[发明专利]一种巷道用活动式悬空骨板支护结构

说明书

本发明公开一种巷道用活动式悬空骨板支护结构，包括上挡板、侧挡板、主锚杆、辅助锚杆、顶转轴、侧转轴、弹片、限位弹片、限位拉索，上挡板两端分别与顶转轴及侧转轴铰接，侧挡板上端与侧转轴铰接，主锚杆上端锚固于巷道顶部且下端与顶转轴铰接或固定连接，顶转轴两侧对称铰接的上挡板形成倒“U”形或“Λ”形，弹片分别与顶转轴两侧对称铰接的上挡板下表面固接，限位弹片呈“C”形结构并设于上挡板下表面与侧挡板内侧面，限位弹片一侧与上挡板的下表面或侧挡板的内表面固接，辅助锚杆一端锚固于巷道起拱线的巷道壁且另一端固接限位拉索的一端，限位拉索的另一端与侧转轴固接。本发明能够有效防护矿山巷道或临时性交通隧道的“冒顶片帮”。

技术领域

本发明属于巷道支护技术领域，具体涉及一种结构简单、施工工期短、可重复利用和“冒顶片帮”防护效果好的巷道用活动式悬空骨板支护结构。

背景技术

冒顶片帮是指矿井、隧道、涵洞开挖、衬砌过程中因开挖、检查、处理浮石或支护不当，巷道顶部或侧壁围岩在受到爆破震动、外力扰动、地压变化、围岩应力释放时岩块突然垮塌掉落对作业人员造成伤害的事故。作业面、巷道侧壁的垮塌现象称为片帮，顶部垮落称为冒顶。

井下金属或非金属矿山都属于高危行业，其中“冒顶片帮”是危险性最大、发生频率最高的安全事故之一，约占采矿作业事故的40%以上。目前，预防和防护井下巷道“冒顶片帮”安全事故的措施（或支护方式）主要有巷道整体式混凝土浇筑支护、钢拱架支护、锚网喷砼支护、素混凝土喷射支护等。上述支护方式虽然基本能够有效预防和防护“冒顶片帮”，但却也存在工序繁琐、工期较长、工人劳动强度大、造价高、无法或者难以重复利用的缺点。特别是广泛采用的工字钢梯形刚性支架支护，由于刚性支架不能适应围岩的变形移动，又无力阻止围岩的变形，难以避免因超载支护而造成变形和破坏。因此，对于井下矿山刚性支架支护，既不能对巷道形成长效的支撑，又由于刚性支架支护的支架间隙造成“冒顶片帮”时难以形成有效的防护，还必须辅助采用锚网、喷浆等辅助措施进行防护，造成井下必须现场逐步施工才能形成完整的支护结构，使得施工周期长、劳动强度大，而且支架及锚网等无法重复利用，导致整体成本较高。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题及不足，提供了一种结构简单、施工工期短、可重复利用和“冒顶片帮”防护效果好的巷道用活动式悬空骨板支护结构。

本发明是这样实现的：包括上挡板、侧挡板、主锚杆、辅助锚杆、顶转轴、侧转轴、弹片、限位弹片、限位拉索，所述上挡板一端与顶转轴铰接且另一端与侧转轴铰接，所述侧挡板的上端与侧转轴铰接，所述主锚杆上端锚固于巷道顶部且下端与顶转轴铰接或固定连接，所述顶转轴沿巷道延伸方向设置且两侧对称铰接的上挡板形成倒“U”形或“Λ”形，所述弹片两侧分别与顶转轴两侧对称铰接的上挡板的下表面固定连接，所述限位弹片呈“C”形结构并设置于侧转轴连接的上挡板下表面与侧挡板内侧面，所述限位弹片一侧与上挡板的下表面或侧挡板的内表面固定连接，所述辅助锚杆一端锚固于巷道起拱线的巷道壁且另一端固定连接限位拉索的一端，所述限位拉索的另一端与侧转轴固定连接。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明通过顶转轴连接两侧的上挡板，然后上挡板通过侧转轴连接侧挡板，整体通过顶转轴与锚固于巷道顶部的主锚杆连接形成悬空结构，然后以锚固于巷道起拱线巷道壁的的辅助锚杆及限位拉索对侧转轴进行限位，不仅主锚杆及辅助锚杆自身对巷道围岩具有稳固作用，而且整体可使“冒顶”掉落的岩石轻落在上挡板上并倾斜滑落至巷道两侧，大大减缓了岩石掉落时的重力加速度，减弱了“冒顶”岩石的冲击力；通过侧挡板还可防止掉落至巷道两侧的岩石滚入巷道内侧，从而有效避免“冒顶片帮”伤人事故的发生。

2、本发明通过在上挡板的下表面设置弹片，在巷道发生“冒顶”而掉落岩石时，在岩石重力作用下可使弹片变形，使得岩石侧的上挡板下移而另一侧上挡板不动或上移，从而使得岩石侧的上挡板倾斜度增加而利于岩石滑落，而在弹片的作用下，岩石滑落后两侧的上护板可自恢复至正常状态，从而对巷道中的作业人员提供较好的保护作用。