一种高强度多功能复合托盘的制作方法

本实用新型涉及巷道支护托盘领域，具体为一种高强度多功能复合托盘。

背景技术：

对于煤矿巷道支护来说，随着采深的增加，越来越多的矿井进入深部开采，“三高一扰动”的问题日趋严重。巷道围岩出现了冲击现象以及流变特性。用于巷道支护的锚杆和锚索所承受的压力越来越大。但是由于材质和托盘结构设计的不合理，在实际使用过程中，大量出现了锚杆和锚索托盘压裂、撕裂、穿孔、翻盘、翘角等破坏问题。针对这种现象，托盘的厚度由原来的5mm增加到现在12mm，材质从Q235钢变化到Q400钢，但是仍没有很大的盖上。于是平板托盘被逐渐取代，取而代之的有圆托盘、带有圆弧顶的方托盘。随着材质的提高和带有弧顶等结构托盘的使用，在过去的一段时间内解决了上述问题。但是随着采深的增加，上述托盘又出现了破坏现象。一味的增加托盘厚度和提高材质会大幅提高生产成本和加工难度，这显然是不现实的。尤其是当前煤矿行业不景气，经济效益差的形式下，在保证解决锚杆、锚索托盘破坏的基础上，降低成本、简化加工工艺尤其重要。更重要的现有的托盘只能提供沿锚杆轴向的载荷，这十分不利于锚杆应力的扩散。因此，只能通过提高锚杆密度实现围岩应力拱。

本文提出一种高强度多功能复合托盘，在不增加托盘厚度和提高材质的情况下，通过改变托盘受力结构和采用复合结构的方式解决锚 杆、锚索支护中上述的托盘破坏以及应力扩散问题，并且成本低、加工工艺简单。在现有公开的文献中，还未能获得相关支护技术的报道。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种高强度多功能复合托盘。所述高强度多功能复合托盘具有低成本、加工工艺简单和锚杆、锚索托盘不易损坏等特点。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高强度多功能复合托盘，包括托盘主体和补强圈，所述托盘主体的一侧设置有应力扩散圈，所述托盘主体远离应力扩散圈的一侧均固定安装有角钩，其中角钩靠近应力扩散圈的一侧位于托盘主体远离围岩的一侧表面固定安装有加强筋，所述托盘主体的中心位置开设有通孔，所述通孔的内部插接固定有锚杆，其中所述锚杆的一端穿过通孔到达围岩内部，所述托盘主体远离围岩的一侧固定安装有补强圈，所述补强圈的中部套接固定在锚杆的外部，所述锚杆的表面远离补强圈的一侧套接固定有多个铁垫片，其中两个铁垫片之间位于锚杆的外侧套接固定有塑料垫片，所述铁垫片远离塑料垫片的一侧位于锚杆的表面位置螺纹固定有螺母。

优选的，所述托盘本体、应力扩散圈、加强筋、角钩和通孔均为一体成型结构，所述应力扩散圈的表面设置有凸起，且凸起方向为朝向围岩一侧。

优选的，所述补强圈为蝶形结构，且与应力扩散圈固定连接，其中补强圈蝶形结构外凸方向与应力扩散圈的凸起方向相反，所述补强 圈的边缘与应力扩散圈的边缘相等。

优选的，所述角钩位于托盘主体的四角，且朝向围岩一侧弯曲。

优选的，所述加强筋的数量为四个，且在托盘主体远离围岩一侧的表面对称设置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该高强度多功能复合托盘，具有以下的优点与积极效果：

(1)相对于传统托盘，本实用新型的应力扩散圈可以与锚杆、锚索钻孔配合，除了沿锚杆、锚索轴向提供应力外，还可以对向锚杆、锚索周边围岩提供应力。增加锚杆、锚索之间的压应力区，有利于提高围岩稳定性。(2)本实用新型的加强筋可以提高托盘四角区域的强度，减少甚至消除托盘翻盘翘角等破坏等现象。

(3)本实用新型的角勾可以勾住并拉紧辅助支护的金属网，提高辅助支护的效果。

(4)本实用新型的补强圈和应力扩散圈的配合，在实现应力扩散的基础上，提高托盘的强度，解决托盘拉穿、撕裂等问题，提高支护的效果。

(5)本实用新型的托盘本体上的应力扩散圈、加强筋、角钩、通孔由一块钢板一次制成，在不增加托盘厚度和提高材质的情况下，通过添加新型结构实现了托盘的高强度，大大降低了成本和加工难度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1结构示意图的A-A剖面图；

图3为本实用新型的使用示意图。

图中：1托盘主体、2补强圈、3角钩、4补强圈、5通孔、6锚杆、7铁垫片、8塑料垫片、9螺母。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种高强度多功能复合托盘，包括托盘主体1和补强圈4，所述托盘主体1的一侧设置有应力扩散圈，所述托盘主体1远离应力扩散圈的一侧均固定安装有角钩3，其中角钩3靠近应力扩散圈的一侧位于托盘主体1远离围岩的一侧表面固定安装有加强筋2，所述托盘主体1的中心位置开设有通孔5，所述通孔5的内部插接固定有锚杆6，其中所述锚杆6的一端穿过通孔5到达围岩内部，所述托盘主体1远离围岩的一侧固定安装有补强圈4，所述补强圈4的中部套接固定在锚杆6的外部，所述锚杆6的表面远离补强圈4的一侧套接固定有多个铁垫片7，其中两个铁垫片7之间位于锚杆6的外侧套接固定有塑料垫片8，所述铁垫片7远离塑料垫片8的一侧位于锚杆6的表面位置螺纹固定有螺母9。

作为本实用新型的一种技术优化方案，所述托盘主体1、应力扩 散圈、加强筋2、角钩3和通孔5均为一体成型结构，所述应力扩散圈的表面设置有凸起，且凸起方向为朝向围岩一侧。

作为本实用新型的一种技术优化方案，所述补强圈4为蝶形结构，且与应力扩散圈固定连接，其中补强圈4蝶形结构外凸方向与应力扩散圈的凸起方向相反，所述补强圈4的边缘与应力扩散圈的边缘相等。

作为本实用新型的一种技术优化方案，所述角钩3位于托盘主体1的四角，且朝向围岩一侧弯曲。

作为本实用新型的一种技术优化方案，所述加强筋2的数量为四个，且在托盘主体1远离围岩一侧的表面对称设置。

现场施工时，先将围岩铁垫片7、围岩塑料垫片8按照图示方向串套于围岩锚杆6上，并将围岩螺母9旋入围岩锚杆6丝扣上，再将锚杆6经由围岩通孔5穿过，使锚杆6头部置于围岩裸眼深部锚固端实施锚固。

当围岩锚杆6锚固端到位并且稳定后，随即将围岩螺母9旋紧，使托盘主体1紧贴岩面护网即为完成。

当托盘主体1被紧固后，托盘主体1必将紧贴岩面。此时，围岩角钩3将紧扣岩面，将护网抓紧，使护网不产生滑动移位，提高支护效果。

当托盘主体3被紧固后，置于围岩托盘主体1上的、与岩面紧贴的环形斜坡面与岩面紧贴。由于托盘主体1斜坡角度的作用，将以往的垂直受力向外扩散，成为斜向受力，改变了锚杆6的提拉受力方向，巷道锚固圈内众多锚杆6的提拉受力方向产生交汇，使整个锚固圈的 锚固力交织为一个整体，提高了锚固圈的刚性。

扣置于托盘主体1后部的补强圈4为蝶形结构，其作用是使托盘主体1与补强圈4对扣，提高其抗压强度。

托盘主体与补强圈4对扣安装也具有一定的让压作用。

加强筋2(4个)可以提高托盘主体1的整体强度，防止托盘主体1产生翘角或变形。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。