设支柱与顶托梁应充分接触，并用木楔背牢，且支柱必须有200mm的硬柱窝，支柱必须固定牢靠，严防松动；架设支柱时，不少于3人协同作业，一人扶好下面一节柱子，一人托好上面一节，另一人上U型卡缆固定好支柱，卡缆螺帽扭矩达到200N.m~250N.m为止。