【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿井支护结构领域，特别涉及一种煤矿巷道恒阻抗剪大变形支护结构。
技术介绍
1、煤矿井下支护是确保矿井安全、高效生产的关键技术之一。然而，随着煤矿深度的增加以及高强度的开采状态，出现了大量困难巷道，随着采动应力场、原岩应力场和构造应力场的变化，深部的岩体出现非线性大变形的力学问题。巷道顶板垮落及围岩大变形等问题日益显著，使得巷道的维护成本直线上升，严重制约了地下资源的开采效率，在矿井下，由于地质条件复杂，巷道容易受到地质应力、地下水、瓦斯等因素的影响，因此需要采取有效的支护措施来维护巷道的稳定性和安全性。
2、锚索梁结构是一种常见的煤矿井下支护结构，它具有结构简单、安装方便、支护效果好等优点，被广泛应用于煤矿井下的支护工程中。现有的锚索梁结构是通过锚索和锁具来将梁体贴附在巷道中，其中锁具通过锚索的预紧力和梁体来对巷道进行支护，但锚索的高预紧力通过锁具集中的作用于梁体上，在锚索或是锁具处容易出现被拉破断的情况，使得支护结构出现稳定性下降、使用寿命缩短的情况。
技术实现思路
1、本专利技术意在提供一种煤矿巷道恒阻抗剪大变形支护结构，解决了现有支护结构容易在锚索或锁具处出现破断的问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种煤矿巷道恒阻抗剪大变形支护结构，包括钢带，所述钢带的一侧与巷道顶板相抵触，所述钢带上开设有供锚索穿过的通孔，所述通孔内插接有一端穿入巷道顶板内的锚索，所述锚索的端部设有用于锁紧锚索的锁具，所述锁具与钢带之间抵触有圆锥
3、技术方案的原理及效果：本方案借助锚索的预紧力和锁具来将钢带和压块抵触在巷道顶板上，同时圆锥形的压块能够将锁具所带来的压力从一个点相对均匀的分散到一个较大的平面上，有利于通过压块将锚索和锁具所带来的压力均匀的施加在钢带上，增大了钢带的受力面积，避免了现有支护结构容易在锚索或锁具处出现破断的问题，提高了巷道支护的稳定性。
4、进一步的，所述钢带上开设有与压块相配合的第一凹槽，所述第一凹槽的厚度不大于钢带厚度的三分之一，所述压块的端部位于第一凹槽内。
5、通过上述设置，压块的端部能够放入第一凹槽内，提高了钢带与压板连接的紧密性。
6、进一步的，所述压块上开设有圆锥槽，所述圆锥槽上靠近钢带一侧的直径较小，所述圆锥槽与锁具之间抵触有钢管，所述钢管与圆锥槽相抵触的一侧外表面设有与圆锥槽相配合的圆锥形结构。
7、通过上述设置，钢管在锁具和锚索所产生的预紧力作用下向通孔侧移动，从而借助圆锥槽和钢管的配合来产生恒阻力，从而保持支护的稳定性。
8、进一步的，所述压块上开设有与圆锥槽连通的第二凹槽，所述第二凹槽的直径大于锁具的直径。
9、通过上述设置，可以将锁具放入第二凹槽中，避免锁具裸露而被意外损坏的情况，同时还能减小本结构裸露在外的尺寸。
10、进一步的，所述锚索外包覆有c型管，所述c型管的外径小于通孔的直径。
11、通过上述设置，借助c型管能够提高巷道顶板因岩层滑动而对锚索产生的剪切力，有效的提高了本方案的支护效果。
12、进一步的，所述c型管的外侧设有螺纹，所述c型管与压块螺纹连接。
13、进一步的，所述圆锥槽上最小的直径小于c型管的内径。
14、通过上述设置，可以将c型管和压块连接在一起，同时在钢管受力后不仅能使锚索维持恒定的工作阻力，还能够通过钢管的缩径使其滑入c型管与锚索之间，从而对c型管的内壁起到一定的支撑作用，提高了支护结构的抗剪性能。
15、进一步的，所述c型管上开口处的两侧均开设有第三凹槽，两个所述第三凹槽内均嵌设有磁铁，两块所述磁铁能够产生互斥力。
16、通过上述设置，当锚索受到横向的剪切力时，c型管会在被挤压而使其开口处逐渐闭合，此时借助c型管起到了对锚索的保护，提高了本装置抗剪切的能力。同时，当开口处两侧的侧壁相互靠近时，借助两块磁铁之间所产生的逐渐增大的互斥力来维持c型管的抗剪性能。
17、与现有技术相比，本方案的有益效果：
18、1、本方案借助钢带增大了通过锁具所传递的支护力的施力面积，避免了现有支护结构中容易在锚索或锁具处出现破断的问题，同时通过圆锥形的压块进行力的传递能够增大施力面积，使得支护的稳定性提到了提升。
19、2、本方案还提高了支护时本结构的抗剪和抗拉性能，减小了锚索出现剪切破坏和拉伸破坏的可能性。同时本结构简单紧凑，结构中的部分零部件可以根据井下巷道的实际情况进行现场加工，增强了本结构实用性。
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1.一种煤矿巷道恒阻抗剪大变形支护结构，其特征在于：包括钢带(1)，所述钢带(1)的一侧与巷道顶板(13)相抵触，所述钢带(1)上开设有供锚索(4)穿过的通孔(2)，所述通孔(2)内插接有一端穿入巷道顶板(13)内的锚索(4)，所述锚索(4)的端部设有用于锁紧锚索(4)的锁具(5)，所述锁具(5)与钢带(1)之间抵触有圆锥形的压块(6)。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道恒阻抗剪大变形支护结构，其特征在于：所述钢带(1)上开设有与压块(6)相配合的第一凹槽(3)，所述第一凹槽(3)的厚度不大于钢带(1)厚度的三分之一，所述压块(6)的端部位于第一凹槽(3)内。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道恒阻抗剪大变形支护结构，其特征在于：所述压块(6)上开设有圆锥槽(8)，所述圆锥槽(8)上靠近钢带(1)一侧的直径较小，所述圆锥槽(8)与锁具(5)之间抵触有钢管(9)，所述钢管(9)与圆锥槽(8)相抵触的一侧外表面设有与圆锥槽(8)相配合的圆锥形结构。
4.根据权利要求3所述的一种煤矿巷道恒阻抗剪大变形支护结构，其特征在于：所述压块(6)上开设有
5.根据权利要求1至4中任一所述的一种煤矿巷道恒阻抗剪大变形支护结构，其特征在于：所述锚索(4)外包覆有C型管(10)，所述C型管(10)的外径小于通孔(2)的直径。
6.根据权利要求5所述的一种煤矿巷道恒阻抗剪大变形支护结构，其特征在于：所述C型管(10)的外侧设有螺纹，所述C型管(10)与压块(6)螺纹连接。
7.根据权利要求6所述的一种煤矿巷道恒阻抗剪大变形支护结构，其特征在于：所述圆锥槽(8)上最小的直径小于C型管(10)的内径。
8.根据权利要求5所述的一种煤矿巷道恒阻抗剪大变形支护结构，其特征在于：所述C型管(10)上开口(11)处的两侧均开设有第三凹槽，两个所述第三凹槽内均嵌设有磁铁(12)，两块所述磁铁(12)能够产生互斥力。
...【技术特征摘要】
1.一种煤矿巷道恒阻抗剪大变形支护结构，其特征在于：包括钢带(1)，所述钢带(1)的一侧与巷道顶板(13)相抵触，所述钢带(1)上开设有供锚索(4)穿过的通孔(2)，所述通孔(2)内插接有一端穿入巷道顶板(13)内的锚索(4)，所述锚索(4)的端部设有用于锁紧锚索(4)的锁具(5)，所述锁具(5)与钢带(1)之间抵触有圆锥形的压块(6)。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道恒阻抗剪大变形支护结构，其特征在于：所述钢带(1)上开设有与压块(6)相配合的第一凹槽(3)，所述第一凹槽(3)的厚度不大于钢带(1)厚度的三分之一，所述压块(6)的端部位于第一凹槽(3)内。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿巷道恒阻抗剪大变形支护结构，其特征在于：所述压块(6)上开设有圆锥槽(8)，所述圆锥槽(8)上靠近钢带(1)一侧的直径较小，所述圆锥槽(8)与锁具(5)之间抵触有钢管(9)，所述钢管(9)与圆锥槽(8)相抵触的一侧外表面设有与圆锥槽(8)相配合的圆锥形结构。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：仝潇，刘楠，刘剑，李兆龙，张小刚，
申请(专利权)人：河北工程大学，
类型：发明
国别省市：
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