[实用新型]恒阻式木摩擦金属支柱及配套工具

说明书

本实用新型涉及一种具有恒定阻力、钢木结合的新型支柱及配套工具，可作为煤炭行业不稳定和极不稳定煤层的采煤工作面的一种新型支护方式。

目前，在我国尤其是南方，对不稳定与极不稳定煤层的开采，还主要停留在放炮落煤加木头支护顶底板这种开采水平。因为上述煤层其采煤工作面的特点是：①    煤层厚度沿走向变化很大；②    残采多，产量低；③    工作面推进长度小，寿命短，搬家频繁。因此，在稳定和较稳定煤层中常用的液压支架、单体液压支柱、金属摩擦支柱等支护方式因伸缩幅度太小、投资大、搬家困难等原因无法满足它们的要求，最后不得不仍然沿用木头支护。但是，这种原始的木支护方式消耗大量木材，因而生产费用高，而且面临着木材来源日趋枯竭的困境。此外木头支护还存在工作效率低，劳动强度大的缺点。

本实用新型的目的除了构思一种具有恒定阻力、伸缩量大、适应性广的新型支柱外，还要求该支柱在升、回柱工艺上操作简单、快速，使用方便、安全。

本实用新型的任务是以如下方式完成的：新型支柱主要由上、下接木、螺旋内柱、棘轮螺母、杯形外柱、下接木套、螺钉组成。上接木的下端削成锥形，插套在中空的螺旋内柱上端的喇叭口内，确定喇叭口的形状和参数，即可获得支柱对顶板的恒定阻力。棘轮螺母与螺旋内柱为梯形螺纹连接，杯形外柱套在螺旋内柱外，其上端与棘轮螺母的配合为插套式，以利用金属表面的摩擦来转动螺母，使螺旋内柱随之上升或下降，从而达到支撑或回柱之目的。为了使棘轮螺母相对杯形外柱只作转动而不随意脱落，两者插套后用螺钉固定。杯形外柱与下接木的连接由下接木套来完成。下接木套的形式有二种：1、柱外套式固定，即把下接木套套在杯形外柱的外面，如图1所示，下接木套可以下放，可以收起贴挂在杯形外柱上，也可脱下。如当煤层较薄时，下接木可以省去，此时可将下接木套预先脱下保存好，以减轻重量，方便操作；也可将它收起挂在杯形外柱上。2、柱内套式固定，即在杯形外柱的下端面开有一圆孔，孔径为柱径的一半，下接木套安在孔内，如图3所示，下接木的上端加工成凸榫式，插接在下接木套中。为了接柱，退柱时敲击方便，在下接木套的上、下端各设有两个凸块。（见图1）

所述的这种新型支柱，其工作原理是：转动棘轮螺母，螺旋内柱随之上升，使上接木的上端面和下接木的下端面分别顶紧煤层的顶、底板，这时支柱对顶板产生足够的初撑力。随着采煤面的往前推进，顶板压力逐渐增大，当顶板的压力超过本支柱的恒定阻力时，上接木就沿着喇叭口挤入螺旋内柱的空心管道内，而使整柱随顶板的下沉而缩短，直至顶板的压力略小于该恒定阻力为止。但是无论是对支柱进行支撑或回柱，棘轮螺母均为负载转动，因此，必须配有专用工具。该工具可采用棘轮机构或伞齿轮机构以及蜗轮蜗杆机构来实现。本实用新型给出了采用棘轮机构的专用升、回柱工具示意图。它利用新型支柱中的螺母，在它外端面开有数个凹槽，既是螺母，又可当作棘轮使用，开启式绞链棘爪包套在棘轮螺母的外面，再扣上L型长柄转动手把。来回搬动手把，可逐步转动棘轮螺母，迫使螺旋内柱上升，使支柱对顶板产生足够的初撑力。棘爪方向相反，转动长柄手把，可使螺旋内柱下降进行回柱。

本实用新型以钢为主，钢木并用，可随时简便地接长或缩短，既有木支护之灵活，对煤厚及倾角适应性广等优点，又有金属支柱耐用、消耗低、初撑力大等优点，而且较木支护操作简单，搬移方便，劳动强度低，工作效率高。尤其适合在南方不稳定和极不稳定的煤层中使用。

下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。

图1为本实用新型结构及工作原理示意图。

图2为本实用新型其升柱、回柱专用工具示意图。

图3为下接木套采用柱内套式连接杯形外柱与下接木示意图。

参照图1，图2，上端为喇叭状的、中空的螺旋内柱（1）上旋有棘轮螺母（2），套有杯形外柱（3），棘轮螺母（2）的外端面开有凹槽，绞链棘爪（10）包套在棘轮螺母外，扣上L型长柄转动手把（11）。杯形外柱与棘轮螺母为插套式配合，插套后用小螺钉固定，杯形外柱的下端套有下接木套（4），当煤层较薄时，下接木（6）可以省去，这时可将下接木套预先脱下收好，也可将它向上收起挂在杯形外柱上，直径大致相同（如φ140毫米）的上接木（5），下接木（6）可在地面预制成几种不同的长度规格，运到采煤工作面配用。当工作面需支护时，按图2所示的棘爪安装方式，来回搬动手把（11）以转动棘轮螺母，迫使螺旋内柱上升，使上接木的上端面和下接木的下端面分别与顶板（7）、底板（8）顶紧，产生足够的初撑力。若顶板比较破碎，顶板下应贴上棚梁，棚梁与上接木的上端面之间垫入铁楔子。需要回柱时，棘爪安装方向相反，来回搬动手把，螺旋内柱下降，即可达到回柱之目的。若上接木的上端面与顶板下的棚梁之间垫有铁楔子的，可以猛敲铁楔子，进行快速回柱。