本实用新型涉及底部空芯结构，更具体地说，涉及一种控制底鼓的钢拱架底部空芯结构。
背景技术：
在采矿以及相关的地下空间工程领域，在巷道周围或采矿工作面的岩层和矿层内产生的高低应力作用，使支护结构受压后的变形、折损、顶板下沉、底鼓，从而造成冒顶、片帮等严重事故，使支护成本大大增加。并且在高地应力地区巷道出现底臌现象严重，加上传统钢拱架存在的不足，导致巷道返修周期短、巷道支护成本高，严重制约矿山开拓工程发展，通过可伸缩的底部反拱以及顶部仰拱支护结构设计，克服传统支护结构缺点，延长支护结构的返修周期，降低高地应力巷道以及空间变形的返修成本。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种对巷道进行支护、有效阻止底鼓巷道变形的控制底鼓的钢拱架底部空芯结构。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种控制底鼓的钢拱架底部空芯结构，包括底部反拱与固有结构，所述底部反拱和固有结构组成环形结构，所述底部反拱的两端卡设在固有结构的两端，底部反拱与固有结构的卡接处通过U形卡子固定连接，所述固有结构的内部固定设置有钢管梁。
按上述方案，所述U形卡子包括U形环与横板，所述U形环的端部设置有螺纹，所述横板两端设置通孔，所述U形环卡设在固有结构的外部，所述横板通过所述通孔穿过U形环的两端，U形环与横板通过螺母固定。
按上述方案，所述固有结构内部设置有凹槽。
按上述方案，所述底部反拱的横截面呈U形，且截面积小于固有结构。
按上述方案，所述钢管梁横截面为U形，钢管梁两端通过焊接固定连接在固有结构的两边的内侧。
按上述方案，U形环横截面为圆形。
按上述方案，所述卡接处设置的U形卡子数量为两个。
实施本实用新型的控制底鼓的钢拱架底部空芯结构，具有以下有益效果：
1、结构简单、安装方便，本实用新型由主要由槽钢以及“U”型卡子组成。槽钢主要起对巷道进行支护作用，在高应力的条件下，承受压力，有效阻止底鼓巷道变形现象。
2、避免了如传统底部反拱实芯结构由于底鼓变形而带来的整体反拱结构的较快破坏。当地应力较大时，底部反拱可以伸缩变形，从而不至于变形破坏，并能够承受更大的地应力。钢管梁可以提高钢拱架底部的抗弯变形能力，与反拱组成的组合结构既重量轻，同时又具有很强的稳定性，底鼓变形时，反拱结构伸缩变形，会挤压钢管梁和反拱之间的空隙，将碎石挤出，只需要清理碎石既可，避免了如底部实心结构的破坏，延长了钢拱架支护的返修周期，降低地下矿山高地应力巷道变形的返修成本。
3、本结构为钢结构，可根据支护要求以及巷道形状设计结构尺寸以及横截面尺寸。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型控制底鼓的钢拱架底部空芯结构的结构示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
如图1所示，本实用新型的控制底鼓的钢拱架底部空芯结构中包括底部反拱1与固有结构2。底部反拱1和固有结构2组成环形结构，底部反拱1为整体可伸缩结构，横截面呈U型。底部反拱1的截面积小于固有结构2的横截面积，固有结构2的内部设置有凹槽。底部反拱1的长度适当加长，以满足插入固有结构2的U型槽内要求。当地应力较大时，底部拱可以伸缩变形，从而不至于变形破坏，并能够承受更大的地应力。
固有结构2内部两侧焊接有钢管梁4。钢管梁4可以提高钢拱架底部的抗弯变形能力，与底部反拱1组成的组合结构既重量轻，同时又具有很强的稳定性，底鼓变形时，底部反拱1结构伸缩变形，挤压钢管梁4和底部反拱1之间的空隙，将碎石挤出，只需要清理碎石既可，避免了如底部实心结构的破坏，延长了钢拱架支护的返修周期。
底部反拱1的两端卡设在固有结构2的两端，底部反拱1与固有结构2的卡接处通过U形卡子3固定连接，U形卡子3包括U形环301与横板302，U形环301的端部设置有螺纹，横板302两端设置通孔303，U形环301卡设在固有结构2的外部，横板302通过通孔303穿过U形环301的两端，U形环301与横板302通过螺母固定，使得U型卡子紧固底部结构。本例中U形环301的横截面为圆形，设置的U形卡子3的数量为2个。
安装的过程如下：
1)安装底部反拱1。按照巷道底拱设计制作底部反拱1，然后将底部反拱1对称轴与巷道中心线对齐，并与巷道底部贴合。同时在底部反拱1的两端套上U型环。
2)安装固有结构2。按照巷道设计制作固有结构2，底部反拱1嵌入固有结构2的凹槽内，固有结构2沿底部反拱1滑行，最终与巷道墙面贴合。
3)焊接钢管梁4。将钢管梁4两端分别焊接在固有结构2内部的两侧。焊接完成，在底部反拱1堆放石头，使得底部平整以及部分抑制巷道底部变形。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。