一种高应力安全支护结构的制作方法

1.本实用新型涉及煤矿巷道支护技术领域，具体而言，涉及一种高应力安全支护结构。


背景技术：

2.煤矿是人类在富含煤炭的矿区开采煤炭资源的区域，一般分为井工煤矿和露天煤矿，随着煤矿开采技术的不断发展与进步以及浅部资源的匮乏，我国煤炭逐渐转向深部开采，同时由于深部岩层具有构造复杂，应力较高等特点，给深部开采带来了一系列的难题。
3.现有的高应力安全支护结构在地质条件及荷载条件都比较复杂的情况下，自身结构的强度及整体刚度仍明显不足，支护结构在使用时可能会发生大范围的变形,甚至发生巷道壁坍塌事故，这样会增大工程成本和施工风险。
4.鉴于此，特提出本技术。


技术实现要素：

5.针对现有技术之不足，本实用新型的目的在于提供一种高应力安全支护结构，其通过支护架以及支撑杆配合支撑机构提高了支护结构的强度，安全性高。
6.本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：
7.一种高应力安全支护结构，包括支护架，所述支护架的侧壁上配置有若干个固定锚杆，所述支护架的内壁沿该支护架的长度方向延伸设置有多组支撑组件，所述支撑组件靠近所述支护架的顶部分布；所述支撑组件包括对称设置于所述支护架内壁两侧的两个支撑杆，两个所述支撑杆通过固定杆连接，所述固定杆与所述支护架顶部内壁之间配置有支撑机构。
8.根据一种优选实施方式，所述支撑机构包括设置于所述固定杆上的支撑筒，所述支撑筒内嵌设有活动杆，该活动杆的自由端抵接至所述支护架的顶部内壁；所述活动杆与支撑筒螺纹连接。
9.根据一种优选实施方式，所述支撑机构包括设置于所述固定杆上的支撑筒，所述支撑筒内嵌设有活动杆和弹簧；所述弹簧分布于所述活动杆和支撑筒之间。
10.根据一种优选实施方式，所述活动杆的自由端配置有支撑帽。
11.根据一种优选实施方式，所述支护架的侧壁贯穿设置有与若干个所述固定锚杆一一对应的若干个安装筒；所述固定锚杆包括依次连接的固定段、安装段和操作段；所述固定段分布于所述支护架外侧，所述安装段嵌设于所述安装筒内并与其螺纹连接，所述操作段分布于所述支护架内侧。
12.根据一种优选实施方式，所述支护架的顶部呈拱形。
13.根据一种优选实施方式，所述支护架包括第一混凝土层，所述第一混凝土层外侧包覆有防水层，所述第一混凝土层内侧包覆有弹性层，所述弹性层内侧配置有水泥基发泡混凝土层，所述水泥基发泡混凝土层内侧包覆有第二混凝土层。
14.本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
15.本实用新型设置的固定锚杆用于加固支护架，将其与巷道壁固定连接，提高了支护架与巷道之间配合安装的强度，使得支护效果更好，通过支撑杆和支撑机构之间的配合，即支撑杆、支撑机构和支护架侧壁之间形成类三角形结构，稳定性好，从而对支护架形成稳定支撑，提高了支护结构的强度，进而可有效减少支护架出现变形，安全性高。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
17.图1为本实用新型的立体结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例1中支护架安装固定锚杆后的结构示意图；
19.图3为本实用新型中支护架的结构示意图；
20.图4为图3中a处结构的局部放大示意图；
21.图5为本实用新型实施例2中支护架安装固定锚杆后的结构示意图。
22.图标：1-支护架，101-防水层，102-第一混凝土层，103-弹性层，104-水泥基发泡混凝土层，105-第二混凝土层，106-加强筋，2-安装筒，3-支撑杆，4-固定杆，5-支撑筒，6-活动杆，7-弹簧，8-固定锚杆，801-固定段，802-安装段，803-操作段，9-支撑帽，10-手柄。
具体实施方式
23.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
24.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
25.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
27.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“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，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。
28.实施例1
29.请参照图1至图4，一种高应力安全支护结构，包括支护架1，支护架1的侧壁上配置有若干个固定锚杆8，支护架1的内壁沿该支护架1的长度方向延伸设置有多组支撑组件，支撑组件靠近支护架1的顶部分布。支撑组件包括对称设置于支护架1内壁两侧的两个支撑杆3，两个支撑杆3通过固定杆4连接，固定杆4与支护架1顶部内壁之间配置有支撑机构。具体的，如图1和图2所示，支护架1的长度方向与煤矿巷道的延伸方向一致，固定锚杆8用于加固支护架1，将其与巷道壁固定连接，提高了支护架1与巷道之间配合安装的强度，使得支护效果更好，进一步地，通过支撑杆3和支撑机构之间的配合，形成如图2所示的支撑结构，即支撑杆3、支撑机构和支护架1侧壁之间形成类三角形结构，稳定性好，从而对支护架1形成稳定支撑，提高了支护结构的强度，进而可有效减少支护架1出现变形，安全性高。进一步地，支护架1的顶部呈拱形。拱形结构使得支护架1结构更加稳定，其强度更高。
30.本实施例中，如图2所示，支撑机构包括设置于固定杆4上的支撑筒5，支撑筒5内嵌设有活动杆6和弹簧7。弹簧7分布于活动杆6和支撑筒5之间。本实施例中，活动杆6和支撑筒5滑动连接，弹簧7的一端连接至活动杆6，另一端连接至支撑筒5的底部内侧面，从而通过弹簧7将活动杆6与支撑筒5连接为一个整体，可避免支撑机构在安装过程中出现活动杆6脱落的情况。这里的弹簧7对活动杆6起缓冲作用，能够通过弹簧7的形变缓冲支撑机构顶端的高应力，使得支护结构在保证巷道支护效果与安全的前提下，还能抑制巷道壁扩容变形。
31.本实施例中，活动杆6的自由端配置有支撑帽9。该支撑帽9与支护架1内壁充分贴合，增大了活动杆6与支护架1之间的接触面积，固定效果好。
32.如图1和图2所示，支护架1的侧壁贯穿设置有与若干个固定锚杆8一一对应的若干个安装筒2。固定锚杆8包括依次连接的固定段801、安装段802和操作段803。固定段801分布于支护架1外侧，安装段802嵌设于安装筒2内并与其螺纹连接，操作段803分布于支护架1内侧。本实施例中，固定锚杆8通过安装筒2与支护架1安装，安装段802与安装筒2之间通过螺纹连接的方式便于固定锚杆8的拆装。固定段801、安装段802和操作段803一体成型，这里的操作段803便于工作人员把持操作固定锚杆8。
33.进一步地，如图3和图4所示，支护架1包括第一混凝土层102，第一混凝土层102外侧包覆有防水层101，第一混凝土层102内侧包覆有弹性层103，弹性层103内侧配置有水泥基发泡混凝土层104，水泥基发泡混凝土层104内侧包覆有第二混凝土层105。本实施例中，通过弹性层103和水泥基发泡混凝土层104可以使支护架1在可控范围内实现缓冲、让压的功能，从而改善了支护架1的受力状态。优选的，弹性层103为橡胶制成，第二混凝土层105内均匀固定连接有加强筋106，大幅提高了支护架1的强度和刚度。
34.具体的，该支护结构通过变形来吸收巷道壁产生的高应力，该装置与巷道壁连接时，通过固定锚杆8加固该支护结构与巷道壁之间的连接，使之连接的更加紧固，能避免该支护结构脱落，防止出现意外；通过第一混凝土层102表面设置的防水层101能延长该支护结构的使用寿命；弹性层103和水泥基发泡混凝土层104相互配合，在高应力状态下发生弹性变形，在可控范围内实现缓冲、让压的功能，提高了该支护结构的支护效果；活动杆6配合支撑筒5以及弹簧7，通过弹簧7的形变缓冲支护架1顶端的高应力，同时将作用力分解给支
护架1两侧，使支护架1与巷道壁更加紧密的贴合。
35.实施例2
36.本实施例是对实施例1的进一步改进，重复的内容在此不再赘述。
37.请参照图5，支撑机构包括设置于固定杆4上的支撑筒5，支撑筒5内嵌设有活动杆6，该活动杆6的自由端抵接至支护架1的顶部内壁。活动杆6与支撑筒5螺纹连接。为了便于操作，于活动杆6上配置有手柄10，手柄10靠近支护架1的顶端分布。在使用时，通过手柄10转动活动杆6使其上端抵紧至支护架1的内壁，通过转动活动杆6可调节其对支护架1内壁的抵紧程度，配合支护架1实现更好地支护效果。
38.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。