一种具有柔性稳结支撑装置的U型钢支架制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具有柔性稳结支撑装置的U型钢支架，包括顶梁（1）、柱腿（2）、连接件（3）和拱形内部支撑部件（4）；拱形内部支撑部件安装在顶梁或支腿上，包括支架连接件（41）、支撑杆（43）和支撑杆连接件（44）；支架连接件至少设置为两件，包括卡缆板（411）、卡缆座Ⅱ（412）和卡缆螺栓；卡缆座Ⅱ（412）面向拱形结构内侧的外侧面位置上设有与其固定连接的铰接座；支撑杆至少设置为两件，一端通过铰接销与卡缆座Ⅱ铰接连接、另一端通过支撑杆连接件搭接夹紧固定连接。本具有柔性稳结支撑装置的U型钢支架结构简单，具有较高的支撑强度，能够对于巷道某一位置的小面积局部来压实现有效支撑，进而实现安全支护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种U型钢支架，具体是一可以对巷道围岩局部来压进行让压的具有柔性稳结支撑装置的U型钢支架，属于煤矿井下支护装备

技术介绍
U型钢支架是一种被动支护，抗拉强度、抗压强度较高，同时具有良好的韧性性能，支撑力较高，支护强度大，可多次使用，被广泛地应用于矿山巷道，特别是在深部复杂巷道以及松软煤层巷道中，通常主要用于矿井巷道二次支护以及穿山隧道的矿井巷道。U型钢支架最佳的受力状态是壁后充填密实后使其均匀受压，当作用于U型钢支架上的围岩压力值达到一定值时，支架会产生压缩，使围岩作用于U型钢支架上的压力下降，从而避免围岩压力大于U型钢支架的承载力而使支架破坏。现有的U型钢支架通常包括顶梁、柱腿和连接件，顶梁和柱腿搭接连接并通过连接件连接，多个U型钢支架之间可以通常通过架间拉杆连接成为一个整体，这种传统结构的U型钢支架对于巷道的大面积的稳固来压能够通过变形收缩吸收能量进行有效支护，但巷道内部来压变化是不能完全预测准确的，传统结构的U型钢支架承受侧向压力的能力较承受顶部压力的能力弱，特别是对于巷道顶板某一位置的小面积局部侧向来压，通常会造成对应位置的U型钢支架顶梁受侧向来压影响而造成支架四周受力不均，易造成支架局部过载、偏载，进而使得支架承载能力下降，稳定性降低，甚至受力过大超出其承载能力而破坏；同时支架产生收缩滑移后其稳定性会进一步下降，易造成支架失稳或者支护失效，影响巷道支护效果并带来较大的安全隐患，不仅不易更换，而且更换通常具有很大的危险性。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种结构简单的具有柔性稳结支撑装置的U型钢支架，具有较高的侧向支撑强度，能够对于巷道某一位置的小面积局部高应力来压进行横向转移和能量吸收，进而实现减少局部变形、整体结构的支撑能力和稳定性增强，从而实现安全支护。为实现上述目的，本具有柔性稳结支撑装置的U型钢支架包括顶梁、柱腿和连接件，顶梁和支腿均采用U型钢制作、且顶梁和支腿上均设有互相配合的弯曲曲率，两件支腿和至少一件顶梁通过连接件搭接连接后共同围成巷道内壁的拱形结构；连接件包括卡缆座Ⅰ和卡缆螺栓，卡缆座Ⅰ内表面设置成与U型钢的外形配合的U形结构，且卡缆座Ⅰ上设有卡缆螺栓安装孔；本具有柔性稳结支撑装置的U型钢支架还包括拱形内部支撑部件，拱形内部支撑部件安装在顶梁或支腿上，包括支架连接件、支撑杆和支撑杆连接件；支架连接件至少设置为两件，包括卡缆板、卡缆座Ⅱ和卡缆螺栓；卡缆板设置在拱形结构的外侧，卡缆板上设有卡缆螺栓安装孔；卡缆座Ⅱ的内侧面设置成与U型钢的外形配合的U形结构，卡缆座Ⅱ上对应卡缆板也设有卡缆螺栓安装孔，卡缆座Ⅱ面向拱形结构内侧的外侧面位置上设有与其固定连接的铰接座；支撑杆至少设置为两件，支撑杆一端通过铰接销与卡缆座Ⅱ的铰接座铰接连接、另一端通过支撑杆连接件搭接夹紧固定连接；支撑杆连接件包括上夹板、下夹板和夹板连接螺栓。作为本专利技术的进一步改进方案，所述的拱形内部支撑部件还包括支架连接件移动装置，支架连接件移动装置安装在顶梁或支腿上、且支架连接件移动装置与卡缆板连接。作为本专利技术的一种实施方式，所述的支架连接件移动装置是绞盘结构，包括多个绞盘和缠绕在绞盘上的钢丝绳，绞盘对应支架连接件的位置固定安装在支架连接件上方和下方的拱形结构的顶梁或支腿上，所述的顶梁或支腿上对应绞盘的位置设有穿接孔，钢丝绳一端穿过穿接孔设置在U型钢的U型内部并与卡缆板的一端连接、另一端缠绕在绞盘上并与绞盘连接。作为本专利技术的进一步改进方案，所述的穿接孔和U型钢的U型内表面上设有沿钢丝绳牵拉走向的钢丝绳导向轮或钢丝绳导向辊。作为本专利技术的优选方案，所述的支架连接件移动装置还包括曲柄，曲柄的一端通过快速连接结构与所述的绞盘的轴线连接。作为本专利技术的进一步改进方案，所述的支撑杆通过连接机构悬挂连接在顶梁下方。作为本专利技术的优选方案，所述的连接机构是钢丝绳或链条。作为本专利技术的进一步改进方案，所述的拱形内部支撑部件沿拱形结构上下设置为多个。作为本专利技术的进一步改进方案，所述的支撑杆也采用U型钢结构。作为本专利技术的进一步改进方案，所述的支撑杆连接件在支撑杆长度方向上设置为多件。与现有技术相比，本具有柔性稳结支撑装置的U型钢支架由于在顶梁下方设有左右设置的拱形内部支撑部件，且支架连接件的卡缆板面向顶梁和支腿搭接连接后共同围成巷道内壁拱形结构的一面上设有与其固定连接的铰接座、支撑杆一端通过铰接销与支架连接件的铰接座铰接连接、支撑杆的另一端通过支撑杆连接件搭接夹紧固定连接，因此在巷道顶板某一位置的小面积局部来压时，正对此位置的拱形内部支撑部件的搭接夹紧状态的支撑杆具有一定的摩擦工作阻力和一定的可缩量、可支撑拱形结构，当受力过大时，支撑杆可克服摩擦力向内滑移，直到达到新的平衡点，从而保护形成拱形结构的顶梁和支腿，避免顶梁或支腿超出其承载能力而破坏，进而实现有效支护、提高了整个具有柔性稳结支撑装置的U型钢支架的支撑强度；本具有柔性稳结支撑装置的U型钢支架结构简单，易于加工制作和安装，特别适用于深部复杂巷道以及松软煤层巷道中的支护。附图说明图1是本专利技术的三维结构示意图；图2是本专利技术是正视图；图3是本专利技术采用多件拱形内部支撑部件的三维结构示意图。图中：1、顶梁，2、柱腿，3、连接件，4、拱形内部支撑部件，41、支架连接件，411、卡缆板，412、卡缆座Ⅱ，42、支架连接件移动装置，43、支撑杆，44、支撑杆连接件。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。如图1所示，本具有柔性稳结支撑装置的U型钢支架包括顶梁1、柱腿2、连接件3和拱形内部支撑部件4。所述的顶梁1和支腿2均采用U型钢制作、且顶梁1和支腿2上均设有互相配合的弯曲曲率，两件支腿2和至少一件顶梁1通过连接件3搭接连接后共同围成巷道内壁的拱形结构，多个拱形结构之间通过架间拉杆连接成为一个整体。所述的连接件3包括卡缆座Ⅰ和卡缆螺栓，卡缆座Ⅰ内表面设置成与U型钢的外形配合的U形结构，且卡缆座Ⅰ上设有用于安装卡缆螺栓的卡缆螺栓安装孔，通过在卡缆座Ⅰ上紧固卡缆螺栓实现顶梁1和支腿2的搭接紧固连接。所述的拱形内部支撑部件4安装在顶梁1或支腿2上，包括支架连接件41、支撑杆43和支撑杆连接件44；支架连接件41至少设置为两件，包括卡缆板411、卡缆座Ⅱ412和卡缆螺栓；卡缆板411设置在拱形结构的外侧，卡缆板411上设有用于安装卡缆螺栓的卡缆螺栓安装孔；卡缆座Ⅱ412的内侧面设置成与U型钢的外形配合的U形结构，卡缆座Ⅱ412上对应卡缆板411也设有卡缆螺栓安装孔，卡缆座Ⅱ412面向拱形结构内侧的外侧面位置上设有与其固定连接的铰接座，通过在卡缆板411和卡缆座Ⅱ412上穿接卡缆螺栓并紧固实现支架连接件41和顶梁1或支腿2的紧固连接；支撑杆43至少设置为两件，支撑杆43一端通过铰接销与卡缆座Ⅱ412的铰接座铰接连接、另一端通过支撑杆连接件44搭接夹紧固定连接；支撑杆连接件44包括上夹板、下夹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有柔性稳结支撑装置的U型钢支架，包括顶梁（1）、柱腿（2）和连接件（3），顶梁（1）和支腿（2）均采用U型钢制作、且顶梁（1）和支腿（2）上均设有互相配合的弯曲曲率，两件支腿（2）和至少一件顶梁（1）通过连接件（3）搭接连接后共同围成巷道内壁的拱形结构；连接件（3）包括卡缆座Ⅰ和卡缆螺栓，卡缆座Ⅰ内表面设置成与U型钢的外形配合的U形结构，且卡缆座Ⅰ上设有卡缆螺栓安装孔；其特征在于，本具有柔性稳结支撑装置的U型钢支架还包括拱形内部支撑部件（4），拱形内部支撑部件（4）安装在顶梁（1）或支腿（2）上，包括支架连接件（41）、支撑杆（43）和支撑杆连接件（44）；支架连接件（41）至少设置为两件，包括卡缆板（411）、卡缆座Ⅱ（412）和卡缆螺栓；卡缆板（411）设置在拱形结构的外侧，卡缆板（411）上设有卡缆螺栓安装孔；卡缆座Ⅱ（412）的内侧面设置成与U型钢的外形配合的U形结构，卡缆座Ⅱ（412）上对应卡缆板（411）也设有卡缆螺栓安装孔，卡缆座Ⅱ（412）面向拱形结构内侧的外侧面位置上设有与其固定连接的铰接座；支撑杆（43）至少设置为两件，支撑杆（43）一端通过铰接销与卡缆座Ⅱ（412）的铰接座铰接连接、另一端通过支撑杆连接件（44）搭接夹紧固定连接；支撑杆连接件（44）包括上夹板、下夹板和夹板连接螺栓。...

【技术特征摘要】
1.一种具有柔性稳结支撑装置的U型钢支架，包括顶梁（1）、柱腿（2）和连接件（3），顶梁（1）和支腿（2）均采用U型钢制作、且顶梁（1）和支腿（2）上均设有互相配合的弯曲曲率，两件支腿（2）和至少一件顶梁（1）通过连接件（3）搭接连接后共同围成巷道内壁的拱形结构；连接件（3）包括卡缆座Ⅰ和卡缆螺栓，卡缆座Ⅰ内表面设置成与U型钢的外形配合的U形结构，且卡缆座Ⅰ上设有卡缆螺栓安装孔；其特征在于，
本具有柔性稳结支撑装置的U型钢支架还包括拱形内部支撑部件（4），拱形内部支撑部件（4）安装在顶梁（1）或支腿（2）上，包括支架连接件（41）、支撑杆（43）和支撑杆连接件（44）；
支架连接件（41）至少设置为两件，包括卡缆板（411）、卡缆座Ⅱ（412）和卡缆螺栓；卡缆板（411）设置在拱形结构的外侧，卡缆板（411）上设有卡缆螺栓安装孔；卡缆座Ⅱ（412）的内侧面设置成与U型钢的外形配合的U形结构，卡缆座Ⅱ（412）上对应卡缆板（411）也设有卡缆螺栓安装孔，卡缆座Ⅱ（412）面向拱形结构内侧的外侧面位置上设有与其固定连接的铰接座；
支撑杆（43）至少设置为两件，支撑杆（43）一端通过铰接销与卡缆座Ⅱ（412）的铰接座铰接连接、另一端通过支撑杆连接件（44）搭接夹紧固定连接；
支撑杆连接件（44）包括上夹板、下夹板和夹板连接螺栓。
2.根据权利要求1所述的具有柔性稳结支撑装置的U型钢支架，其特征在于，所述的拱形内部支撑部件（4）还包括支架连接件移动装置（42），支架连接件移动装置（42）安装在顶梁（1）或支腿（2）上、且支架连接件移动装置（42）与卡缆板（411）连接。
3.根据权利要求2所述的具...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭锋，张建国，郭建伟，黄庆显，曹其俭，杨战标，徐建阳，曹文豪，李鹏，秦冬冬，
申请(专利权)人：中国矿业大学，中国平煤神马能源化工集团有限责任公司，江苏创导电气有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32