一种可复用的恒阻悬吊顶梁

本实用新型属于岩土锚固和工程支护技术领域，具体涉及一种可复用的恒阻悬吊顶梁。

背景技术：

随着煤矿井下开采条件的日益复杂，巷道围岩在困难条件下往往表现出不可抗拒的大变形特征，尤其对于受剧烈采动影响的回采巷道，为保证安全生产，在工作面前方的一定范围需要进行再次支护。通常使用的单体液压支柱虽能起到较好的维护作用，但其不仅占用了大量的巷道空间，还耗费了大量的人力，严重影响生产作业的有效进行；另外常规锚索虽然可减少支护对巷道空间的影响，还具有强度高、控制范围大、可施加高预应力等优点，但其延伸性能和抗冲击性能很难适应围岩的剧烈变形。为解决该类问题，人们通过大量的实践，不断探寻新的材质和结构以对支护体进行改进，并取得了一些有益的成效，如恒阻大变形锚杆、恒阻变形器等，上述支护结构在使用过程中不便于回收与再利用，由此带来的支护成本和施工工序的增加，在一定程度上限制了现有成果的大量应用。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可复用的恒阻悬吊顶梁，以至少解决目前支护结构不便于回收与再利用，支护成本较高等问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种可复用的恒阻悬吊顶梁，所述恒阻悬吊顶梁包括可回收顶梁与恒阻让压装置，所述恒阻让压装置固定于所述可回收顶梁下部，所述可回收顶梁包括：

箱型顶梁，所述箱型顶梁紧贴围岩设置，所述箱型顶梁内部形成防护空间，锚索贯穿所述箱型顶梁锚固在围岩上；

剪断器，所述剪断器设置在所述箱型顶梁的防护空间内部，所述剪断器套设在锚索的外露端，用于剪断锚索以便回收所述恒阻悬吊顶梁。

如上所述的恒阻悬吊顶梁，优选地，所述剪断器包括液压缸、滑移垫片和剪切头；

所述液压缸的活动缸体与所述滑移垫片连接，以带动滑移垫片沿锚索轴向方向运动；

所述剪切头套设在锚索上，所述剪切头与所述滑移垫片滑动配合，所述滑移垫片推动剪切头朝向锚索径向运动以剪切锚索。

如上所述的恒阻悬吊顶梁，优选地，所述液压缸包括，

油缸内筒，所述油缸内筒套设在锚索上，所述油缸内筒的上端与剪切头抵接；

油缸外筒，所述油缸外筒设置在所述油缸内筒外围，所述油缸外筒的上端与所述滑移垫片的下壁面抵接，所述油缸外筒和所述油缸内筒之间形成两个油腔，通过两个油腔内油量变化驱动所述油缸外筒上下运动，进而推动所述滑移垫片运动，所述油缸外筒为所述液压缸的活动缸体。

如上所述的恒阻悬吊顶梁，优选地，所述油缸外筒上设置有进油口与出油口，通过进油口与出油口连接油路以控制所述油缸外筒相对于油缸内筒移动；所述油腔内设置有阻隔塞，以便将所述油缸外筒和所述油缸内筒之间的油腔分隔成两个，所述阻隔塞位于所述进油口与出油口之间。

如上所述的恒阻悬吊顶梁，优选地，所述剪切头包括两个金属块，所述金属块为l型；

所述金属块的横边相互叠放，在两个所述金属块的横边上均设置有孔洞，锚索从所述孔洞中穿过；

两个所述金属块的竖边分别与滑移垫片的两端滑动配合，所述金属块的竖边与所述油缸内筒之间的距离沿向上方向不断缩短；

所述孔洞处设置有坡口，两个所述金属块套设在锚索外围时，限定两个金属块的重合面与锚索的轴线相交部的中心为中心点，两个所述坡口围绕所述中心点呈中心对称。

如上所述的恒阻悬吊顶梁，优选地，所述箱型顶梁由两个工字钢固定连接而成。

如上所述的恒阻悬吊顶梁，优选地，所述恒阻让压装置包括：

金属管，所述金属管套设在所述锚索外围，所述金属管的内壁上设有螺纹；

弹簧，所述弹簧设置在所述螺纹内；

锥形锁具，所述锥形锁具紧固在所述锚索上，所述锥形锁具设置在所述金属管的管口处，所述锥形锁具的最小外径小于所述金属管的内径，所述锥形锁具的最大外径与所述金属管的内径相同。

如上所述的恒阻悬吊顶梁，优选地，所述螺纹为梯形螺纹，所述弹簧与梯形螺纹的两侧边相切。

如上所述的恒阻悬吊顶梁，优选地，所述金属管外围连接有垫板，所述垫板套设在所述金属管的外壁上，所述垫板与所述箱型顶梁的底部发生相互挡止，以便阻挡所述金属管上移。

如上所述的恒阻悬吊顶梁，优选地，所述滑移垫片套设在所述油缸内筒外围，所述滑移垫片沿所述油缸内筒导向滑动。

与最接近的现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有如下优异效果：

可复用的恒阻悬吊顶梁中的可回收顶梁不仅起到了常规顶梁维护围岩的作用，而且实现了整套恒阻悬吊顶梁的回收和再利用，有效降低了支护成本，箱型顶梁构成的简易防护空间，保护了剪断器在复杂环境下不易被损坏。

恒阻悬吊顶梁中设置的恒阻让压装置，使得锚索在受到较大作用力时，锚索能够带动锥形锁具在金属管中滑动，避免了锚索受较大应力而被拉断；实现了锚索在恒定高强支护阻力下的持续让压，有效缓解了瞬时冲击力对索体的损伤，而且该恒阻让压装置的让压范围可根据工程情况进行设定，解决了围岩大变形和冲击载荷条件下传统锚索易破断的问题。

本实用新型中的恒阻悬吊顶梁在应用过程中操作简单、使用方便，尤其适用于采煤工作面两边回采巷道的超前支护，较好地解决了单体液压支柱支护下占用巷道空间，耗费人力、物力等问题，当工作面后方巷道需进行放顶处理时，本恒阻悬吊顶梁可较好地解决常规支护下巷道放顶困难的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例中可复用的恒阻悬吊顶梁的安装示意图；

图2为图1中a处放大图；

图3为本实用新型实施例中可回收顶梁的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中l型金属块的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中滑移垫片的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中恒阻让压装置的结构示意图。

图中：1、恒阻让压装置；2、可回收顶梁；3、金属管；4、弹簧；5、锥形锁具；51、楔形块；6、剪断器；7、箱型顶梁；8、油缸外筒；9、滑移垫片；10、垫板；11、锚索；12、围岩；13、螺纹；14、孔洞；15、进油口；16、出油口；17、油缸内筒；18、阻隔塞；19、金属块。

具体实施方式

下面将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的一部分实施例，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所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”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实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“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；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

根据本实用新型的具体实施例，如图1-6所示，本实用新型提供一种可复用的恒阻悬吊顶梁，可复用的恒阻悬吊顶梁包括可回收顶梁2与恒阻让压装置1，可回收顶梁2与恒阻让压装置1均套在锚索11的外露端(即锚索11露出围岩12的部分)；可回收顶梁2包括剪断器6与箱型顶梁7；箱型顶梁7紧贴围岩12设置，剪断器6设置在箱型顶梁7的防护空间之内，剪断器6套在锚索11的外露端，剪断器6用于剪断锚索11回收恒阻悬吊顶梁。

剪断器6包括液压缸、滑移垫片9以及剪切头，液压缸用于提供剪切锚索11的剪断力；液压缸的输出端与滑移垫片9连接，以带动滑移垫片9沿锚索11轴向方向运动；剪切头套设在锚索11的外围，剪切头与滑移垫片9滑动配合，滑移垫片9推动剪切头朝向锚索11径向运动以剪切锚索11。剪切头将锚索11剪断，从而能够实现恒阻悬吊顶梁的回收利用，降低了巷道的支护成本。

液压缸包括油缸内筒17与油缸外筒8，油缸内筒17套设在锚索11上，油缸内筒17的上端与剪切头抵接；油缸外筒8设置在油缸内筒17的外围，油缸外筒8为液压缸的输出端。油缸外筒8上设置有进油口15与出油口16，通过进油口15与出油口16连接油路以控制油缸外筒8相对于油缸内筒17的移动，油缸外筒8与油缸内筒17之间形成油腔，油腔内设置有阻隔塞18，阻隔塞18位于进油口15与出油口16之间，阻隔塞18将油腔分隔成上下两个油腔，通过上油腔与下油腔内油量的变化驱动油缸外筒的上下运动。液压缸结构较为简单，而且能够提供较大的压力，便于剪切头剪切锚索11。

滑移垫片9套设在油缸内筒17的外围，滑移垫片9沿油缸内筒17导向滑动，使得滑移垫片9的滑动更加的平稳，进而保证剪切头平稳的进行剪切。

剪切头包括两个金属块19，金属块19为l型结构，l型的金属块19包括横边与竖边；两个金属块19的横边相互叠放，金属块19的横边上设置有孔洞14，锚索11从孔洞14中穿过；孔洞14处设置有坡口，坡口即在金属块19上形成厚度较薄的边(较为锋利的边)，以便于切割锚索11。如图3所示，两个金属块19套设在锚索11外围时，限定两个金属块19横边的重合面与锚索11的轴线相交部的中心为中心点，两个孔洞14上的坡口围绕该中心点呈中心对称，也即两个坡口形成相对设置的两个锋利边，类似于剪刀的两个锋利的边相对设置，使得锚索11的剪切更加的容易。

两个金属块19的竖边分别与滑移垫片9的两端滑动配合，所述金属块的竖边与所述油缸内筒之间的距离沿向上方向不断缩短，即金属块19的竖边与滑移垫片9之间的滑动面与锚索11的轴向方向具有夹角，夹角为锐角，也即，滑移垫片9与金属块19竖边的接触面为倾斜面，滑移垫片9的轴向上移，推动两个金属块19沿径向相反的方向向外移动，从而提供剪切锚索11的剪切力。

箱型顶梁7为工字钢，优选地，箱型顶梁7是有两块型号相同的工字钢焊接而成，剪断器6设置在工字钢的防护空间之内，使得剪断器6被工字钢完全保护起来。

恒阻让压装置1固定于可回收顶梁2的下部，并禁锢于锚索11的外露端，恒阻让压装置1包括金属管3、弹簧4与锥形锁具5，金属管3套设在锚索11的外围，金属管3的内壁上设有螺纹13，螺纹13为梯形螺纹13，梯形螺纹13的内底边长相对较小。弹簧4设置在螺纹13内，弹簧4与螺纹13的两梯形侧边相切；锥形锁具5设置在锚索11上，锥形锁具5紧固于金属管3的管口处，锥形锁具5的最小内径小于金属管3的内径，锥形锁具5的最大内径与金属管3的内径相同。在锥形锁具5与锚索11之间设置有楔形块51，楔形块51的楔形尖端部朝上，在锚索11带动锥形锁具5向上运动，在楔形块51的作用下，锥形锁具5更加紧固在锚索11上，保证了锥形锁具5牢固固定在锚索11上。

当围岩12变形，施加给锚索11较大应力时，锚索11能够带动锥形锁具5在金属管3内部运动，实现了锚索11在恒定高强支护阻力下的持续让压，避免了锚索11受巨大应力而受损断裂。

液压缸中的油缸内筒17与金属管3为一体结构，使得整个金属管3的整体性更好，结构强度更高，而且减少了整个恒阻悬吊顶梁中的结构部件。在其他实施例中，油缸内筒17与金属管3也可以通过螺纹可拆连接在一起(如图2和图3中所示)，可拆连接便于恒阻悬吊顶梁的安装拆分。在金属管3的外围设置有垫板10，垫板10可通过螺纹连接在金属管3的外壁上，垫板10与箱型顶梁7的底部相互挡止配合，在锚索11带动锥形锁具5向上运动时，由于垫板10与箱型顶梁7之间的挡止作用，使得摩擦力不会带动金属管3及其固定在一起的油缸内筒17向上挤压金属块19，保证两个金属块19不会受到较大静摩擦力，而便于金属块19发生相对位移以剪切锚索11。

优选地，油缸内筒8与锚索11之间还设置有弹簧，油缸内筒8的内径与金属管3的内径相等，在油缸内筒8的内径上设置有梯形螺纹，在梯形螺纹内设置有弹簧4，也即弹簧4从金属管3贯通至油缸内筒8中。油缸内筒8中设置弹簧，使金属管3中的弹簧长度能够一直延伸到油缸内筒8之中，使得锥形锁具5能够一直滑动到油缸内筒8之中，也即增加了锥形锁具5在金属管3与油缸内筒8中的滑动行程，使得锚索11能够适应较大范围的围岩变形。

在使用恒阻悬吊顶梁时，先在巷道内打孔并安装锚索11，待锚固剂凝固后，将可回收顶梁2与恒阻让压装置1依次穿过锚索11的外露端，可回收顶梁2紧贴围岩12，锥形锁具5锁紧于恒阻让压装置1的底部。当围岩12发生变形时，围岩12变形带动锚索11发生位移，锚索11带动锥形锁具5运动，锥形锁具5先挤压弹簧4，当锚索11变形到一定值时，弹簧4被完全挤压到螺纹13内，此时锚索11带动锥形锁具5在金属管3内滑动；避免了锚索11受应力较大而受损拉断，从而实现围岩12压力的释放与锚索11恒定阻力的支护。

在回收恒阻悬吊顶梁时，将输油管连接至油缸外筒8上部的进油口15，并输入液压油，同时将出油管连接至油缸外筒8下部的出油口16，并挤压出液压油；使得油缸外筒8相对于油缸内筒17向上运动，油缸外筒8顶推滑移垫片9沿锚索11轴向向上移动，滑移垫片9顶推金属块19沿锚索11径向向外移动，使得金属块19对锚索11进行剪切，当剪切力超过锚索11的极限强度时，锚索11被剪断，使得恒阻悬吊顶梁与锚索11相互分离，从而实现整个恒阻悬吊顶梁的回收与再利用。

综上所述，本实用新型提供的恒阻悬吊顶梁中的可回收顶梁不仅起到了常规顶梁维护围岩的作用，而且实现了整套恒阻悬吊顶梁的回收和再利用，有效降低了支护成本，箱型顶梁构成的简易防护空间，保护了剪断器在复杂环境下不易被损坏。

本实用新型中的恒阻悬吊顶梁在应用过程中操作简单、使用方便，尤其适用于采煤工作面两边回采巷道的超前支护，较好地解决了单体液压支柱支护下占用巷道空间，耗费人力、物力等问题，当工作面后方巷道需进行放顶处理时，本恒阻悬吊顶梁可较好地解决常规支护下巷道放顶困难的问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本实用新型待批权利要求保护范围之内。