一種可反映圍巖變形穩定性及支架可縮合理性的金屬支架的製作方法

2023-06-12 05:31:46

專利名稱：一種可反映圍巖變形穩定性及支架可縮合理性的金屬支架的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及用於地下工程巷道支護的支架，具體涉及深部開採煤巷支護的可反映圍巖變形穩定性及支架合理可縮性的金屬支架。
技術背景 隨煤炭向深部開採，圍巖穩定性已成為制約深部煤炭是否能安全高效以及可持續性開採的關鍵。工程中採用ー種簡單易行的方法較為量化判斷圍巖穩定性，選擇合理支架可縮性，充分發揮圍巖自承載力和支架支撐カ對於保證深部開採巷道穩定至關重要。但目前工程中還未採用ー種操作較為定量的確定圍巖容許自承載カ大小即圍巖穩定性的量化判別的方法及裝置，從而無法較為準確的選擇支架可縮性，造成工程後期有時圍巖變形失穩形成片幫冒頂但支架承載カ未達到極限承載力，有時支架承載カ明顯超載但圍巖自承載カ遠未充分發揮、有時圍巖變形失穩同時支架受荷超載、有時圍巖變形和支架受荷都未達到容許值等不合理支護效果。而現有的金屬支架支護是不能及時動態判別圍巖是否會產生片幫、冒頂等不穩定趨勢，不能判斷圍巖自承載カ是否達到極限承載力，不能及時反映支架受荷大小，對支護可縮性合理性不能較為直接量化確定。
發明內容針對現有技術中存在的問題，本實用新型的目的在於提供可反映圍巖變形穩定性及支架合理可縮性的金屬支架。本實用新型為實現其目的所採取的技術方案ー種可反映圍巖變形穩定性及支架可縮合理性的金屬支架，包括支架棚腿及頂梁，所述支架棚腿及頂梁外側均設有測壓裝置。所述測壓裝置為油壓測壓裝置，包括金屬腔體、壓カ表和注液孔，所述金屬腔體固定在上、下夾板之間。所述支架棚腿及頂梁為梯形棚或U形棚的支架棚腿及頂梁。由上述技術方案可知本實用新型通過設於支架外側的測壓裝置，可以早期估算支架受荷大小，並通過該測壓裝置壓カ表讀數隨時間變化波動性來早期分析圍巖穩定性即圍巖自承載カ是否達到充分發揮。根據測得的支架受荷和圍巖自承載カ發揮程度可以初步估算支架可縮性的合理性，判斷支護參數合理性。本實用新型的有益效果可量化判別圍巖穩定性，較為準確分析圍巖自承載カ容許值，量化確定支架可縮性及合理確定支架支護參數。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進ー步說明。


圖1為測壓裝置結構示意圖；圖2為可反映圍巖變形穩定性及支架合理可縮性的梯形棚金屬支架；圖3為可反映圍巖變形穩定性及支架合理可縮性的U形棚金屬支架。[0013]圖中:1、測壓裝置，1. 1、上夾板，1.2、下夾板，1.3、金屬腔體，1.4、壓カ表，1.5、注
液孔，2、梯形棚棚腿，3、梯形棚頂梁，4、U形棚棚腿，5、U形棚頂梁，6、圍巖表面。
具體實施方式
本實用新型包括支架棚腿及頂梁，支架棚腿及頂梁外側均設有測壓裝置1。
圖1為測壓裝置結構示意圖；該裝置由上夾板1. 1、下夾板1. 2、金屬腔體1. 3、壓力表1. 4和注液孔1. 5構成。金屬腔體1. 3中灌液壓油。測壓裝置1通過下夾板1. 2焊接幹支架棚腿及頂梁外側，在實際使用中上夾板1. 1緊帖圍巖表面6，壓カ表1.4用於反映液壓油受壓大小。·[0016]本實用新型的支架形式有兩種，其ー是梯形棚金屬支架，如圖2所示，測壓裝置1分別安裝在梯形棚棚腿2和梯形棚頂梁3外側。其ニ是U形棚金屬支架，如圖3所示，測壓裝置1分別安裝在U形棚棚腿4和U形棚頂梁5外側。本實用新型可以做到早期判斷圍巖穩定性、支架受荷從而及時主動選擇合理支護參數保持圍巖穩定，避免後期被動返修造成的不必要浪費；可以及時反映支架受荷從而判斷支架受荷是否達到極限承載カ；可以在圍巖變形早期對支架可縮性合理性進行較為量化判別；可以做到及時改變支架可縮性充分發揮圍巖自承載力和支架承載力，保持圍巖穩定。以安徽國投新集礦區新集三礦-550m水平運輸巷和軌道巷採用梯形棚支護為例。(1)原支護狀況安徽國投新集礦區新集三礦-550m水平運輸巷和軌道巷採用12 #礦用エ字鋼梯形棚支護。由於不能及時判斷圍巖穩定性和合理確定支架可縮性，經過大約60d後發生下述情況a、巷道右幫棚腿明顯內移，但棚腿無明顯彎曲；巷道左幫棚腿明顯彎曲，但圍巖變形並不明顯。b、巷道兩幫顯著內移，頂板下沉，棚腿及頂梁明顯彎曲。c、棚腿及頂梁無明顯彎曲，圍巖兩幫變形不顯著，頂板產生較顯著變形。(2)採用本實用新型對圍巖穩定及支架可縮合理性判別觀測結果為及時判斷圍巖穩定及支架可縮合理性，在巷道不同地段，使測壓裝置和幫部圍巖及頂部圍巖緊密接觸。圍巖支護初期15d內，每天觀測壓カ表讀數，工程實踐中觀測得出的巷道不同地段測壓裝置表壓カ表讀數隨時間變化。結果處理壓カ表讀數大小反映支架受荷大小，經分析該斷面尺寸梯形棚支架受荷達到極限承載カ時測壓裝置壓カ表讀數應約為0. 5Mpa。工程實測表明壓カ表讀數保持穩定吋，圍巖變形後期觀測不到明顯表面裂紋，當壓カ表讀數產生波動，根據波動程度不同，圍巖表面有不同程度裂紋，根據壓カ表讀數變化波動程度可以判斷圍巖穩定性程度。a、如果實測結果壓力表讀數隨時間增加至l.OMpa後基本保持不變，讀數未產生明顯波動表明圍巖穩定，但支架受荷卻超過極限承載カ0. 5MPa，應加大支架可縮性。b、如果實測結果支架受荷隨時間増加至0. 25MPa後，產生明顯波動，圍巖變形鬆動有明顯不穩定趨勢，但支架受荷確未超過極限承載カ；應減小支架可縮性。[0031]c、如果實測結果支架受荷接近極限承載カ0. 5Mpa，同時支架受荷產生較小程度的波動，圍巖近於失穩，圍巖自承載カ已得到充分發揮，同時支架受荷也達到極限承載力。可以略減小棚距。d、如果實測結果壓力表讀數隨時間變化增長到0. 25MPa後基本保持穩定，圍巖變形穩定，支架受荷未達到極限承載力。可以增大梯形棚間距。e、如果實測結果壓力表讀數隨時間變化增長到1. OMPa後，支架受荷產生明顯波動，圍巖變形不穩定，支架受荷超過極限承載力。必須減小梯形棚間距。
權利要求1.一種可反映圍巖變形穩定性及支架可縮合理性的金屬支架，包括支架棚腿及頂梁，其特徵在於所述支架棚腿及頂梁外側均設有測壓裝置。
2.根據權利要求I所述的金屬支架，其特徵在於所述測壓裝置為油壓測壓裝置，包括金屬腔體、壓力表和注液孔，所述金屬腔體固定在上、下夾板之間。
3.根據權利要求I或2所述的金屬支架，其特徵在於所述支架棚腿及頂梁為梯形棚或U形棚的支架棚腿及頂梁。
專利摘要本實用新型涉及一種可反映圍巖變形穩定性及支架可縮合理性的金屬支架，包括支架棚腿及頂梁，所述支架棚腿及頂梁外側均設有測壓裝置。所述測壓裝置為油壓測壓裝置，包括金屬腔體、壓力表和注液孔，所述金屬腔體固定在上、下夾板之間。所述支架棚腿及頂梁為梯形棚或U形棚的支架棚腿及頂梁。本實用新型可以早期估算支架受荷大小，並通過該測壓裝置壓力表讀數隨時間變化波動性來早期分析圍巖穩定性即圍巖自承載力是否達到充分發揮。根據測得的支架受荷和圍巖自承載力發揮程度可以初步估算支架可縮性的合理性，判斷支護參數合理性。
文檔編號E21D15/46GK202755990SQ20122029365
公開日2013年2月27日 申請日期2012年6月21日 優先權日2012年6月21日
發明者吳德義 申請人:安徽建築工業學院