矩形截面外包钢混凝土支架的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种矩形截面外包钢混凝土支架，属煤矿巷道支护设备【技术领域】，为解决煤矿软弱、破碎围岩巷道收敛变形大、支护困难的问题而设计。本发明一般为梯形或矩形，主要由顶部棚梁、两帮钢腿和接榫结构组成；所述的顶部棚梁和两帮钢腿的截面均为矩形，由外部空心矩形钢管和内部实心混凝土组合而成，且顶部棚梁和两帮钢腿通过接榫结构连接成整体支架。本发明刚度大、受力性能明确、安全度高、结构简单、耗钢量少、支护成本低、施工简便、工期短、工程实用性强，且能够有效控制巷道围岩的稳定。
【专利说明】 矩形截面外包钢混凝土支架
【技术领域】
[0001]本发明属于煤矿巷道支护设备【技术领域】，具体涉及一种煤矿巷道支护支架，尤其涉及矩形截面外包钢混凝土支架。
【背景技术】
[0002]我国煤炭资源丰富，产量大。由于煤层埋藏条件差别较大以及矿井巷道用途和生产技术条件不同，使得我国煤矿巷道支护工作复杂，支护形式多样。随着我国煤炭工业的发展及机械化水平的提高，矿井巷道向大断面发展，这使得巷道支护面临更大的挑战。对于围岩软弱、破碎的巷道，金属支架能很好的支撑软弱、破碎的岩(煤)体，使巷道的形状及尺寸满足要求。
[0003]金属支架一般是用矿用工字钢或U型钢制成的，这类支架的钢材耗量大、成本高、重量大、十分笨重，不便于运输和安装，而且不能很好的满足抗拉、抗压、抗剪、防锈、防腐的能力要求，因此，需要发明一种新的金属支架，以有效控制软弱、破碎巷道围岩的稳定。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种矩形截面外包钢混凝土支架，该支架不但可以有效的解决煤矿软弱、破碎巷道围岩的稳定性控制难题，而且结构简单、施工方便、耗钢量少、支护成本低、受力性能明确、技术经济可行。
[0005]本发明所采取的技术方案是:矩形截面外包钢混凝土支架，它一般为梯形或矩形，主要由顶部棚梁、两帮钢腿和接榫结构组成；所述的顶部棚梁和两帮钢腿的截面均为矩形，由外部空心矩形钢管和内部实心混凝土组合而成，且顶部棚梁和两帮钢腿通过接榫结构连接成整体支架。
[0006]本发明的施工使用方法是:巷道掘进成形后，首先将顶部棚梁提升至巷道顶板位置，然后将两侧帮的钢腿立起，并与巷道两帮密贴，接着用接榫结构将顶部棚梁和两帮钢腿连接起来，使其成为一个整体支架，最后通过安装背板和木楔将支架固定牢固。
[0007]本发明的工作原理是:矩形截面外包钢混凝土支架是一种由钢材和混凝土组合而成的结构体系，钢材的主要性能是抗拉，而混凝土的主要性能是承压。在复杂而强大的矿山压力作用下，矩形截面外包钢混凝土支架可以按照各种构件所处受力的位置和特点，最大限度的发挥出钢和混凝土各自材料的特性，不但满足了结构功能的要求，保证了软弱、破碎巷道围岩的稳定，而且还能取得很好的技术经济效果。
[0008]本发明的有益效果是:矩形截面外包钢混凝土支架刚度大、受力性能明确、安全度高、结构简单、耗钢量少、支护成本低、施工简便、工期短、工程实用性强，且能够有效控制软弱、破碎巷道围岩的稳定。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明矩形截面外包钢混凝土支架示意图。[0010]图2为本发明矩形截面外包钢混凝土支架截面图。
[0011]图3为本发明矩形截面外包钢混凝土支架使用状态示意图。
[0012]图例说明:1-顶部棚梁；2_两帮钢腿；3_接榫结构；4_外部空心矩形钢管；5_内部实心混凝土 ；6_巷道顶板；7_巷道两帮；8_背板和木楔。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0014]如图1和图2所示，本发明矩形截面外包钢混凝土支架，一般为梯形或矩形，主要由顶部棚梁1、两帮钢腿2和接榫结构3组成；所述的顶部棚梁I和两帮钢腿2的截面均为矩形，由外部空心矩形钢管4和内部实心混凝土 5组合而成，且顶部棚梁I和两帮钢腿2通过接榫结构3连接成整体支架。
[0015]如图3所示，使用时，巷道掘进成形后，首先将顶部棚梁I提升至巷道顶板6的位置，然后将两侧帮的钢腿2立起，并与巷道两帮7密贴，接着用接榫结构3将顶部棚梁I和两帮钢腿2连接起来，使其成为一个整体支架，最后通过安装背板和木楔8将支架固定牢固。
【权利要求】
1.一种矩形截面外包钢混凝土支架，其特征在于，它一般为梯形或矩形，主要由顶部棚梁、两帮钢腿和接榫结构组成；所述的顶部棚梁和两帮钢腿的截面均为矩形，由外部空心矩形钢管和内部实心混凝土组合而成，且顶部棚梁和两帮钢腿通过接榫结构连接成整体支架。
【文档编号】E21D15/02GK103470278SQ201310414788
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】孔德森, 赵志民, 王晓敏, 贾腾, 王安水, 王士权 申请人:山东科技大学