一种强力三棱柱支撑结构的制作方法

1.本实用新型涉及矿山安全防护领域，具体是一种强力三棱柱支撑结构。


背景技术：

2.现井下充填筑坝多为人工装沙袋堆坝辅助木板加钢筋支撑，耗时耗力。且木板漏浆事故时有发生。
3.以往的安全支撑柱多为工字钢焊接为梯形支架，单纯的梯形支架无法接顶，在其上方需用其他材料填实才可以实现接顶，而材料填实过程中，工作人员必须在危险环境下持续作业很长时间，耗时耗力且作用有限。
4.上述情况多年来无改变的原因是，井下作业空间有限，无法上大型机械，只能依靠人力完成。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种可以在井下有限空间使用的强力三棱柱支撑结构，主要起支撑、支柱作用。三棱柱支撑框架前部可挂钢模板，辅助充填作业；三棱柱支撑框架中后部卡入预设的支撑杆体，支撑杆体与三棱柱支撑框架形成一个45度角的直角三角形，形成稳定的支撑结构；三棱柱支撑框架的顶上可增减新的三棱柱支撑框架或者弧形支撑框架形成拱形支撑框架；也可搭设模板做为作业平台；整体结构搭建省时省力，支撑强度高。
6.为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：
7.一种强力三棱柱支撑结构，包括三棱柱支撑框架和支撑杆体；
8.所述三棱柱支撑框架包括顶板、底板、中间加强隔板、竖向支撑管和斜向加强支撑管，三根竖向支撑管呈等边三角形布置，且三根竖向支撑管的顶部均与顶板的下表面固定连接，底部均与底板的上表面固定连接，所述中间加强隔板为等边三角形且中间加强隔板的三个拐角位置均开设有槽孔，所述中间加强隔板的三个槽孔分别与三根竖向支撑管固定连接，所述中间加强隔板位于顶板和底板之间，所述中间加强隔板和顶板之间以及中间加强隔板和底板之间均设置有多根斜向加强支撑管；
9.三根竖向支撑管分别为第一竖向支撑管、第二竖向支撑管和第三竖向支撑管，其中第一竖向支撑管和第二竖向支撑管的顶部分别与顶板一边的两个拐角位置固定连接，第一竖向支撑管和第二竖向支撑管的底部分别与底板一边的两个拐角位置固定连接；
10.所述支撑杆体包括支撑杆柱体、下部支撑管件、前端定位舌、支撑杆活动轴、旋转卡片和锥形卡槽，所述支撑杆柱体呈倾斜状态，支撑杆柱体的顶部为倾斜顶部，前端定位舌与支撑杆柱体的倾斜顶部固定连接且前端定位舌呈水平状态，所述锥形卡槽固定连接在第三竖向支撑管上，所述旋转卡片与锥形卡槽转动连接，所述支撑杆柱体上固定连接有支撑杆活动轴，所述前端定位舌插入第三竖向支撑管的预留孔内且支撑杆活动轴卡入锥形卡槽的槽口内，所述旋转卡片转动后旋转卡片上的槽口能卡在支撑杆活动轴上，所述支撑杆柱
体的底部插入下部支撑管件的内部，且支撑杆柱体的底部抵在下部支撑管件上的高强度螺栓上，所述下部支撑管件的底部用于插入围岩中。
11.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述中间加强隔板有多块，所述中间加强隔板与中间加强隔板之间设置有多根斜向加强支撑管。
12.作为本实用新型进一步改进的技术方案，位于中间加强隔板和顶板之间的斜向加强支撑管有四根，其中两根斜向加强支撑管的一端分别与顶板一边的两个拐角位置固定连接，另外两根斜向加强支撑管的一端分别与中间加强隔板一边的两个拐角位置固定连接，四根斜向加强支撑管的另一端相互固定连接且同时与第三竖向支撑管固定连接。
13.作为本实用新型进一步改进的技术方案，位于相邻两块的中间加强隔板之间的斜向加强支撑管有四根，其中两根斜向加强支撑管的一端分别与中间加强隔板一边的两个拐角位置固定连接，另外两根斜向加强支撑管的一端分别与另一块中间加强隔板一边的两个拐角位置固定连接，四根斜向加强支撑管的另一端相互固定连接且同时与第三竖向支撑管固定连接。
14.作为本实用新型进一步改进的技术方案，位于中间加强隔板和底板之间的斜向加强支撑管有四根，其中两根斜向加强支撑管的一端分别与底板一边的两个拐角位置固定连接，另外两根斜向加强支撑管的一端分别与中间加强隔板一边的两个拐角位置固定连接，四根斜向加强支撑管的另一端相互固定连接且同时与第三竖向支撑管固定连接。
15.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述支撑杆柱体的倾斜角度为45度。
16.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述下部支撑管件上开设有多个通孔，其中一个通孔内连接有高强度螺栓。
17.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述三棱柱支撑框架和支撑杆体均采用钢材质。
18.作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述顶板和底板均采用方形板。
19.本实用新型的有益效果为：
20.本实用新型是一种可以在井下有限空间使用的强力三棱柱支撑结构，主要起支撑、支柱作用。三棱柱支撑框架前部可挂钢模板，钢模板上开设有多个方便系绳的孔，可将钢模板用绳索系在三棱柱支撑框架前部，辅助充填作业，同时，三棱柱支撑框架的中后部卡入预设的支撑杆体，支撑杆体与三棱柱支撑框架形成一个45度角的直角三角形，形成稳定的支撑结构，本实用新型的强力三棱柱支撑结构可以代替现有的人工装沙袋堆坝辅助木板加钢筋支撑的充填筑坝结构，与现有的人工装沙袋堆坝辅助木板加钢筋支撑的充填筑坝结构相比，三棱柱支撑框架为预焊接好的成品，直接安装即可，搭建过程省时省力，且支撑强度高，不容易发生漏浆事故。三棱柱支撑框架的顶上可增减新的三棱柱支撑框架，三棱柱支撑框架的顶板可以实现接顶，接顶是指三棱柱支撑框架的顶板可对巷道或者采场的顶部差的地方进行支护，与单纯的梯形支架相比，接顶过程省时省力。三棱柱支撑框架的顶上可增加弧形支撑框架形成拱形支撑框架；也可搭设模板做为作业平台；整体结构搭建省时省力，支撑强度高。
附图说明
21.图1为本实用新型侧视图。
22.图2为图1中的a的局部放大图。
23.图3为本实用新型俯视图。
24.图4为本实用新型三棱柱支撑框架的主视图。
25.图5为本实用新型中间加强隔板的结构示意图。
26.图6为本实用新型支撑杆体的结构示意图。
27.图7为本实用新型弧形支撑框架的结构示意图。
具体实施方式
28.下面根据附图对本实用新型的具体实施方式作出进一步说明：
29.如图1所示，一种强力三棱柱支撑结构，包括三棱柱支撑框架1和支撑杆体2。其中图1和图4中的三棱柱支撑框架1中的顶板1-1、底板1-3、中间加强隔板1-2、竖向支撑管和斜向加强支撑管1-4用线条表示，厚度和宽度未示出。
30.如图1、图3和图4所示，所述三棱柱支撑框架1包括方形顶板1-1、方形底板1-3、三角形中间加强隔板1-2、竖向支撑管和斜向加强支撑管1-4，三根竖向支撑管（包括如图4所示的第一竖向支撑管1-5、第二竖向支撑管1-7和第三竖向支撑管1-6）呈等边三角形布置，且三根竖向支撑管的顶部均与顶板1-1的下表面固定连接，底部均与底板1-3的上表面固定连接，如图5所示，所述中间加强隔板1-2为等边三角形且中间加强隔板1-2的三个拐角位置均开设有槽孔1-2-1，所述中间加强隔板1-2的三个槽孔1-2-1分别与三根竖向支撑管固定连接，所述中间加强隔板1-2位于顶板1-1和底板1-3之间，中间加强隔板1-2可以为1块或者多块，所述中间加强隔板1-2和顶板1-1之间以及中间加强隔板1-2和底板1-3之间均设置有四根斜向加强支撑管1-4。
31.三根竖向支撑管分别为第一竖向支撑管1-5、第二竖向支撑管1-7和第三竖向支撑管1-6，其中第一竖向支撑管1-5和第二竖向支撑管1-7分别与顶板1-1的两个拐角位置固定连接。
32.如图1、图2、图3和图6所示，所述支撑杆体2包括支撑杆柱体2-1、下部支撑管件2-2、前端定位舌2-4、支撑杆活动轴2-5、旋转卡片2-7和锥形卡槽2-6，所述支撑杆柱体2-1呈45度的倾斜状态，支撑杆柱体2-1的顶部为45度的倾斜顶部，前端定位舌2-4与倾斜顶部固定连接且前端定位舌2-4呈水平状态，两个所述锥形卡槽2-6均固定连接在第三竖向支撑管1-6上，所述锥形卡槽2-6上转动连接有旋转卡片2-7，所述支撑杆柱体2-1上固定连接有支撑杆活动轴2-5，所述前端定位舌2-4插入第三竖向支撑管1-6预先钻好的孔内且支撑杆活动轴2-5卡入锥形卡槽2-6的槽口内（如图2），所述旋转卡片2-7转动后旋转卡片2-7上的槽口能卡在支撑杆活动轴2-5上（如图2所示，当旋转卡片2-7顺时针转动90度时，旋转卡片2-7上的槽口能卡在支撑杆活动轴2-5上），所述支撑杆柱体2-1的底部插入下部支撑管件2-2的内部，且支撑杆柱体2-1的底部抵在下部支撑管件2-2上安装的高强度螺栓2-3上，所述下部支撑管件2-2的底部用于插入围岩中。
33.本实施例中，如图4所示，当中间加强隔板1-2有多块时，相邻两块中间加强隔板1-2之间设置有四根斜向加强支撑管1-4。
34.本实施例中，如图4所示，位于中间加强隔板1-2和顶板1-1之间的斜向加强支撑管1-4有四根，其中两根斜向加强支撑管1-4的一端分别与顶板1-1一边的两个拐角位置固定
连接，另外两根斜向加强支撑管1-4的一端分别与中间加强隔板1-2一边的两个拐角位置固定连接，四根斜向加强支撑管1-4的另一端相互固定连接且同时与第三竖向支撑管1-6固定连接。
35.本实施例中，如图4所示，位于相邻两块的中间加强隔板1-2之间的斜向加强支撑管1-4有四根，其中两根斜向加强支撑管1-4的一端分别与中间加强隔板1-2一边的两个拐角位置固定连接，另外两根斜向加强支撑管1-4的一端分别与另一块中间加强隔板1-2一边的两个拐角位置固定连接，四根斜向加强支撑管1-4的另一端相互固定连接且同时与第三竖向支撑管1-6固定连接。
36.本实施例中，如图4所示，位于中间加强隔板1-2和底板1-3之间的斜向加强支撑管1-4有四根，其中两根斜向加强支撑管1-4的一端分别与底板1-3一边的两个拐角位置固定连接，另外两根斜向加强支撑管1-4的一端分别与中间加强隔板1-2一边的两个拐角位置固定连接，四根斜向加强支撑管1-4的另一端相互固定连接且同时与第三竖向支撑管1-6固定连接。
37.本实施例中，所述支撑杆柱体2-1的倾斜角度为45度。
38.本实施例中，所述下部支撑管件2-2上开设有多个并排的通孔，通孔内用于连接高强度螺栓2-3。
39.本实施例中，所述三棱柱支撑框架1和支撑杆体2均采用钢材质。
40.本实施例中，顶板1-1和底板1-3均采用20*20cm方形10mm厚的板，板上有4个10mm直径的孔，底板1-3上的4个孔用于使用膨胀螺栓固定于地面，顶板1-1上的4个孔用于与其他框架间使用高强螺栓1-8固定。
41.本实施例中，如图5所示，中间加强隔板1-2为特制等三角中间加强隔板，原三角形长22.432cm，在其三个角各钻一个直径3.37cm的槽孔1-2-1。
42.本实施例中，第一竖向支撑管1-5、第二竖向支撑管1-7和第三竖向支撑管1-6均采用1寸1.5米长钢管，呈等边三角形布置，第一竖向支撑管1-5、第二竖向支撑管1-7均垂直焊接于底板1-3一边（正面）的两端，第三竖向支撑管1-6垂直焊接于底板1-3中后部。
43.本实施例中，前端定位舌2-4采用短钢筋头，用于插入在第三竖向支撑管1-6上预先钻好的孔中。该设计主要有两个功能：1、定位，防止滑动；2、确保力的有效传递。
44.本实施例中，旋转卡片2-7，作用是卡住支撑杆活动轴2-5，进而防止支撑杆柱体2-1向后滑动。
45.本实施例中，支撑杆活动轴2-5为支撑杆柱体2-1两边水平焊接的短钢筋。在焊接支撑杆活动轴2-5时，应对下支撑杆柱体2-1与三棱柱支撑框架1、锥形卡槽2-6、前端定位舌2-4三者的位置，以便准确定位。
46.本实施例中，锥形卡槽2-6的槽口用于卡住支撑杆活动轴2-5。
47.本实施例中，支撑杆柱体2-1为斜向45度角支撑杆，采用直径10mm特种强化圆钢，前部（顶部）切一个45度角斜面，斜面中焊接有前端定位舌2-4。
48.本实施例中，下部支撑管件2-2的内径10mm，外径20mm，长50cm，下部支撑管件2-2的下部切成斜45度角斜面，方便插入围岩中，在其中间有三个10mm的通孔，间隔20mm，用于安装高强度螺栓2-3。
49.本实施例中，高强度螺栓2-3采用直径10mm的强化螺栓，主要的受力构件，要求适
用高强度强化螺栓。
50.将预制好的三棱柱支撑框架1运至现场，有测量放点安装位置，在安装位置清理整平，布设三棱柱支撑框架1，打眼以膨胀螺栓将三棱柱支撑框架1的底板1-3固定。
51.三棱柱支撑框架1固定好后安装位于其后部的支撑杆体2，支撑杆体2上部的前端定位舌2-4插入第三竖向支撑管1-6预先钻好的孔内，锥形卡槽2-6的槽口卡住支撑杆活动轴2-5，转动旋转卡片2-7使其卡住支撑杆活动轴2-5；最后将下部支撑管件2-2用力插入围岩中，到位后使用高强度螺栓2-3固定在下部支撑管件2-2的通孔内，高强度螺栓2-3抵住支撑杆柱体2-1的底部。拆卸支撑杆体2时，先松开高强度螺栓2-3，沿着支撑杆柱体2-1向上滑动下部支撑管件2-2，支撑杆柱体2-1处于松开状态，反方向转动旋转卡片2-7，将支撑杆柱体2-1的前端定位舌2-4拔出第三竖向支撑管1-6预先钻好的孔。
52.巷道支撑框架做法类似与搭积木，具体为：a、在巷道两边按测量放点位置各布置一个三棱柱支撑框架1，在两个三棱柱支撑框架1的顶板1-1之间搭设如图7所示的弧形支撑框架，三棱柱支撑框架1与弧形支撑框架之间先用螺栓固定，后用焊接固定，形成一组巷道支撑框架，b、重复a的方法搭设多组巷道支撑框架，各组巷道支撑框架之间用钢管焊接联系，弧形支撑框架的顶部插入钢板，钢板以螺栓固定于弧形支撑框架的顶部，支护完成。
53.本实施例是一种可以在井下有限空间使用的强力三棱柱支撑结构，主要起支撑、支柱作用。三棱柱支撑框架前部可挂钢模板，钢模板上开设有多个方便系绳的孔，可将钢模板用绳索系在三棱柱支撑框架前部，辅助充填作业，代替现有的人工装沙袋堆坝辅助木板加钢筋支撑的充填筑坝结构，与现有的人工装沙袋堆坝辅助木板加钢筋支撑的充填筑坝结构相比，三棱柱支撑框架为预焊接好的成品，直接安装即可，搭建过程省时省力，且支撑强度高，不容易发生漏浆事故。三棱柱支撑框架后部卡入预设的支撑杆体，支撑杆体与三棱柱支撑框架形成一个45度角的直角三角形，形成稳定的支撑结构；三棱柱支撑框架的顶上可增减新的三棱柱支撑框架，三棱柱支撑框架的顶板可以实现接顶，接顶是指三棱柱支撑框架的顶板可对巷道或者采场的顶部差的地方进行支护，与单纯的梯形支架相比，接顶过程省时省力。三棱柱支撑框架的顶上可增加如图7所示的弧形支撑框架形成拱形支撑框架；也可搭设模板做为作业平台；整体结构搭建省时省力，支撑强度高。
54.本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。