一种改进支护方式的U型钢支架的制作方法

本发明属于支架技术领域，具体的说是一种改进支护方式的u型钢支架。

背景技术：

在矿井巷道和地下隧道施工过程中，顶板脱落以及两帮大变形是影响施工安全最主要的几种因素之一，为了实施对巷道岩壁的支撑，一般在巷道内布置u型钢支架，防止巷道的围岩变形。但目前的矿井巷道壁面都不平整，在使用u型钢支架进行支护时，围岩来压会使与巷道壁面接触支架部分出现应力集中，当作用在u型钢支架上的围岩达到一定值时，支架会发生破坏。这种巷道支护方式安全性能较低。因此，需要一种能够与巷道壁面充分接触，从而受力均匀的支护结构。

现有技术也出现了一些关于u型钢支架的技术方案，如一项中国专利，专利号为2018218767971，该发明中提出了一种改进支护方式的u型钢支架。该支架是在u型钢支架上安装有承托支架构成；所述的u型钢支架包括顶梁、柱腿，顶梁与柱腿的两端通过螺纹连接；u型钢支架外表面由内至外分别贴覆安装有承托支架和贴合支护层；所述的贴合支护层为内部填充有混凝土的袋囊。本实用新型一种改进支护方式的u型钢支架，安全性高，能与巷道壁面充分接触，从而受力均匀。

但该方案仍存在以下问题：现有的方案中虽然能够通过填充有混凝土的贴合支护层对不平整的巷道壁面进行适应与支撑，但混泥土通过冷却凝固成型后形状固定，使得固定后的混泥土无法进行有效的再利用，大大降低了贴合支护层的循环利用效果，同时还会造成资源的浪费与成本的增加，同时在贴合支护层内浇灌混凝土也费时费力，从而影响u型钢支架的使用效果与工作效率。

鉴于此，本发明提供了一种改进支护方式的u型钢支架，通过设置填充有沙土的贴合腔，使得贴合腔在与巷道壁面相贴合时能够根据巷道的形状进行自身的调整，从而使得u型钢支架能够在巷道发生变形时对其施加更均匀的作用力并进行更有效的支护，且贴合腔内部设置的沙土方便其进行循环与便捷的利用，有效的提高了u型钢支架的使用效果与使用效率。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种改进支护方式的u型钢支架，通过设置填充有沙土的贴合腔，使得贴合腔在与巷道壁面相贴合时能够根据巷道的形状进行自身的调整，从而使得u型钢支架能够在巷道发生变形时对其施加更均匀的作用力并进行更有效的支护，且贴合腔内部设置的沙土方便其进行循环与便捷的利用，有效的提高了u型钢支架的使用效果与使用效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种改进支护方式的u型钢支架，包括顶梁；所述顶梁顶面上设置有弹性橡胶制成的贴合腔，所述贴合腔贴合包裹在顶梁上表面上，所述贴合腔内部设置成密封状态且填充有微粒状的沙土，所述顶梁的底面中部与两端分别设置有均匀分布的支撑结构，所述支撑结构由底端的支撑柱与顶端的滑杆组成，所述支撑柱内部设置有滑腔，所述滑杆能够在滑腔内部自由滑动，所述滑杆底端均设置有螺纹，且所述滑杆底端能够与滑腔的顶端内壁螺纹相连，所述滑杆顶端所对应的顶梁上分别设置有与之相配合的转腔，所述滑杆顶端位于转腔内部且能在其内部自由转动；工作时，目前的矿井巷道壁面都不平整，在使用u型钢支架进行支护时，围岩来压会使与巷道壁面接触支架部分出现应力集中，当作用在u型钢支架上的围岩达到一定值时，支架会发生破坏，使得这种巷道支护方式安全性能较低，且现有的方案中虽然能够通过填充有混凝土的贴合支护层对不平整的巷道壁面进行适应与支撑，但混泥土通过冷却凝固成型后形状固定，使得固定后的混泥土无法进行有效的再利用，大大降低了贴合支护层的循环利用效果，同时还会造成资源的浪费与成本的增加，同时在贴合支护层内浇灌混凝土也费时费力，从而影响u型钢支架的使用效果与工作效率；而本发明中的u型钢支架在使用时，初始状态下的滑杆均位于支撑柱内部的滑腔内，使得滑杆顶端的顶梁与贴合腔处于收纳状态，方便u型钢支架运输至矿井巷道内部，当需要u型钢支架对矿井巷道的壁面进行支护时，此时通过将滑杆从支撑柱内端的滑腔内拔出，并使得滑杆带动顶端的顶梁和贴合腔与巷道的壁面相贴合，随后通过将滑杆底端的螺纹与支撑柱的顶端螺纹连接，此时滑杆底端在转动连接在支撑柱内部时能够带动滑杆顶端于转腔内一边转动一边上升，从而使得滑杆能够在继续上升的同时通过顶梁对贴合腔施加更大的压力，且由于弹性材料制成的贴合腔内部填充有能够自由流动的沙土，使得贴合腔在与巷道壁面相贴合时能够根据巷道的形状进行自身的调整，使得贴合腔能够更充分有效的与巷道壁面接触贴合并对其更均匀的支撑，从而使得该u型钢支架能够在巷道发生变形时对其施加更均匀的作用力并更加有效的进行支护，且由于贴合腔内部设置能够自由流动的沙土，不需要在每次使用时向其内部灌胶混泥土，从而使得贴合腔能够进行循环与便捷的利用，有效的提高了u型钢支架的使用效率与使用时的便捷性。

优选的，所述贴合腔的顶面内壁上沿其长度方向设置有一组均匀排列的挡条，所述贴合腔的底面内壁上设置有一组与挡条相配合的插槽；工作时，由于贴合腔内部的沙土会在自身重力的作用下向腔室底端流动与堆积，使得沙土在工作时不能均匀的分布在贴合腔内部，影响贴合腔的支护效果，此时通过在贴合腔的顶面与底面内壁设置有一组相互配合的挡条与插槽，通过将挡条挤压插入至插槽内部使得贴合腔内部形成彼此隔离的腔室，有效的减少了沙土向贴合腔的两端底部下泄的情况，从而大大提高了贴合腔的使用效果与使用时的稳定性。

优选的，所述挡条之间的贴合腔内壁上对称设置有弧形的挡槽，所述挡槽内部安装有与其相配合的圆柱状的挡杆，所述挡杆能够对贴合腔之间的缝隙进行遮挡；工作时，为了进一步提高贴合腔内部的沙土在使用时的稳定性，此时通过在挡条之间的贴合腔内壁上对称设置有挡槽，同时在挡槽内部安装有与其相配合的挡杆，使得挡杆能够对贴合腔之间的缝隙进行遮挡，从而使得两挡条之间形成的腔室能够在挡杆的作用下隔分为更小的腔室，进一步减少贴合腔内部的沙土在重力的作用下发生的下泄情况，进一步的提高了贴合腔在使用时的稳定性。

优选的，所述挡槽的上端设置有上延伸槽，所述挡杆能够在上延伸槽内部进行滚动；工作时，由于贴合腔内部固定设置有挡杆，当巷道壁面上的凸起端作用在挡杆上时，此时挡杆由于在挡槽侧壁的限位下无法进行有效的避让而降低了贴合腔与壁面的贴合效果，此时通过在挡槽的上端设置上延伸槽，使得挡杆能够在挡槽底面的支撑下对其顶端的沙土起到阻挡的效果，同时在巷道壁面上的凸起端作用在挡杆位置处时，此时圆柱状的挡杆能够在凸起端的挤压下向上延伸槽处进行滚动并与之避让，从而使得凸起端处的贴合腔外壁能够更充分有效的与巷道壁面贴合并作用，进一步的提高了贴合腔的支护效果。

优选的，所述挡槽的下端设置有下延伸槽，所述挡杆能够在下延伸槽内部进行滚动，所述上延伸槽与下延伸槽两侧所对应的贴合腔内壁上分别设置有挡块，所述挡块与挡杆23侧壁之间对称设有弹簧；工作时，为了进一步提高挡杆受到外界压力下的避让效果，此时通过在挡槽的下端设置下延伸槽，使得挡杆在受到壁面凸起端的挤压时能够向上下两端都能进行滚动避让，减少挡杆只能向上端进行活动而无法进行有效避让的情况，同时为了保持挡杆23对其顶端沙土的阻挡效果，此时通过在挡杆23两侧均设置弹簧，使得挡杆在弹簧的作用下起到一定的的固定与限位效果，从而使得挡杆能够对其顶端的沙土起到阻隔作用，进一步提高了贴合腔在使用时的稳定性与有效性。

优选的，所述滑杆顶端设置有半球形的转动端，所述转动端的直径与转腔的内径相同；工作时，为了减少滑杆顶端在转动时与转腔内壁之间的摩擦阻力，使得滑杆更轻松便捷的与支撑柱拧紧配合，此时通过在滑杆顶端设置半球形的转动端，有效的减少了滑杆顶端与转腔内壁之间的接触面积，从而降低了滑杆顶端在转动时与转腔时间的摩擦阻力，方便滑杆更轻松便捷的与支撑柱拧紧配合，同时通过设置转动端的直径与转腔的内径相同，使得转腔与转动端侧壁进行有效的贴合并限位，减少转动端在转腔内部随意晃动的情况，从而有效的提高了u型钢支架在使用时的稳定性。

本发明的有益效果如下：

1.本发明通过设置填充有沙土的贴合腔，使得贴合腔在与巷道壁面相贴合时能够根据巷道的形状进行自身的调整，从而使得u型钢支架能够在巷道发生变形时对其施加更均匀的作用力并进行更有效的支护，且贴合腔内部设置的沙土方便其进行循环与便捷的利用，有效的提高了u型钢支架的使用效果与使用效率。

2.本发明通过在贴合腔的顶面与底面内壁设置有一组相互配合的挡条与插槽，通过将挡条挤压插入至插槽内部使得贴合腔内部形成彼此隔离的腔室，有效的减少了沙土向贴合腔的两端底部下泄的情况，从而大大提高了贴合腔的使用效果与使用时的稳定性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的立体示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是图2中a处的放大图；

图4是图2中b处的放大图；

图中：顶梁1、贴合腔2、挡条21、插槽22、挡杆23、上延伸槽24、下延伸槽25、挡块26、弹簧27、支撑结构3、支撑柱31、滑杆32、滑腔33、转腔34、转动端35。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-图4所示，本发明所述的一种改进支护方式的u型钢支架，包括顶梁1；所述顶梁1顶面上设置有弹性橡胶制成的贴合腔2，所述贴合腔2贴合包裹在顶梁1上表面上，所述贴合腔2内部设置成密封状态且填充有微粒状的沙土，所述顶梁1的底面中部与两端分别设置有均匀分布的支撑结构3，所述支撑结构3由底端的支撑柱31与顶端的滑杆32组成，所述支撑柱31内部设置有滑腔33，所述滑杆32能够在滑腔33内部自由滑动，所述滑杆32底端均设置有螺纹，且所述滑杆32底端能够与滑腔33的顶端内壁螺纹相连，所述滑杆32顶端所对应的顶梁1上分别设置有与之相配合的转腔34，所述滑杆32顶端位于转腔34内部且能在其内部自由转动；工作时，目前的矿井巷道壁面都不平整，在使用u型钢支架进行支护时，围岩来压会使与巷道壁面接触支架部分出现应力集中，当作用在u型钢支架上的围岩达到一定值时，支架会发生破坏，使得这种巷道支护方式安全性能较低，且现有的方案中虽然能够通过填充有混凝土的贴合支护层对不平整的巷道壁面进行适应与支撑，但混泥土通过冷却凝固成型后形状固定，使得固定后的混泥土无法进行有效的再利用，大大降低了贴合支护层的循环利用效果，同时还会造成资源的浪费与成本的增加，同时在贴合支护层内浇灌混凝土也费时费力，从而影响u型钢支架的使用效果与工作效率；而本发明中的u型钢支架在使用时，初始状态下的滑杆32均位于支撑柱31内部的滑腔33内，使得滑杆32顶端的顶梁1与贴合腔2处于收纳状态，方便u型钢支架运输至矿井巷道内部，当需要u型钢支架对矿井巷道的壁面进行支护时，此时通过将滑杆32从支撑柱31内端的滑腔33内拔出，并使得滑杆32带动顶端的顶梁1和贴合腔2与巷道的壁面相贴合，随后通过将滑杆32底端的螺纹与支撑柱31的顶端螺纹连接，此时滑杆32底端在转动连接在支撑柱31内部时能够带动滑杆32顶端于转腔34内一边转动一边上升，从而使得滑杆32能够在继续上升的同时通过顶梁1对贴合腔2施加更大的压力，且由于弹性材料制成的贴合腔2内部填充有能够自由流动的沙土，使得贴合腔2在与巷道壁面相贴合时能够根据巷道的形状进行自身的调整，使得贴合腔2能够更充分有效的与巷道壁面接触贴合并对其更均匀的支撑，从而使得该u型钢支架能够在巷道发生变形时对其施加更均匀的作用力并更加有效的进行支护，且由于贴合腔2内部设置能够自由流动的沙土，不需要在每次使用时向其内部灌胶混泥土，从而使得贴合腔2能够进行循环与便捷的利用，有效的提高了u型钢支架的使用效率与使用时的便捷性。

作为本发明的一种实施方式，所述贴合腔2的顶面内壁上沿其长度方向设置有一组均匀排列的挡条21，所述贴合腔2的底面内壁上设置有一组与挡条21相配合的插槽22；工作时，由于贴合腔2内部的沙土会在自身重力的作用下向腔室底端流动与堆积，使得沙土在工作时不能均匀的分布在贴合腔2内部，影响贴合腔2的支护效果，此时通过在贴合腔2的顶面与底面内壁设置有一组相互配合的挡条21与插槽22，通过将挡条21挤压插入至插槽22内部使得贴合腔2内部形成彼此隔离的腔室，有效的减少了沙土向贴合腔2的两端底部下泄的情况，从而大大提高了贴合腔2的使用效果与使用时的稳定性。

作为本发明的一种实施方式，所述挡条21之间的贴合腔2内壁上对称设置有弧形的挡槽，所述挡槽内部安装有与其相配合的圆柱状的挡杆23，所述挡杆23能够对贴合腔2之间的缝隙进行遮挡；工作时，为了进一步提高贴合腔2内部的沙土在使用时的稳定性，此时通过在挡条21之间的贴合腔2内壁上对称设置有挡槽，同时在挡槽内部安装有与其相配合的挡杆23，使得挡杆23能够对贴合腔2之间的缝隙进行遮挡，从而使得两挡条21之间形成的腔室能够在挡杆23的作用下隔分为更小的腔室，进一步减少贴合腔2内部的沙土在重力的作用下发生的下泄情况，进一步的提高了贴合腔2在使用时的稳定性。

作为本发明的一种实施方式，所述挡槽的上端设置有上延伸槽24，所述挡杆23能够在上延伸槽24内部进行滚动；工作时，由于贴合腔2内部固定设置有挡杆23，当巷道壁面上的凸起端作用在挡杆23上时，此时挡杆23由于在挡槽侧壁的限位下无法进行有效的避让而降低了贴合腔2与壁面的贴合效果，此时通过在挡槽的上端设置上延伸槽24，使得挡杆23能够在挡槽底面的支撑下对其顶端的沙土起到阻挡的效果，同时在巷道壁面上的凸起端作用在挡杆23位置处时，此时圆柱状的挡杆23能够在凸起端的挤压下向上延伸槽24处进行滚动并与之避让，从而使得凸起端处的贴合腔2外壁能够更充分有效的与巷道壁面贴合并作用，进一步的提高了贴合腔2的支护效果。

作为本发明的一种实施方式，所述挡槽的下端设置有下延伸槽25，所述挡杆23能够在下延伸槽25内部进行滚动，所述上延伸槽24与下延伸槽25两侧所对应的贴合腔2内壁上分别设置有挡块26，所述挡块26与挡杆23侧壁之间对称设有弹簧27；工作时，为了进一步提高挡杆23受到外界压力下的避让效果，此时通过在挡槽的下端设置下延伸槽25，使得挡杆23在受到壁面凸起端的挤压时能够向上下两端都能进行滚动避让，减少挡杆23只能向上端进行活动而无法进行有效避让的情况，同时为了保持挡杆23对其顶端沙土的阻挡效果，此时通过在挡杆23两侧均设置弹簧27，使得挡杆23在弹簧27的作用下起到一定的的固定与限位效果，从而使得挡杆23能够对其顶端的沙土起到阻隔作用，进一步提高了贴合腔2在使用时的稳定性与有效性。

作为本发明的一种实施方式，所述滑杆32顶端设置有半球形的转动端35，所述转动端35的直径与转腔34的内径相同；工作时，为了减少滑杆32顶端在转动时与转腔34内壁之间的摩擦阻力，使得滑杆32更轻松便捷的与支撑柱31拧紧配合，此时通过在滑杆32顶端设置半球形的转动端35，有效的减少了滑杆32顶端与转腔34内壁之间的接触面积，从而降低了滑杆32顶端在转动时与转腔34时间的摩擦阻力，方便滑杆32更轻松便捷的与支撑柱31拧紧配合，同时通过设置转动端35的直径与转腔34的内径相同，使得转腔34与转动端35侧壁进行有效的贴合并限位，减少转动端35在转腔34内部随意晃动的情况，从而有效的提高了u型钢支架在使用时的稳定性。

工作时，初始状态下的滑杆32均位于支撑柱31内部的滑腔33内，使得滑杆32顶端的顶梁1与贴合腔2处于收纳状态，方便u型钢支架运输至矿井巷道内部，当需要u型钢支架对矿井巷道的壁面进行支护时，此时通过将滑杆32从支撑柱31内端的滑腔33内拔出，并使得滑杆32带动顶端的顶梁1和贴合腔2与巷道的壁面相贴合，随后通过将滑杆32底端的螺纹与支撑柱31的顶端螺纹连接，此时滑杆32底端在转动连接在支撑柱31内部时能够带动滑杆32顶端于转腔34内一边转动一边上升，从而使得滑杆32能够在继续上升的同时通过顶梁1对贴合腔2施加更大的压力，且由于弹性材料制成的贴合腔2内部填充有能够自由流动的沙土，使得贴合腔2在与巷道壁面相贴合时能够根据巷道的形状进行自身的调整，使得贴合腔2能够更充分有效的与巷道壁面接触贴合并对其更均匀的支撑，从而使得该u型钢支架能够在巷道发生变形时对其施加更均匀的作用力并更加有效的进行支护，且由于贴合腔2内部设置能够自由流动的沙土，不需要在每次使用时向其内部灌胶混泥土，从而使得贴合腔2能够进行循环与便捷的利用，有效的提高了u型钢支架的使用效率与使用时的便捷性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。