专利名称：井下有轨巷道支模用的支架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及矿山工程支护技术领域，具体地说，涉及一种井下有轨巷道支模用的支架。
背景技术：
目前，在国内地下矿山工程的基建施工中，通常用人工凿爆来碎岩，用电动铲运机或耙斗式装岩机来装岩，以及用有轨电机车牵引矿车来排岩。由于井下巷道的断面设计得比较狭小，再加上通风条件、地质条件的局限和影响，在对单一的独头巷道进行施工时，一般是先进行掘进，然后再进行支护。掘进和支护因相互制约和相互影响而无法同时施工、平行作业。于是，项目工期耗用的时间较多。例如，在进行常规的砌碹支护时，一般的做法是，在巷道内支设柱腿和拱架，同时用钢筋将柱腿连接起来，并在巷道内搭设脚手架平台，之后方可安放模板并进行浇筑作业。 这样，支模准备费时较多，施工材料(如钢筋、氧气、乙炔、电焊条等)损耗较大，而且所需人
工较多。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种可重复使用的井下有轨巷道支模用的支架，以解决地下独头巷道施工中掘进和支护同步进行的问题，使得可以在掘进排岩的同时对围岩破碎段进行永久支护，从而加快施工进度，降低施工成本。为了实现上述目的，本实用新型提供一种井下有轨巷道支模用的支架，其包括沿所述巷道中的轨道延伸方向排列的两列直立的柱腿，其中，一列柱腿与另一列柱腿按顺序一一对应，每条柱腿的顶部设有第一对接头，以及一列柱腿中的每条柱腿和另一列柱腿中的对应柱腿的顶部附近的侧面上彼此相对地设置一对第二对接头，每列柱腿中相邻的两个柱腿的侧面上彼此相对地设置至少两对第三对接头；多个横支撑，每个横支撑的两端均设有与所述第二对接头对应的对接头，其中，一列柱腿中的每条柱腿和另一列柱腿中的对应柱腿的顶部附近的侧面上彼此相对地设置的一对第二对接头分别与一个横支撑两端的对接头对接；多个纵支撑，每个纵支撑的两端均设有与所述第三对接头对应的对接头，其中， 所述每列柱腿中相邻的两个柱腿的侧面上彼此相对地设置的至少两对第三对接头中的每对第三对接头分别与一个纵支撑的两端的对接头对接；多个拱架，每个拱架的两个拱基部均设有与所述第一对接头对应的对接头，每个拱架的两个拱基部上的对接头分别与所述一对相对应的柱腿的顶部上的所述第一对接头对接；多个横撑丝杠及母套组件，在每条柱腿的底部附近的侧面与巷道中的靠近该条柱腿的轨道的侧面之间支设有一个所述横撑丝杠及母套组件，该横撑丝杠及母套组件与该条柱腿和该条轨道垂直，并且该横撑丝杠及母套组件的外观长度可调节；以及多个斜撑丝杠及母套组件，每个斜撑丝杠及母套组件的两端均设有对接头，该两端的对接头分别与设置在柱腿侧面上的第四对接头和设置在所述横撑丝杠及母套组件的侧面上的第五对接头对应并对接，并且该斜撑丝杠及母套组件的外观长度可调节。所述柱腿由圆钢、圆钢管、方钢、方钢管和工字钢中的一种或几种型材制成，所述横支撑由圆钢、圆钢管、方钢、方钢管和工字钢中的一种或几种型材制成，所述纵支撑由圆钢、圆钢管、方钢、方钢管和工字钢中的一种或几种型材制成，以及所述拱架由圆钢、圆钢管、方钢、方钢管、槽钢、角钢和工字钢中的一种或几种型材制成。由上面的描述可知，斜撑丝杠及母套组件、横撑丝杠及母套组件以及柱腿形成三角形，结构非常稳固；通过调节斜撑丝杠及母套组件和横撑丝杠及母套组件的长度，可以使拱架达到设计宽度，同时可以保证柱腿的垂直度和刚度；在横支撑上还可以铺设木板以作为拱部作业时的操作平台。采用本实用新型所述的支架进行支护时，可以同步进行掘进，矿车可以沿着巷道中的轨道从支架的横支撑的下方顺利通过以进行排岩。这样就加快了工程整体施工的进度。采用本实用新型所述的支架还可以节约支模时间，减少耗材的使用，节省工时，从而使施工成本大幅度降低。另外，本实用新型所述的支架可以重复使用。
图1示出了本实用新型的一个实施例所述的井下有轨巷道支模用的支架的横断面；图2示出了本实用新型的一个实施例所述的井下有轨巷道支模用的支架中纵支撑与柱腿结合的剖面示意图；图3示出了本实用新型的一个实施例所述的井下有轨巷道支模用的支架中的横撑丝杠及母套组件的剖面示意图；图4示出了本实用新型的一个实施例所述的井下有轨巷道支模用的支架中的斜撑丝杠及母套组件的侧视图；以及图5示出了本实用新型的一个实施例所述的井下有轨巷道支模用的支架中的斜撑丝杠及母套组件的俯视图。
具体实施方式
下面将参考附图来描述本实用新型所述的井下有轨巷道支模用的支架的一个实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的， 而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，相同的附图标记表示相同的部件，附图未按比例画出。图1示出了本实用新型的一个实施例所述的井下有轨巷道支模用的支架的横断面。如图1所示，本实用新型的一个实施例所述的井下有轨巷道支模用的支架100包括沿所述巷道中的轨道200a、200b的延伸方向(即垂直于纸面的方向)排列的两列直立的柱腿 IOa和10b、多个横支撑20、多个纵支撑(未示出)、多个拱架40、多个横撑丝杠及母套组件 50a和50b以及多个斜撑丝杠及母套组件60a和60b。两列柱腿IOa和IOb中，一列柱腿IOa与另一列柱腿IOb按顺序一一对应，每条柱腿IOa或IOb的顶部设有第一对接头Ila或11b，一列柱腿中的每条柱腿IOa和另一列柱腿中的对应柱腿IOb的顶部附近的侧面上彼此相对地设置一对第二对接头1 和12b，每列柱腿IOa或IOb中相邻的两个柱腿的侧面上彼此相对地设置至少两对第三对接头13a或13b (参见后面的图幻。另外，如后面所述，在每条柱腿IOa或IOb的侧面还设有第四对接头Ha或14b。柱腿IOa或IOb由圆钢、圆钢管、方钢、方钢管和工字钢中的一种或几种型材制成。第一对接头Ila和lib由固定(例如，通过焊接)在柱腿IOa和IOb顶部的钢板构成，在该钢板上形成有多个孔(例如在钢板边缘对称设置的2个或4个孔)。第二对接头 1 和12b由固定(例如通过焊接)在柱腿IOa和IOb的顶部附近的侧面上的钢板制成，在该钢板上形成有多个孔。在图1所示的实施例中，构成第二对接头1 和12b的钢板的一个边焊接在柱腿IOa和IOb的侧面上(即，该钢板平行于纸面)。在其它的实施例中，也可以是构成第二对接头1 和12b的钢板的板面焊接在柱腿IOa和IOb的侧面上(即该钢板垂直于纸面)。在一个实施例中，第三对接头13a和1 可以由固定在柱腿IOa和IOb的侧面上的圆钢管制成。第四对接头Ha和14b由固定(例如通过焊接)在柱腿IOa和IOb的中下部附近的侧面上的钢板制成，该钢板上形成有多个孔，并且该钢板的一个边焊接在柱腿IOa和IOb的侧面上(即，该钢板平行于纸面)。横支撑20由圆钢、圆钢管、方钢、方钢管和工字钢中的一种或几种型材制成。横支撑20的两端设有与柱腿IOa和IOb上的第二对接头1 和12b相对应的对接头。例如，横支撑20两端的对接头可以由固定(例如通过焊接)在横支撑20两端的钢板制成，在该钢板上形成有多个孔。横支撑20两端的对接头钢板上的多个孔与柱腿IOa和IOb上的第二对接头1 和12b上的多个孔彼此对应且对应孔的大小相同，通过螺栓和螺母，可以将柱腿 IOa和IOb上的第二对接头1 和12b与横支撑20两端对应的对接头对接起来。所述纵支撑由圆钢、圆钢管、方钢、方钢管和工字钢中的一种或几种型材制成。每个纵支撑的两端均设有与柱腿上的第三对接头13a或1 对应的对接头，并且每列柱腿中相邻的两个柱腿的侧面上彼此相对地设置的至少两对第三对接头中的每对第三对接头分别与一个纵支撑的两端的对接头对接。图2示出了本实用新型的一个实施例中的纵支撑 30a及其与柱腿IOa对接的示意图。如图2所示，在本实用新型的一个实施例中，纵支撑30a 由圆钢制成，其两端形成为与该纵支撑30a的中间部垂直且相互平行的杆31a，作为该纵支撑30a两端的对接头。纵支撑30a两端的对接头31a分别与一个柱腿列中的两个相邻柱腿上的第三对接头13a对接，在图2所示的实施例中，即为分别插入形成为柱腿IOa上的第三对接头13a的圆钢管中。再参看图1，拱架40由圆钢、圆钢管、方钢、方钢管、槽钢、角钢和工字钢中的一种或几种型材制成，并且每个拱架40可以由两个或多个部分对接而成。在每个拱架40的两个拱基部均设有与柱腿IOa和IOb上的第一对接头Ila和lib对应的对接头41a和41b。 例如，在本实用新型的一个实施例中，拱架40上的对接头41a和41b由固定(例如，通过焊接)在拱基部上的钢板构成，在该钢板上形成有多个孔。拱架40上的对接头41a或41b上的多个孔与柱腿IOa或IOb上的第一对接头Ila或lib上的多个孔彼此对应并且对应孔的大小相同，通过例如螺栓和螺母，可以将每个拱架40的两个拱基部上的对接头41a和41b 分别与一对相对应的柱腿的顶部上的第一对接头Ila和lib对接起来。横撑丝杠及母套组件50a和50b分别支设在柱腿IOa和轨道200a之间以及柱腿 IOb和轨道200b之间，并且外观长度可调节。横撑丝杠及母套组件50a与柱腿IOa和轨道 200a垂直，而横撑丝杠及母套组件50b与柱腿IOb和轨道200b垂直。图3是本实用新型的一个实施例所述的支架中的横撑丝杠及母套组件50a的示意图。如图3所示，横撑丝杠及母套组件50a包括第一丝杠51a、第二丝杠52a、母套53a以及第五对接头Ma，其中，第一丝杠 51a和第二丝杠5 呈圆柱形，在其侧面设有螺纹，在其主体上设有垂直于其侧面延伸的通孔55a以便在其中插入钢筋使丝杠51a和5 转动；而母套53a呈圆管形，在其两端的内壁上分别设有与第一丝杠51a和第二丝杠5 上的螺纹匹配的螺纹。第一丝杠51a、第二丝杠 52a和母套53a通过螺纹相结合。通过第一丝杠51a和/或第二丝杠5 上的通孔55a，利用杆或棒可以调节横撑丝杠及母套组件50a的外观长度。另外，在母套53a的外侧面的中央固定地设置有第五对接头Ma，用于与下面将要述及的斜撑丝杠及母套组件进行对接。图4为斜撑丝杠及母套组件60a的侧视图，而图5为其俯视图。斜撑丝杠及母套组件60b与斜撑丝杠及母套组件60a类似，这里省略其描述。如图4和图5所示，斜撑丝杠及母套组件60a包括丝杠61a、第一母套62a以及第二母套63a。丝杠61a的两端设有螺纹，其主体中央上设有垂直于其侧面延伸的通孔6 以便在其中插入钢筋使丝杠61a转动。 第一母套62a的一端设有与丝杠61a的一个螺纹端相匹配的螺孔，而第一母套62a的另一端设有与设置在柱腿侧面上的第四对接头Ha相对应的对接头66a。第二母套63a的一端设有与丝杠61a的另一个螺纹端相匹配的螺孔，而其另一端设有与设置在横撑丝杠及母套组件50a上的第五对接头5 相对应的对接头67a。设置丝杠61a的两个螺纹端的螺纹方向与第一母套6 和第二母套63a上的螺孔的螺纹方向，使得在将丝杠61a的两个螺纹端分别与第一母套6 和第二母套63a上的螺孔相结合并利用丝杠61a上的通孔6 使丝杠 61a绕着自身的中心轴转动时，第一母套6 和第二母套63a做方向相反的运动，从而斜撑丝杠及母套组件60a就可以伸缩，其长度就可以调节。举例来说，可以使第一母套6 和第二母套63a上的螺纹方向一致，使丝杠61a两端的螺纹方向相反，这样，当丝杠61a绕自身中心轴转动时，套在丝杠61a上的第一母套6 和第二母套63a做方向相反的运动。斜撑丝杠及母套组件60a两端的对接头66a和67a可以由固定(例如通过焊接或一体化形成)在斜撑丝杠及母套组件60a两端的一个或多个钢板(在图4和图5中为两个钢板)制成，在该钢板上形成有孔。该两端的对接头66a和67a分别与设置在柱腿IOa侧面上的第四对接头Ha和设置在横撑丝杠及母套组件50a的侧面上的第五对接头5 对应， 并通过螺栓和螺母进行对接。如图1所示，柱腿IOa上的第四对接头14a、横撑丝杠及母套组件50a上的第五对接头5 在柱腿10a、横撑丝杠及母套组件50a和斜撑丝杠及母套组件 60a所形成的平面内。在井下有轨巷道中使用本实用新型所述的支模用的支架时，先将拱架40与柱腿 IOa和IOb对接起来，然后使柱腿IOa和IOb立在基岩上。接着，支设横撑丝杠及母套组件50a和50b以及斜撑丝杠及母套组件60a和60b，并对其进行粗调。此时，在柱腿IOa和 IOb所立的基岩上预先形成凹坑，或者使用小方木，将其一端顶住巷道壁，将其另一端顶住柱腿，从而使所述柱腿的位置固定。随后使横支撑20与柱腿IOa和IOb对接。同样，继续架立其它的拱架、柱腿以及横支撑，并在同一列柱腿中的相邻柱腿之间支设纵支撑30a和 30b。然后，根据设计断面的宽度、高度调节斜撑丝杠及母套组件60a和60b以及横撑丝杠及母套组件50a和50b以确保柱腿IOa和IOb的垂直度。接着，在柱腿外侧铺装组合定型钢模板，并进行砼浇筑作业。当需要拆除本实用新型所述的支架时，采用与上述步骤序列相反的步骤序列来拆除即可。由上面的描述可知，斜撑丝杠及母套组件60a(60b)、横撑丝杠及母套组件 50a(50b)以及柱腿IOa(IOb)形成三角形，结构非常稳固；通过调节斜撑丝杠及母套组件 60a(60b)和横撑丝杠及母套组件50a(50b)，可以使拱架达到设计宽度，同时可以保证柱腿 IOa和IOb的垂直度和刚度；在横支撑20上还可以铺设木板以作为拱部40作业时的操作平台。采用本实用新型所述的支架进行支护时，可以同步进行掘进，矿车可以沿着巷道中的轨道从支架的横支撑20的下方顺利通过以进行排岩。这样就加快了工程整体施工进度。采用本实用新型所述的支架还可以节约了支模时间，减少耗材的使用，节省工时， 从而使施工成本大幅度降低。另外，本实用新型所述的支架可以重复使用。本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的井下有轨巷道支模用的支架，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进和组合。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
权利要求1.一种井下有轨巷道支模用的支架，其特征在于，包括沿所述巷道中的轨道延伸方向排列的两列直立的柱腿，其中，一列柱腿与另一列柱腿按顺序一一对应，每条柱腿的顶部设有第一对接头，以及一列柱腿中的每条柱腿和另一列柱腿中的对应柱腿的顶部附近的侧面上彼此相对地设置一对第二对接头，每列柱腿中相邻的两个柱腿的侧面上彼此相对地设置至少两对第三对接头；多个横支撑，每个横支撑的两端均设有与所述第二对接头对应的对接头，其中，一列柱腿中的每条柱腿和另一列柱腿中的对应柱腿的顶部附近的侧面上彼此相对地设置的一对第二对接头分别与一个横支撑两端的对接头对接；多个纵支撑，每个纵支撑的两端均设有与所述第三对接头对应的对接头，其中，所述每列柱腿中相邻的两个柱腿的侧面上彼此相对地设置的至少两对第三对接头中的每对第三对接头分别与一个纵支撑的两端的对接头对接；多个拱架，每个拱架的两个拱基部均设有与所述第一对接头对应的对接头，每个拱架的两个拱基部上的对接头分别与所述一对相对应的柱腿的顶部上的所述第一对接头对接；多个横撑丝杠及母套组件，在每条柱腿的底部附近的侧面与巷道中的靠近该条柱腿的轨道的侧面之间支设有一个所述横撑丝杠及母套组件，该横撑丝杠及母套组件与该条柱腿和该条轨道垂直，并且该横撑丝杠及母套组件的外观长度可调节；以及多个斜撑丝杠及母套组件，每个斜撑丝杠及母套组件的两端均设有对接头，该两端的对接头分别与设置在柱腿侧面上的第四对接头和设置在所述横撑丝杠及母套组件的侧面上的第五对接头对应并对接，并且该斜撑丝杠及母套组件的外观长度可调节。
2.根据权利要求1所述的井下有轨巷道支模用的支架，其特征在于，所述柱腿由圆钢、圆钢管、方钢、方钢管和工字钢中的一种或几种型材制成，所述横支撑由圆钢、圆钢管、方钢、方钢管和工字钢中的一种或几种型材制成，所述纵支撑由圆钢、 圆钢管、方钢、方钢管和工字钢中的一种或几种型材制成，以及所述拱架由圆钢、圆钢管、方钢、方钢管、槽钢、角钢和工字钢中的一种或几种型材制成。
3.根据权利要求1所述的井下有轨巷道支模用的支架，其特征在于， 所述横撑丝杠及母套组件包括第一丝杠，呈圆柱形，第一丝杠的侧面设有螺纹，第一丝杠的主体上设有垂直于第一丝杠的侧面延伸的通孔；第二丝杠，呈圆柱形，第二丝杠的侧面设有螺纹，第二丝杠的主体上设有垂直于第二丝杠的侧面延伸的通孔；母套，呈圆管形，其两端的内壁上分别设有与所述第一丝杠和所述第二丝杠上的螺纹匹配的螺纹；第五对接头，固定地设置在所述母套的外侧面的中央，其中，第一丝杠、第二丝杠和母套相结合，并通过第一丝杠和/或第二丝杠上的通孔， 利用杆或棒调节横撑丝杠及母套组件的外观长度。
4.根据权利要求1所述的井下有轨巷道支模用的支架，其特征在于， 所述斜撑丝杠及母套组件包括丝杠，该丝杠的两端设有螺纹，该丝杠的主体上设有垂直于该丝杠的侧面延伸的通孔；第一母套，该第一母套的一端设有与所述丝杠的一个螺纹端相匹配的螺孔，该第一母套的另一端设有与设置在柱腿侧面上的第四对接头相对应的对接头；以及第二母套，该第二母套的一端设有与所述丝杠的另一个螺纹端相匹配的螺孔，该第二母套的另一端设有与设置在所述横撑丝杠及母套组件上的第五对接头相对应的对接头；其中，设置所述丝杠的两个螺纹端的螺纹方向与所述第一母套和所述第二母套上的螺孔的螺纹方向，使得在将所述丝杠的所述两个螺纹端分别与所述第一母套和所述第二母套上的螺孔相结合并利用所述丝杠上的通孔使所述丝杠绕着自身的中心轴转动时，所述第一母套和所述第二母套做方向相反的运动。
5.根据权利要求1所述的井下有轨巷道支模用的支架，其特征在于，所述第一对接头是形成有多个孔的钢板，与所述第一对接头相对应的对接头也是形成有多个孔的钢板，所述两个钢板上的多个孔彼此对应并且对应孔的大小相同，通过螺栓和螺母，所述第一对接头与其所对应的对接头对接。
6.根据权利要求1所述的井下有轨巷道支模用的支架，其特征在于，所述第二对接头是形成有多个孔的钢板，与所述第二对接头相对应的对接头也是形成有多个孔的钢板，所述两个钢板上的多个孔彼此对应并且对应孔的大小相同，通过螺栓和螺母，所述第二对接头与其所对应的对接头对接。
7.根据权利要求1所述的井下有轨巷道支模用的支架，其特征在于，所述纵支撑由圆钢制成，其两端形成为与该纵支撑的中间部垂直且相互平行的杆，作为该纵支撑两端的对接头；与该纵支撑的两端的对接头对接的所述一个柱腿列中的相邻的两个柱腿的侧面上的相对应的一对第三对接头由分别固定在该两个柱腿侧面上的一对圆钢管制成，所述纵支撑的两端的对接头分别插入所述一对圆钢管中。
8.根据权利要求1所述的井下有轨巷道支模用的支架，其特征在于，所述第四对接头是形成有多个孔的钢板，该钢板固定在柱腿上，并与该柱腿以及相应的横撑丝杠及母套组件在一个平面内，所述第五对接头是形成有多个孔的钢板，该钢板固定在横撑丝杠及母套组件上，并与该横撑丝杠及母套组件以及相应的柱腿在一个平面内，通过螺栓和螺母，所述第四对接头与其所对应的对接头对接以及所述第五对接头与其所对应的对接头对接。
专利摘要本实用新型提供一种井下有轨巷道支模用的支架，其包括两列柱腿，柱腿顶部均设有第一对接头，两列柱腿中每对对应柱腿的上部彼此相对地设置第二对接头，每列柱腿中相邻两柱腿上彼此相对地设置第三对接头；多个横支撑，通过其两端的对接头与各对对应柱腿上的第二对接头对接；多个纵支撑，通过其两端的对接头与每列柱腿中相邻两柱腿上的第三对接头对接；多个拱架，通过其拱基部的对接头与每对对应柱腿上的第一对接头对接；多个横撑丝杠及母套组件，支设在柱腿和轨道之间，长度可调；以及多个斜撑丝杠及母套组件，与设置在柱腿侧面的第四对接头和设置在横撑丝杠及母套组件上的第五对接头对应并对接，长度可调。这种支架可使支护与掘进同时进行。
文档编号E21D11/10GK202090926SQ20112014627
公开日2011年12月28日 申请日期2011年5月10日 优先权日2011年5月10日
发明者吴海燕, 孙建恒, 宋彦辉, 陈德友 申请人:中国华冶科工集团有限公司