一种顶板支护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及井工开采安全技术领域，提供了一种顶板支护装置。包括：自上而下依次设置的螺纹焊钉橡胶组合连接杆、钢

【技术实现步骤摘要】
一种顶板支护装置


[0001]本技术涉及井工开采安全
，尤其涉及一种顶板支护装置。

技术介绍

[0002]近年来，随着社会经济的快速发展，所需要的煤炭资源量越来越多，开采深度逐渐加深，矿山开采面积也在不断增加。目前，采矿方法包括露天采矿、井工开采和原位改性开采三种，我国煤矿生产主要以井工开采为主。
[0003]在我国，井工开采法占据煤炭开采中的主导地位，然而井下安全事故频发，严重威胁着施工人员的人身安全，人们也逐渐重视在井下巷道掘进时顶板的安全性问题和施工安全。当前我国顶板支护控制技术主要从深孔预裂爆破和优化支护装备技术两方面开展研究，其中最为重要的即为顶板支护装备技术。顶板支护的研究从未间断，支护形式已经由木支护、石材支护、棚架支护等发展到现在的液压支架支护和锚杆锚网支护。
[0004]传统的液压支架支护和锚杆锚网支护在一定方面和程度上相对有一定的优势，但是在一些地质情况较为复杂的巷道中，应用传统的液压支架和锚杆支护有一定的局限性，具体存在以下弊端：
[0005]1.当顺槽上方为采空区时传统液压支架支护对下方煤质或土质硬度等要求较高，否则无法保证支架稳定。
[0006]2.液压支架占地面积较大，不易安装拆卸，对工作面宽度等有较大要求与限制。
[0007]3.锚杆支护属于隐形支护，对支护质量及可靠性的监测、检测不易，有时会出现无明显先兆的冒顶事故。
[0008]4.对软岩巷道，锚杆支护不能有效的控制顶板塌陷，垮落现象时有发生。
[0009]5.厚煤层开采时开采工作面采用的托顶煤巷道，该类型巷道对支护装置的抗压性、抗剪性、抗弯性及抗扭性等要求均十分严苛，传统锚杆支护及液压支护难以承担。

技术实现思路

[0010]本技术的目的在于提供一种顶板支护装置，以解决现有技术中存在的技术问题。
[0011]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种顶板支护装置，包括：自上而下依次设置的螺纹焊钉橡胶组合连接杆、钢
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混组合承压体、三角构架和焊钉橡胶支柱；所述螺纹焊钉橡胶组合连接杆中的外侧螺纹焊钉包裹于内侧螺纹橡胶套筒之内，所述螺纹焊钉橡胶组合连接杆与其四周的充填膨胀剂配合使用；所述钢
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混组合承压体为两块矩形钢板与连接焊钉连接而成的无侧壁箱体；所述螺纹焊钉橡胶组合连接杆的下端与所述钢
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混组合承压体的上侧所述矩形钢板固定连接；所述钢
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混组合承压体的下侧所述矩形钢板固定连接在所述三角构架的上部，所述三角构架的下部与所述焊钉橡胶支柱连接。
[0012]可选实施例中，所述外侧螺纹焊钉的直径d1、内侧螺纹橡胶套筒的厚度d2、固定孔的宽度d
s
和充填膨胀剂厚度的d3应当满足d
s
＝d1+2d2+2d3。
[0013]可选实施例中，所述外侧螺纹焊钉的长度L1、内侧螺纹橡胶套筒的长度L2、固定孔的深度L和充填膨胀剂的高度L3应当满足L＝L2，L1＝L3<L。
[0014]可选实施例中，所述螺纹焊钉橡胶组合连接杆通过阻尼式螺母Ⅰ铆接于所述钢
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混组合承压体的固定孔端口处，每个所述钢
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混组合承压体上铆接一个所述螺纹焊钉橡胶组合连接杆；所述钢
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混组合承压体的两所述矩形钢板与所述连接焊钉焊接，所述连接焊钉上包裹有橡胶套筒Ⅰ。
[0015]可选实施例中，所述焊钉橡胶支柱由承压焊钉与橡胶套筒Ⅱ裹合而成，所述焊钉橡胶支柱的下端与矩形托盘通过阻尼式螺母Ⅲ铆接。
[0016]可选实施例中，所述三角构架的两分支架上部通过阻尼式螺母分别铆接于相邻的两个所述钢
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混组合承压体的下侧中心位置；所述三角构架的两分支架的相交顶点处与所述焊钉橡胶支柱的上端通过阻尼式螺母Ⅱ铆接。
[0017]可选实施例中，所述的钢
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混组合承压体中的所述矩形钢板厚度为20mm，所述连接焊钉的长度为200mm、直径为22mm，所述橡胶套筒Ⅰ的厚度为4mm、高度为16.5mm。
[0018]可选实施例中，所述钢
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混组合承压体内部需浇筑水泥混凝土，所述水泥混凝土采用C60高强度水泥、粗骨料、细骨料、粉煤灰、钢纤维、减水剂配置而成。
[0019]本技术的有益效果在于：
[0020](1)本技术中的顶板支护装置大量使用了焊钉橡胶组合连接杆，一方面利用焊钉的高抗压能力增强了对矿井顶板的支护效果，另一方面由于橡胶套筒的存在降低了剪切刚度，改善了顶板破碎及大面积来压时传统支护方式无法兼顾多重力学要求的缺陷，在每个钢
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混组合承压体的上侧中心点处均设置一根螺纹焊钉橡胶组合连接杆，主要机理是通过螺纹焊钉橡胶组合连接杆与外侧膨胀剂的配合使用增强其与顶板的咬合力，从而对钢
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混组合承压体产生强大的拉力，使得钢
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混组合承压体能够紧密支撑顶板起到支护效果。
[0021](2)本技术中的顶板支护装置在顶板固定孔中的内侧螺纹橡胶套筒的高度大于外侧螺纹焊钉的高度，并使用螺纹连接，其他部分大量使用铆接，便于在开采完成后拆卸，有利于二次利用，提升了经济效益。
[0022](3)本技术中的顶板支护装置使用三角构架分力的原理降低了作用在焊钉橡胶支柱上的垂直作用力，提高了安全系数，改善了新型支护装置的受力状态。此外，该支护装置使用钢混结构，其中混凝土材料使用各种不同性能的混合料(C60混凝土、减水剂、钢纤维等)，增强了其抗压、剪、弯、扭等各方面性能，且易通过混凝土的开裂情况观测顶板岩层的压力情况，使隐形显性化。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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它的附图。
[0024]图1为本技术一实施例中提供的顶板支护装置的整体结构示意图。
[0025]图2为本技术一实施例中提供的顶板支护装置中钢
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混组合承压体的内部结
构示意图。
[0026]图3本技术一实施例中提供的顶板支护装置中螺纹焊钉橡胶组合连接杆的横断面示意图。
[0027]其中：1—螺纹焊钉橡胶组合连接杆；2—内侧螺纹橡胶套筒；3—橡胶套筒内壁螺纹；4—外侧螺纹焊钉；5—阻尼式螺母Ⅰ；6—钢
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混组合承压体；7—矩形钢板；8—水泥混凝土；9—连接焊钉；10—橡胶套筒Ⅰ；11—三角构架；12—阻尼式螺母Ⅱ；13—焊钉橡胶支柱；14—橡胶套筒Ⅱ；15—承压焊钉；16—阻尼式螺母Ⅲ；17—矩形托盘。
具体实施方式
[0028]为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种顶板支护装置，包括：自上而下依次设置的螺纹焊钉橡胶组合连接杆(1)、钢
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混组合承压体(6)、三角构架(11)和焊钉橡胶支柱(13)；其特征在于，所述螺纹焊钉橡胶组合连接杆(1)中的外侧螺纹焊钉(4)包裹于内侧螺纹橡胶套筒(2)之内，所述螺纹焊钉橡胶组合连接杆(1)与其四周的充填膨胀剂配合使用；所述钢
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混组合承压体(6)为两块矩形钢板(7)与连接焊钉(9)连接而成的无侧壁箱体；所述螺纹焊钉橡胶组合连接杆(1)的下端与所述钢
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混组合承压体(6)的上侧所述矩形钢板(7)固定连接；所述钢
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混组合承压体(6)的下侧所述矩形钢板(7)固定连接在所述三角构架(11)的上部，所述三角构架(11)的下部与所述焊钉橡胶支柱(13)连接。2.如权利要求1所述的顶板支护装置，其特征在于，所述外侧螺纹焊钉(4)的直径d1、内侧螺纹橡胶套筒(2)的厚度d2、固定孔的宽度d
s
和充填膨胀剂厚度的d3应当满足d
s
＝d1+2d2+2d3。3.如权利要求2所述的顶板支护装置，其特征在于，所述外侧螺纹焊钉(4)的长度L1、内侧螺纹橡胶套筒(2)的长度L2、固定孔的深度L和充填膨胀剂的高度L3应当满足L＝L2，L1＝L3<...

【专利技术属性】
技术研发人员：白旭阳，严国超，叶力进，陈炫来，柳梧泽，丁宏强，寇凯博，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：新型
国别省市：