一种用于冲击地压矿井的变刚度让压钢棚支架及实现方法技术

本发明专利技术公开了一种用于冲击地压矿井的变刚度让压钢棚支架及实现方法，其包括：顶拱让压钢棚，设置在巷道的顶部；帮部让压钢棚，设置在巷道的两帮，所述帮部让压钢棚与所述顶拱让压钢棚之间通过第一连接套管相连接；底拱让压钢棚，设置在巷道的底部；所述底拱让压钢棚与所述帮部让压钢棚之间通过第二连接套管相连接；其中，所述顶拱让压钢棚、帮部让压钢棚和底拱让压钢棚均包括承压内架和U型钢基础，所述承压内架与所述U型钢基础固定连接，且所述承压内架与所述U型钢基础的内部形成一让压空腔。本发明专利技术具有结构简单、使用方便、让压效果好等优点。等优点。等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于冲击地压矿井的变刚度让压钢棚支架及实现方法


[0001]本专利技术涉及煤矿巷道支护
，尤其涉及一种适用于冲击地压矿井的变刚度让压钢棚支架。

技术介绍

[0002]冲击地压是指煤矿井巷或者工作面周围煤(岩)体由于弹性变形能的瞬时释放而产生的突然、剧烈破坏的动力现象。冲击地压发生时，围岩突然破坏、垮落或抛入巷道，同时伴有剧烈的震动和声响，常引起巷道底臌、片帮、冒顶，容易造成支护结构毁坏、采掘空间变形及人员伤亡等重大损失。
[0003]随着煤矿开采深度不断加大，我国冲击地压矿井数量呈增长趋势，鉴于冲击地压矿井分布的广泛性和冲击地压灾害的严重性，采取措施缓解冲击地压的发生强度、降低冲击地压破坏程度成为现阶段专家学者的关注重点。
[0004]针对冲击地压事故的防治措施，可分为事故前的预防措施和事故发生时的控制措施。事故前的预防措施主要有钻孔卸压措施、断顶断底卸压措施、改变工作面推进速度卸压措施等，这些措施改变了上覆岩层的蓄能条件，降低了能量蓄积强度，在预防冲击地压方面效果显著。针对事故发生时的控制措施方面，鉴于冲击事故主要发生在巷道内，提高巷道支护强度成为降低冲击危害的有效措施。在冲击地压矿井巷道支护中，支护结构体强度、刚度等参数对支护效果影响较大，若支护结构体强度较小，则其承载能力较低，难以抵抗冲击动载荷；若支护结构体刚度较大，则其容许形变量较小，在冲击作用下支护结构体较易损坏，进而引发严重的冲击显现。因此，采用高强度、可迅速让位吸能的低刚度支护结构体适应围岩瞬间变形成为冲击地压巷道支护领域的普遍共识。
[0005]结合相关规程规范及普遍共识，专家学者提出冲击地压巷道三级支护方案：一级锚杆(索)让压支护，二级让压钢棚支护，三级回采工作面超前范围内液压支架支护。
[0006]在现有支护方式中，锚杆(索)让压支护技术已较成熟，典型的让压构件有让压管、让压托盘、大延伸率锚杆(索)等，现场应用较普遍。在让压钢棚支护中，典型的有U型钢可缩性支架，其利用约束位置的滑动变形实现让压目的，这种钢棚支架的强度较低，且让压效果取决于约束位置的滑动变形幅度，而其滑动变形幅度存在较大的随机性，目前，尚未有其他有效的让压钢棚支架。

技术实现思路

[0007]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种结构简单、使用方便、让压效果好的适用于冲击地压矿井的变刚度让压钢棚支架及实现方法。
[0008]一种适用于冲击地压矿井的变刚度让压钢棚支架，其包括：
[0009]顶拱让压钢棚，设置在巷道的顶部；
[0010]帮部让压钢棚，设置在巷道的两帮，所述帮部让压钢棚与所述顶拱让压钢棚之间通过第一连接套管相连接；
[0011]底拱让压钢棚，设置在巷道的底部；所述底拱让压钢棚与所述帮部让压钢棚之间通过第二连接套管相连接；
[0012]其中，所述顶拱让压钢棚、帮部让压钢棚和底拱让压钢棚均包括承压内架和U型钢基础，所述承压内架与所述U型钢基础固定连接，且所述承压内架与所述U型钢基础的内部形成一让压空腔。
[0013]在其中一个实施例中，所述承压内架包括承压内架本体，所述承压内架本体具有顶部和腿部，所述腿部对称设置在所述顶部的左右两侧，且所述腿部的底部具有腿脚；
[0014]所述U型钢基础包括U型钢基础本体，所述U型钢基础本体的两侧设有向外突出的耳板，所述承压内架本体扣合在所述U型钢基础本体上，所述腿脚与所述耳板焊接固定。
[0015]在其中一个实施例中，所述第一连接套管包括耳型框架、中间承载板和六棱立柱；
[0016]所述耳型框架套设在所述帮部让压钢棚与所述顶拱让压钢棚的接头处，所述中间承载板设置在所述耳型框架的内部，且位于所述帮部让压钢棚的端面与所述顶拱让压钢棚的端面之间，所述六棱立柱的两端分别穿设在所述帮部让压钢棚和所述顶拱让压钢棚的让压空腔中。
[0017]在其中一个实施例中，所述六棱立柱的高度小于所述耳型框架的高度。
[0018]在其中一个实施例中，所述第二连接套管包括V耳型外部框架、异型中间承载板和内部立柱；
[0019]所述V耳型外部框架套设在所述帮部让压钢棚与所述底拱让压钢棚的接头处，所述异型中间承载板设置在所述V耳型外部框架的中部，所述内部立柱设置在所述异型中间承载板的上下两端，且所述内部立柱分别穿设在所述帮部让压钢棚和所述底拱让压钢棚的让压空腔中。
[0020]在其中一个实施例中，V耳型外部框架的V型夹角为118
‑
122
°
。
[0021]在其中一个实施例中，还包括底板连接横梁，所述底板连接横梁的两端分别连接在巷道两侧的所述第二连接套管上。
[0022]本专利技术的实现方法以及优点为：
[0023]当巷道掘进完成，在巷道底部安装底拱让压钢棚，然后，在底拱让压钢棚的两侧分别安装一个第二连接套管，然后，在两个第二连接套管的上方分别安装一个帮部让压钢棚，帮部让压钢棚的上方分别安装一个第一连接套管，然后，在两个第一连接套管上方安装一个顶拱让压钢棚，最后，在两个第二连接套管的位置焊接底板连接横梁，完成安装施工。在冲击力作用下，承压内架会先发生变形，实现让压吸能，当承压内架变形过大，会压入到让压空腔中，承压内架的强度和刚度可以与U型钢基础的强度和刚度进行叠加，从而使本专利技术的强度和刚度大幅提高，同时，在底板连接横梁作用下，让压钢棚的强度和刚度进一步提高；由于底拱让压钢棚、帮部让压钢棚和顶拱让压钢棚是一个整体，不管冲击力来自于哪个方向，三个让压钢棚协同分担冲击力，从而实现持久的让压。同时，本专利技术还具有结构简单、使用方便、让压效果好等优点。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领
域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1是本专利技术的适用于冲击地压矿井的变刚度让压钢棚支架的结构示意图；
[0026]图2是本专利技术的顶拱让压钢棚、帮部让压钢棚或底拱让压钢棚的截面示意图；
[0027]图3是本专利技术的承压内架的结构示意图；
[0028]图4是本专利技术的第一连接套管的安装位置示意图；
[0029]图5是图4在A
‑
A处的剖视图；
[0030]图6是本专利技术的第一连接套管的结构示意图；
[0031]图7是图6在B
‑
B处的剖视图；
[0032]图8是本专利技术的第二连接套管的结构示意图；
[0033]图9是本专利技术的第二连接套管的内部结构示意图；
[0034]图10是图9在C
‑
C处的剖视图。
具体实施方式
[0035]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于冲击地压矿井的变刚度让压钢棚支架，其特征在于，包括：顶拱让压钢棚，设置在巷道的顶部；帮部让压钢棚，设置在巷道的两帮，所述帮部让压钢棚与所述顶拱让压钢棚之间通过第一连接套管相连接；底拱让压钢棚，设置在巷道的底部；所述底拱让压钢棚与所述帮部让压钢棚之间通过第二连接套管相连接；底板连接横梁，底板连接横梁的两端分别连接在巷道两侧的所述第二连接套管上。其中，所述顶拱让压钢棚、帮部让压钢棚和底拱让压钢棚均包括承压内架和U型钢基础，所述承压内架与所述U型钢基础固定连接，且所述承压内架与所述U型钢基础的内部形成一让压空腔。2.如权利要求1所述的用于冲击地压矿井的变刚度让压钢棚支架，其特征在于，所述承压内架包括承压内架本体，所述承压内架本体具有顶部和腿部，所述腿部对称设置在所述顶部的左右两侧，且所述腿部的底部具有腿脚；所述U型钢基础包括U型钢基础本体，所述U型钢基础本体的两侧设有向外突出的耳板，所述承压内架本体扣合在所述U型钢基础本体上，所述腿脚与所述耳板焊接固定。3.如权利要求1所述的用于冲击地压矿井的变刚度让压钢棚支架，其特征在于，所述第一连接套管包括耳型框架、中间承载板和六棱立柱；所述耳型框架套设在所述帮部让压钢棚与所述顶拱让压钢棚的接头处，所述中间承载板设置在所述耳型框架的内部，且位于所述帮部让压钢棚的端面与所述顶拱让压钢棚的端面之间，所述六棱立柱的两端分别穿设在所述帮部让压钢棚和所述顶拱让压钢棚的让压空腔中；所述第二连接套管包括V耳型外部框架、异型中间承载板和内部立柱所述V耳型外部框架套设在所述帮部让压钢棚与所述底拱让压钢棚的接头处，所述异型中间承载板设置在所述V耳型外部框架的中部，所述内部立柱设置在所述异型中间承载板的上下两端，且所述内部立柱分别穿设在所述帮部让压钢棚和所述底拱让压...

【专利技术属性】
技术研发人员：何希霖，李青海，辛恒奇，刘志钧，谭云亮，刘丽，刘媛媛，侯俊敏，李强，杨涛，白光超，马洪涛，
申请(专利权)人：新汶矿业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：