[发明专利]一种可主动稳固围岩的U型钢支架

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿井下或隧道支护技术领域，尤其是涉及一种可主动稳固围岩的U型钢支架，该可主动稳固围岩的U型钢支架用于矿井巷道支护，保持巷道畅通和围岩稳定。

背景技术

目前，金属支架支护技术已在国内外矿井巷道、铁路及各类地下工程的隧道支护中得到普遍应用，是施工工程实现安全、高产和高效必不可少的关键技术之一。随着巷道金属支架支护技术的日趋成熟，在矿井巷道或隧道支护中的应用也日渐重要。传统U型钢支架的种类有很多，通过不同类型的U型钢在工程中的应用发现，现有的U型钢在支护过程中存在稳定性差，受力不均匀，易在点荷载或局部荷载作用下造成破坏，作为被动支护方式，难以对围岩施加较大的初撑力，支护强度低等主要缺点。如发明专利(CN105649657A)公开了一种具有柔性稳结支撑装置的U型钢支架，能对巷道某一位置的小面积局部来压进行有效支撑，如发明专利(CN105422145A)公开了一种具有增阻吸能功效的U型钢可缩性支架，能够利用定力限位块实现预紧力的定力输出，如发明专利(CN103470279A)公开了一种可主动控制围岩变形的U型钢支架，提高了U型钢支护结构的稳定性和可靠性。传统U型钢金属支架在支护过程中是一种被动支护形式，巷道围岩变形对U型钢支架影响较大，造成支护结构不稳定，不易获得理想的支护效果；U型钢支架与围岩之间存在缝隙，不能充分密实接触，容易受到点荷载作用或局部受力过大，导致支架容易变形破坏，不能充分发挥其支护性能；现场使用经常必须在支架与围岩间进行充填，否则易使支架对围岩的初撑力下降，导致围岩的自承能力降低，造成巷道收敛变形过大。本发明的一个目的是克服或至少减少与现有技术的U型钢支架构造相关的一个或多个缺点。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术存在的问题而提供的一种可主动稳固围岩的U型钢支架，所述的可主动稳固围岩的U型钢支架主要用于矿井巷道或地下工程围岩的支护，属于主动支护方式，与U型弹性填充元件相互配合安装，共同主动给围岩施加初撑力，较大程度发挥围岩的自撑能力，锚杆膨胀构件穿过锚杆孔，配合U型钢支架安装，共同构成统一支护结构，更好地促进U型钢支架与围岩之间的相互作用，保证了U型钢支架的稳定性，同时又可以更好地加固围岩，有效减少围岩变形对U型钢支架的挤压破坏，各个部件之间共同作用，增强了U型钢支架局部及整体的支护强度，改善了U型钢支架的支护性能，降低巷道收敛变形，有利于巷道畅通和围岩稳定。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

提供一种可主动稳固围岩的U型钢支架，主要包括棚腿部异形U型钢1，U型弹性填充元件2，锚杆膨胀构件3，锚杆孔4，卡箍5，拱顶U型钢6。

所述的可主动稳固围岩的U型钢支架，拱顶U型钢6的两端插入或搭接在两帮棚腿部异形U型钢1的弯曲部分上，二者的搭接处用卡箍5进行固定，组成U型钢支架的基本结构，其外侧连接有U型弹性填充元件2，锚杆膨胀构件3穿过预先加工留设的锚杆孔4进行安装，将拱顶U型钢6、棚腿部异形U型钢1与U型弹性填充元件2连接形成统一支护结构，各构件之间相互作用，共同稳固围岩。

所述的可主动稳固围岩的U型钢支架，拱顶U型钢6用矿用U型钢加工制成，且预先加工有锚杆孔4，锚杆膨胀构件3穿过锚杆孔4安装，更有利于稳固围岩，拱顶U型钢6的两端部加工有弧形，以便插入或搭接在两帮棚腿部异形U型钢1的弯曲部分上，其凹槽一侧与U型弹性填充元件2紧密贴合，主动对围岩施加初撑力，保证在支护围岩过程中各部件共同承载。

所述的可主动稳固围岩的U型钢支架，棚腿部异形U型钢1用矿用U型钢加工制成，其边缘1-2需进行加宽处理，柱腿下部焊接有铁板底座1-3，且预先加工有锚杆孔4，锚杆孔4分别错动布置在异形U型钢的凹槽及两侧加宽的边缘上，其上端部加工有弯曲段1-1，可方便拱顶U型钢6的两端插入或搭接，其凹槽一侧与U型弹性填充元件2紧密贴合，保证共同稳固围岩。