[发明专利]空心钢管混凝土支架

说明书

技术领域

本发明属于煤矿巷道支护设备技术领域，具体涉及一种煤矿巷道支护支架，尤其涉及空心钢管混凝土支架。

背景技术

随着煤矿开采深度的增加，地质环境不断复杂，巷道围岩越来越多的表现出明显的大变形、高应力、长时间持续蠕变的特性，巷道的岩爆危险性也随之大幅度增加，同时，深部巷道受高温、高围压、高孔隙压力的影响，巷道围岩变形不断加大，巷道支护工作变得十分困难，巷道支护形式也趋于多样化。对于围岩软弱、破碎的巷道，金属支架能很好地支撑软弱破碎的岩（煤）体，使巷道的形状及尺寸满足要求。

金属支架一般是用矿用工字钢或U型钢制成的，这类支架的钢材耗量大、成本高、重量大、十分笨重，不便于运输和安装，而且不能很好的满足抗拉、抗压、抗剪、防锈、防腐的能力要求，因此，需要发明一种新的金属支架，以有效控制软弱、破碎巷道围岩的稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种空心钢管混凝土支架，该支架不但可以有效的控制松软破碎巷道围岩的稳定，而且用料省、施工方便、承载力高、技术经济可行。

本发明所采取的技术方案是：空心钢管混凝土支架，它主要由顶板支架梁、两侧帮支架梁和金属连结装置组成，可以根据巷道形状加工制作成直墙拱形、梯形、矩形等支架形式；所述的顶板支架梁和两侧帮支架梁均为空心钢管混凝土梁；空心钢管混凝土梁的截面可以为圆形、矩形、多边形等几何形状，由外部空心钢管和内部混凝土空心柱组合而成；顶板支架梁和两侧帮支架梁通过金属连接装置连接成整体支架。

本发明的施工使用方法是：巷道掘进成形后，首先将顶板支架梁提升至巷道顶板位置，然后将两侧帮支架梁立起，并与巷道两帮密贴，接着用金属连接装置将顶板支架梁和两侧帮支架梁连接起来，使其成为一个整体支架，最后通过安装背板和木楔将支架固定牢固。

本发明的工作原理是：空心钢管混凝土支架是一种由空心钢管混凝土梁组合而成的结构体系，空心钢管混凝土梁则是采用离心法浇筑管内混凝土并通过蒸汽养护制成的钢管混凝土构件。钢材的主要性能是抗拉，而混凝土的主要性能是承压，在复杂而强大的矿山压力作用下，空心钢管混凝土支架可以最大限度的发挥出钢和混凝土各自材料的特性。同时，空心钢管对空心混凝土柱具有约束作用，避免了混凝土的开裂，混凝土还可以延缓钢管过早的发生局部屈曲，使空心钢管混凝土支架具有很好的抗压承载能力以及良好的塑性和韧性，提高了支架的耐久性和安全度，从而保证了软弱、破碎巷道围岩的稳定。

本发明的有益效果是：空心钢管混凝土支架结构简单、施工简便、用料省、成本低、承载力和安全度高、工程实用性强，且能够适应巷道围岩复杂的应力发展，有效控制软弱破碎巷道围岩的稳定。

附图说明

图1为本发明空心钢管混凝土支架结构示意图。

图2为本发明空心钢管混凝土支架梁截面图。

图3为本发明空心钢管混凝土支架使用状态示意图。

图例说明：1-顶板支架梁；2-两侧帮支架梁；3-金属连结装置；4-外部空心钢管；5-内部混凝土空心柱；6-巷道顶板；7-巷道两帮；8-背板和木楔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1和图2所示，本发明空心钢管混凝土支架，主要由顶板支架梁1、两侧帮支架梁2和金属连结装置3组成，可以根据巷道形状加工制作成直墙拱形、梯形、矩形等支架形式；所述的顶板支架梁1和两侧帮支架梁2均为空心钢管混凝土梁；空心钢管混凝土梁的截面可以为圆形、矩形、多边形等几何形状，由外部空心钢管4和内部混凝土空心柱5组合而成；顶板支架梁1和两侧帮支架梁2通过金属连接装置3连接成整体支架。

如图3所示，使用时，巷道掘进成形后，首先将顶板支架梁1提升至巷道顶板6的位置，然后将两侧帮支架梁2立起，并与巷道两帮7密贴，接着用金属连接装置3将顶板支架梁1和两侧帮支架梁2连接起来，使其成为一个整体支架，最后通过安装背板和木楔8将支架固定牢固。