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[發明專利]一種巷道U型支架裝置及方法在審

專利信息
申請號: 202011322405.9 申請日: 2020-11-23
公開(公告)號: CN112324478A 公開(公告)日: 2021-02-05
發明(設計)人: 李元輝;戴星航;李坤蒙;安龍;馮夏庭 申請(專利權)人: 東北大學;遼寧石油化工大學
主分類號: E21D15/02 分類號: E21D15/02;E21D15/50;E21D15/55
代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732 代理人: 周新楣
地址: 110819 遼寧*** 國省代碼: 遼寧;21
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摘要:
搜索關鍵詞: 一種 巷道 支架 裝置 方法
【權利要求書】:

1.一種巷道U型支架裝置,包括支架拱頂U型鋼,所述支架拱頂U型鋼兩端通過連接卡纜固定連接有支架腿部U型鋼,其特征在于,所述支架腿部U型鋼底部設置有支架腿部膨脹裝置;所述支架腿部膨脹裝置包括下部內套筒、上部外套筒、束狀復合膨脹材料藥卷和填充河沙;所述上部外套筒套設于下部內套筒外部,所述下部內套筒內設置有束狀復合膨脹材料藥卷,所述束狀復合膨脹材料藥卷頂部及底部設置有填充河沙。

2.根據權利要求1所述的一種巷道U型支架裝置,其特征在于,所述下部內套筒為無縫鋼管,一端開口,另一端固定連接有內套筒鋼板,所述內套筒鋼板四角分別設有開孔;所述下部內套筒外壁上均勻設置有多個泄水排氣孔;所述泄水排氣孔處套有彈性橡膠圈,所述彈性橡膠圈寬度大于泄水排氣孔直徑。

3.根據權利要求1所述的一種巷道U型支架裝置,其特征在于,所述上部外套筒為無縫鋼管,一端開口,另一端固定連接有外套筒鋼板,所述外套筒鋼板上設置有注水孔,所述注水孔與上部外套筒內部相連通;所述外套筒鋼板上朝向上部外套筒內部空間一側固定連接有螺母,所述螺母開口中心與所述注水孔共軸。

4.根據權利要求1所述的一種巷道U型支架裝置,其特征在于,所述束狀復合膨脹材料藥卷為多支呈圓筒狀的復合膨脹材料藥卷捆綁為一體的束狀體;所述復合膨脹材料藥卷內部為壓縮筒狀復合膨脹材料,外部包覆具有透水性的紙質材料。

5.根據權利要求4所述的一種巷道U型支架裝置,其特征在于,所述束狀復合膨脹材料藥卷置于下部內套筒的內部,分為上、下兩段放置,兩段之間用填充河沙分隔。

6.根據權利要求1或5所述的一種巷道U型支架裝置,其特征在于,所述填充河沙為常規建筑用河沙。

7.一種巷道U型支架裝置使用方法,其特征在于,包含以下步驟:

S1、在進行支護的巷道兩幫底板處分別鉆孔,每處鉆孔的布置與下部內套筒底座鋼板上的開孔一一對應;

S2、在下部內套筒內鋪設填充河沙,將束狀復合膨脹材料藥卷放入套筒內,倒入適量填充河沙,輕微振搗使河沙充填至束狀復合膨脹材料藥卷內部及其與內部套筒之間的空隙中,待河沙完全覆蓋束狀復合膨脹材料藥卷頂部后,繼續倒入河沙使之在套筒內部形成隔離墊層,然后將另一束狀復合膨脹材料藥卷放入套筒內剩余空間中,重復倒入河沙并振搗步驟,直到填充河沙完全與套筒邊緣平齊;

S3、將下部內套筒外壁的彈性橡膠圈整體移至所述泄水排氣孔處,在橡膠張緊力的作用下,對所述泄水排氣孔進行封堵,然后將焊接有支架腿部U型鋼的上部外套筒套入下部內套筒,組裝成支架腿部U型鋼;

S4、將兩個組合完畢的支架腿部U型鋼分別置于巷道兩幫底板鉆孔的位置,利用膨脹螺栓穿過所述內套筒鋼板四角預留的開孔,插入對應的所述鉆孔中,擰緊膨脹螺栓,將其固定在巷道底板,轉動支架腿部U型鋼,使位于巷道兩幫的兩個支架腿部U型鋼呈對齊狀態;

S5、在巷道兩幫已對齊的支架腿部U型鋼之間,架設支架拱形U型鋼,保證搭接長度,并在搭接部位安裝連接卡纜,安裝過程中需對支架整體進行適當調整,盡可能增加支架拱部與巷道圍巖的接觸面積,調整完成后按照設計要求擰緊連接卡纜;

S6、通過支架腿部膨脹裝置中上部外套筒鋼板上留設的注水孔,向其內部空間注水至溢出狀態后停止注水,將與注水孔內焊接螺母配套的螺栓擰入注水孔,對套筒內部空間進行密封,由于下部內套筒底部留設的泄水排氣孔被彈性橡膠圈臨時堵塞,注水后套筒空間內的束狀復合膨脹材料藥卷與填充河沙均處于被水完全浸泡狀態,此時卷內的復合膨脹材料通過透水性良好的紙質外殼吸水,10min以后將彈性橡膠圈移走,套筒內多余的水沿泄水排氣孔排出;

S7、20min至40min后,支架腿部膨脹裝置內部束狀復合膨脹材料藥卷開始反應,體積膨脹使得上部外套筒沿套筒筒身方向作類似活塞運動,并推動其上方的支架腿部U型鋼和支架拱形U型鋼,向巷道拱頂方向移動,實現支架與巷道圍巖的主動接頂。

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