一种支护结构及钢拱架的主动永久支护装置的制作方法

本发明涉及巷道围岩支护技术领域，尤其涉及一种支护结构及钢拱架的主动永久支护装置。

背景技术：

钢拱架支护巷道是煤矿大巷常用的一种支护。但是，传统的钢拱架无法提供对围岩的主动支护，而是当围岩变形后对钢拱架挤压而形成被动的、局部的支护方式。这样的支护方式容易导致围岩产生不连续的变形，使得钢拱架受力不均，不能及时的控制围岩破坏，支护效果较差。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种支护结构及钢拱架的主动永久支护装置，解决传统钢拱架被动支护、受力不均的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种支护结构，包括u形支护槽以及设置在所述u形支护槽中的可变形柔膜，所述可变形柔膜为具有中空腔室的柔性密封体，所述可变形柔膜设有注浆口，所述注浆口与所述中空腔室相连通。

进一步地，所述u形支护槽的两侧壁上分别连接有防护垫。

具体地，两个所述防护垫相互扣合设置。

具体地，所述防护垫采用橡胶制成。

进一步地，所述u形支护槽包括底板、两个侧壁以及两个边沿，所述底板的两端分别与两个所述侧壁的一端对应连接，两个所述侧壁的另一端分别与两个所述边沿对应连接。

具体地，所述注浆口的一端穿过所述u形支护槽的底板设置于所述u形支护槽外部。

本发明提供了一种钢拱架的主动永久支护装置，包括钢拱架以及设置在所述钢拱架外侧的多个支护结构，所述支护结构为如权利要求1-6任一项所述的支护结构。

进一步地，所述钢拱架包括拱顶和两个支腿，两个所述支腿分别通过连接件与所述拱顶的两端对应连接。

进一步地，所述连接件包括两个相互扣合的u形连接板，两个所述u形连接板之间通过连接螺栓相连。

进一步地，还包括注浆泵，所述注浆泵通过注浆管与所述支护结构的注浆口相连。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：

本发明提供的支护结构，通过在u形支护槽中设置可变形柔膜，通过注浆口向可变形柔膜的中空腔室进行注浆，可变形柔膜被浆液填满后，即可形成对围岩的主动、全贴合的支护。

本发明提供的钢拱架的主动永久支护装置，通过在钢拱架的外侧设置多个支护结构，通过向支护结构的可变形柔膜中充入带压浆液，从而充填钢拱架与围岩之间的间隙，对围岩施加主动、均布、沿周向全贴合的支护力。当浆液凝固后，支护结构即可成为钢拱架与围岩之间全贴合、具有挤压力的填充体，使得钢拱架受力更加均匀，实现对巷道的主动、及时支护，同时提高了巷道支护的速度。

附图说明

图1是本发明实施例一支护结构的示意图；

图2是本发明实施例一支护结构在注浆后的结构示意图；

图3是本发明实施例二钢拱架的主动永久支护装置中开挖后的巷道示意图；

图4是本发明实施例二钢拱架的主动永久支护装置的安装示意图；

图5是本发明实施例二钢拱架的主动永久支护装置中图4的a-a向剖视图；

图6是本发明实施例二钢拱架的主动永久支护装置中图5注浆后的示意图；

图7是本发明实施例二钢拱架的主动永久支护装置中钢拱架的结构示意图；

图8是本发明实施例二钢拱架的主动永久支护装置中连接件的结构示意图。

图中：1：u形支护槽；101：底板；102：侧壁；103：边沿；2：可变形柔膜；3：注浆口；4：围岩；5：防护垫；6：钢拱架；601：拱顶；602：支腿；7：支护结构；8：连接件；801：u形连接板；802：连接螺栓；9：注浆泵；10：注浆管；11：巷道。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1-2所示，本发明实施例提供一种支护结构，包括u形支护槽1以及设置在所述u形支护槽1中的可变形柔膜2，所述可变形柔膜2为具有中空腔室的柔性密封体，所述可变形柔膜2设有注浆口3，所述注浆口3与所述中空腔室相连通。

在使用时，将本发明实施例所述的支护结构固定在需要进行支护的围岩4位置处，通过所述注浆口3向所述可变形柔膜2的中空腔室中充入带压浆液，当所述可变形柔膜2被浆液填满后，即可形成对围岩4的主动、全贴合的支护。

进一步来说，所述u形支护槽1包括底板101、两个侧壁102以及两个边沿103，所述底板101的两端分别与两个所述侧壁102的一端对应连接，两个所述侧壁102的另一端分别与两个所述边沿103对应连接。

进一步来说，所述u形支护槽1的两个侧壁102上分别连接有防护垫5。

其中，两个所述防护垫5的一端分别与两个侧壁102的内侧对应连接，两个所述防护垫5的另一端相互扣合设置，两个所述防护垫5的另一端可以搭接，但不连接。当所述可变形柔膜2注浆膨胀时，两个所述防护垫5逐渐展开，从而起到限制所述可变形柔膜2从缝隙挤压出去的作用。

具体来说，所述防护垫5采用刚度和厚度较大的橡胶垫，从而能够更好的达到对所述可变形柔膜2的限制防护作用。

具体来说，所述注浆口3的一端穿过所述u形支护槽1的底板101设置于所述u形支护槽1外部，从而便于通过所述注浆口3向所述u形支护槽1中的可变形柔膜2进行注浆。

实施例二

如图3-8所示，本发明实施例还提供一种钢拱架的主动永久支护装置，包括钢拱架6以及设置在所述钢拱架6外侧的多个支护结构7，所述支护结构7为上述实施例一所述的支护结构。也即，多个所述支护结构7环设在所述钢拱架6外侧，用于在所述钢拱架6与围岩4之间形成填充支护。

进一步来说，所述钢拱架6包括拱顶601和两个支腿602，两个所述支腿602分别通过连接件8与所述拱顶601的两端对应连接。这种结构的钢拱架6，可以在现场进行安装，装配方便，而且便于运输。

具体来说，所述连接件8包括两个相互扣合的u形连接板801，两个所述u形连接板801之间通过连接螺栓802相连。在进行连接时，将两个u形连接板801扣合安装在拱顶601与支腿602的连接处，然后将两个u形连接板801的两端分别通过连接螺栓802进行紧固，即可实现对拱顶601与支腿602的连接固定。

进一步来说，本发明实施例所述的钢拱架的主动永久支护装置，还包括注浆泵9，所述注浆泵9通过注浆管10与所述支护结构7的注浆口相连，用于对所述支护结构7的可变形柔膜2进行注浆。

本发明实施例所述的钢拱架的主动永久支护装置的使用方式如下：

首选，巷道11开挖后形成如图3所示的表面坑洼不平、大致拱形的空间。然后将所述钢拱架6安装在开挖出的巷道11内部。然后在所述钢拱架6的外侧与围岩4之间的间隙处安装所述支护结构7，可以根据实际需求在所述钢拱架6的外侧环设多个支护结构7。然后通过注浆泵9向可变形柔膜2中注浆，可变形柔模2体积逐渐增大，充填钢拱架6与围岩4之间的间隙，从而对围岩4施加主动、均布、沿周向全贴合的支护力。当可变形柔模2内的浆液凝固后，便不再需要继续保持液压力。此时，通过所述支护结构7在钢拱架6与围岩4之间形成了紧密接触的充填层，从而充分发挥钢拱架6的整体支护性能。

综上所述，本发明实施例提供的支护结构，通过在u形支护槽中设置可变形柔膜，通过注浆口向可变形柔膜的中空腔室进行注浆，可变形柔膜被浆液填满后，即可形成对围岩的主动、全贴合的支护。

本发明实施例提供的钢拱架的主动永久支护装置，通过在钢拱架的外侧设置多个支护结构，通过向支护结构的可变形柔膜中充入带压浆液，从而充填钢拱架与围岩之间的间隙，对围岩施加主动、均布、沿周向全贴合的支护力。当浆液凝固后，支护结构即可成为钢拱架与围岩之间全贴合、具有挤压力的填充体，使得钢拱架受力更加均匀，实现对巷道的主动、及时支护，同时提高了巷道支护的速度。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有说明，“若干”的含义是一个或多个；“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。