[实用新型]一种可反映围岩变形稳定性及支架可缩合理性的金属支架

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于地下工程巷道支护的支架，具体涉及深部开采煤巷支护的可反映围岩变形稳定性及支架合理可缩性的金属支架。

背景技术

随煤炭向深部开采，围岩稳定性已成为制约深部煤炭是否能安全高效以及可持续性开采的关键。工程中采用一种简单易行的方法较为量化判断围岩稳定性，选择合理支架可缩性，充分发挥围岩自承载力和支架支撑力对于保证深部开采巷道稳定至关重要。但目前工程中还未采用一种操作较为定量的确定围岩容许自承载力大小即围岩稳定性的量化判别的方法及装置，从而无法较为准确的选择支架可缩性，造成工程后期有时围岩变形失稳形成片帮冒顶但支架承载力未达到极限承载力，有时支架承载力明显超载但围岩自承载力远未充分发挥、有时围岩变形失稳同时支架受荷超载、有时围岩变形和支架受荷都未达到容许值等不合理支护效果。而现有的金属支架支护是不能及时动态判别围岩是否会产生片帮、冒顶等不稳定趋势，不能判断围岩自承载力是否达到极限承载力，不能及时反映支架受荷大小，对支护可缩性合理性不能较为直接量化确定。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供可反映围岩变形稳定性及支架合理可缩性的金属支架。

    本实用新型为实现其目的所采取的技术方案：一种可反映围岩变形稳定性及支架可缩合理性的金属支架，包括支架棚腿及顶梁，所述支架棚腿及顶梁外侧均设有测压装置。

所述测压装置为油压测压装置，包括金属腔体、压力表和注液孔，所述金属腔体固定在上、下夹板之间。

所述支架棚腿及顶梁为梯形棚或U形棚的支架棚腿及顶梁。

由上述技术方案可知：本实用新型通过设于支架外侧的测压装置，可以早期估算支架受荷大小，并通过该测压装置压力表读数随时间变化波动性来早期分析围岩稳定性即围岩自承载力是否达到充分发挥。根据测得的支架受荷和围岩自承载力发挥程度可以初步估算支架可缩性的合理性，判断支护参数合理性。

本实用新型的有益效果：可量化判别围岩稳定性，较为准确分析围岩自承载力容许值，量化确定支架可缩性及合理确定支架支护参数。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

图1为测压装置结构示意图；

图2为可反映围岩变形稳定性及支架合理可缩性的梯形棚金属支架；

图3为可反映围岩变形稳定性及支架合理可缩性的U形棚金属支架。

图中：1、测压装置，1.1、上夹板，1.2、下夹板，1.3、金属腔体，1.4、压力表，1.5、注液孔,2、 梯形棚棚腿，3、梯形棚顶梁，4、U形棚棚腿，5、U形棚顶梁，6、围岩表面。

具体实施方式

本实用新型包括支架棚腿及顶梁，支架棚腿及顶梁外侧均设有测压装置1。

图1为测压装置结构示意图；该装置由上夹板1.1、下夹板1.2、金属腔体1.3、压力表1.4和注液孔1.5构成。金属腔体1.3中灌液压油。测压装置1通过下夹板1.2焊接于支架棚腿及顶梁外侧，在实际使用中上夹板1.1紧帖围岩表面6，压力表1.4用于反映液压油受压大小。

本实用新型的支架形式有两种，其一是梯形棚金属支架，如图2所示，测压装置1分别安装在梯形棚棚腿2和梯形棚顶梁3外侧。其二是U形棚金属支架，如图3所示，测压装置1分别安装在U形棚棚腿4和U形棚顶梁5外侧。

本实用新型可以做到早期判断围岩稳定性、支架受荷从而及时主动选择合理支护参数保持围岩稳定，避免后期被动返修造成的不必要浪费；可以及时反映支架受荷从而判断支架受荷是否达到极限承载力；可以在围岩变形早期对支架可缩性合理性进行较为量化判别；可以做到及时改变支架可缩性充分发挥围岩自承载力和支架承载力，保持围岩稳定。

以安徽国投新集矿区新集三矿-550m水平运输巷和轨道巷采用梯形棚支护为例。

(1)                       原支护状况 

安徽国投新集矿区新集三矿-550m水平运输巷和轨道巷采用12＃矿用工字钢梯形棚支护。由于不能及时判断围岩稳定性和合理确定支架可缩性，经过大约60d后发生下述情况：

a、巷道右帮棚腿明显内移，但棚腿无明显弯曲；巷道左帮棚腿明显弯曲，但围岩变形并不明显。

b、巷道两帮显著内移，顶板下沉，棚腿及顶梁明显弯曲。

c、棚腿及顶梁无明显弯曲，围岩两帮变形不显著，顶板产生较显著变形。

（2）采用本实用新型对围岩稳定及支架可缩合理性判别