一种适用于矩形巷道的微拱型金属棚支架制造技术

本实用新型专利技术属于巷道支护技术领域，具体涉及一种适用于矩形巷道的微拱型金属棚支架，其解决了传统梯形棚和拱形棚存在的抗压效果差，顶梁易变形以及巷道利用率低的问题。本实用新型专利技术包括底座、两个棚腿、微拱形棚梁和套环；微拱形棚梁包括位于两端的弧形的第一连接部和位于中间的圆弧形的拱部，拱部的矢跨比为1/6

【技术实现步骤摘要】
一种适用于矩形巷道的微拱型金属棚支架


[0001]本技术属于巷道支护
，具体涉及一种适用于矩形巷道的微拱型金属棚支架。

技术介绍

[0002]目前，随着开采深度的不断加大，巷道顶板压力显著增大，特别是在顶板破碎、过构造等特殊地质条件区域单纯的采用锚网锚索支护已不能满足安全生产需要。上述区域需在锚网锚索支护的基础上架设金属棚加强支护。
[0003]传统的金属棚主要有两种：
①
梯形棚(U型钢)优点是施工方便，缺点是抗压效果差，顶梁易变形；
②
拱形棚(U型钢)优点是抗压效果好，缺点是巷道利用率低。针对目前梯形棚顶梁易变形、拱形棚巷道利用率低的缺点，研究一种新式的金属棚支架。

技术实现思路

[0004]本技术要解决传统梯形棚和拱形棚存在的抗压效果差，顶梁易变形以及巷道利用率低的问题，提供了一种适用于矩形巷道的微拱型金属棚支架。
[0005]本技术采用如下的技术方案实现：一种适用于矩形巷道的微拱型金属棚支架，包括底座、两个棚腿、微拱形棚梁和套环；
[0006]所述微拱形棚梁包括位于两端的弧形的第一连接部和位于中间的圆弧形的拱部，拱部的矢跨比为1/6
‑
1/4，微拱形棚梁的前后两侧沿其走向设有若干套环；
[0007]所述棚腿包括竖向设置的腿部和弧形的第二连接部，所述棚腿的前后两侧沿其走向设有若干套环；
[0008]所述两个棚腿连接于微拱形棚梁的两端底部，棚腿的第二连接部与微拱形棚梁的第一连接部的弧形一致，第二连接部与第一连接部重合并且通过卡缆连接。
[0009]进一步的，所述金属棚支架沿巷道长度方向等间距布设，相邻两金属棚支架通过若干拉杆连接，拉杆的两端分别与相邻两金属棚支架上的套环固定。
[0010]进一步的，所述拉杆采用φ14mm的钢筋加工而成。
[0011]进一步的，所述每个棚腿的第二连接部与微拱形棚梁的第一连接部至少通过三个卡缆连接。
[0012]进一步的，所述棚腿和微拱形棚梁采用29U的U型钢加工而成。
[0013]进一步的，所述底座采用10mm厚的热轧钢板制成。
[0014]进一步的，所述套环采用无缝钢管加工而成。
[0015]本技术相比现有技术的有益效果：
[0016]本申请直接通过卡缆将棚腿和棚梁可拆卸连接，相邻两金属棚支架之间通过拉杆可拆卸连接，施工简易、减少了工程量、成本低、施工工期短；
[0017]本申请的棚梁为微拱形结构，与梯形棚相比安全系数高，解决了目前梯形刚性支架在外力作用下，支架构件易变性问题；
[0018]本申请的棚梁为微拱形结构，与拱形棚相比提高了有效断面面积，提高了巷道利用率。
附图说明
[0019]图1为本技术的结构示意图；
[0020]图2为微拱形棚梁的结构示意图；
[0021]图3为棚腿的结构示意图；
[0022]图4为套环焊接位置示意图；
[0023]图5为钢棚简化计算图；
[0024]图6为普氏围岩压力计算模型；
[0025]图中：1
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底座，2
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棚腿，3
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微拱形棚梁，4
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套环，5
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卡缆。
具体实施方式
[0026]以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。
[0027]须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本技术可实施的范畴。
[0028]文中所述的“前后”指的是巷道的长度方向。
[0029]参照图1至图4，本技术提供一种技术方案：一种适用于矩形巷道的微拱型金属棚支架，包括底座1、两个棚腿2、微拱形棚梁 3和套环4；
[0030]所述微拱形棚梁3包括位于两端的弧形的第一连接部和位于中间的圆弧形的拱部，拱部的矢跨比为1/6
‑
1/4，微拱形棚梁3的前后两侧沿其走向设有若干套环4；
[0031]所述棚腿2包括竖向设置的腿部和弧形的第二连接部，所述棚腿 2的前后两侧沿其走向设有若干套环4；
[0032]所述两个棚腿2连接于微拱形棚梁3的两端底部，棚腿2的第二连接部与微拱形棚梁3的第一连接部的弧形一致，第二连接部与第一连接部重合并且通过卡缆5连接。
[0033]所述金属棚支架沿巷道长度方向等间距布设，相邻两金属棚支架通过若干拉杆连接，拉杆的两端分别与相邻两金属棚支架上的套环4 固定，拉杆的端部插入套环4内将相邻两金属棚支架连成整体，拉杆长度根据棚距确定，两端成直角向同一方向弯折，弯折部分长度不小于80mm。
[0034]所述拉杆采用φ14mm的钢筋加工而成。
[0035]所述每个棚腿2的第二连接部与微拱形棚梁3的第一连接部至少通过三个卡缆5连接，使得连接更稳固，三个卡缆连接均匀布置，(即一副棚架通过6个螺栓卡缆5连接成一体)。
[0036]所述棚腿2和微拱形棚梁3采用29U的U型钢加工而成。
[0037]卡缆5采用与29U型钢配套的螺栓卡缆。
[0038]所述底座1采用10mm厚的热轧钢板制成。
[0039]底座1、套环4与棚腿2焊接，套环4与棚梁3焊接，确保焊接质量；
[0040]所述套环4采用无缝钢管加工而成。
[0041]本申请可用于围岩破碎的巷道以及过地质构造的巷道等。
[0042]本金属棚支架的参数验证：
[0043]以金属棚支架的跨度5600mm，腿高2420mm，拱高1280mm为例，采用理论计算时对模型进行适当简化，腿高简化为2400mm，拱高简化为1300mm，拱部为圆弧形，不考虑卡缆对金属棚强度的影响，金属棚简图见下图5所示：
[0044]根据29U型钢的界面参数可知：
[0045]构件的净截面模量：W
x
＝92.3cm3；
[0046]惯性矩I
x
＝612.1cm4；
[0047]U型钢的屈服强度设计值f＝0.9*400＝360MPa；
[0048]构件的净截面面积：A＝36.92cm2；
[0049]构件界面对主轴x的回转半径：
[0050]构件的长细比：
[0051]根据轴心受压构件的稳定系数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于矩形巷道的微拱型金属棚支架，其特征在于：包括底座（1）、两个棚腿（2）、微拱形棚梁（3）和套环（4）；所述微拱形棚梁（3）包括位于两端的弧形的第一连接部和位于中间的圆弧形的拱部，拱部的矢跨比为1/6
‑
1/4，微拱形棚梁（3）的前后两侧沿其走向设有若干套环（4）；所述棚腿（2）包括竖向设置的腿部和弧形的第二连接部，所述棚腿（2）的前后两侧沿其走向设有若干套环（4）；所述两个棚腿（2）连接于微拱形棚梁（3）的两端底部，棚腿（2）的第二连接部与微拱形棚梁（3）的第一连接部的弧形一致，第二连接部与第一连接部重合并且通过卡缆（5）连接。2.根据权利要求1所述的一种适用于矩形巷道的微拱型金属棚支架，其特征在于：所述金属棚支架沿巷道长度方向等间距布设，相邻两金属棚支架通过若干...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志亮，辛宪耀，冯建文，姚富强，段志国，李武军，杨竹军，李亚鹏，韩瑞军，韩强，周峰，
申请(专利权)人：山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：