专利申请号：200620128373.8
主要发明人：牛云龙 李广富
1、技术领域
本实用新型涉及一种煤矿井下的支护装置，具体为一种可广泛应用于煤矿井下各种大断面巷道和硐室的斜撑式支架。
2、发明内容
本实用新型为了解决现有普通工字钢棚支护和料石砌碹支护都存在各自的缺陷而不能应用于井下各种大断面巷道和硐室的支护的问题，提供一种斜撑式支架。
本实用新型是采用如下技术方案实现的：斜撑式支架，包括棚梁、与棚梁两端固定的棚腿，棚梁与两端的棚腿之间分别设置斜撑，斜撑的上端通过连接件与棚梁固定，下端通过卡栏与棚腿固定。本实用新型所述的棚梁、棚腿、斜撑都采用工字钢制作。在实际应用中，棚梁承担顶部载荷，棚腿支撑并传递顶部压力, 斜撑作为支撑点可以起到简支梁的作用，将金属梁分解成三个连续作用的简支梁，不仅降低了应力集中，还能将作用于金属梁上的载荷均匀分布,提高了斜撑支架的抗弯曲能力，这样就克服了普通金属梯形棚不适应大断面巷道支护的局限性。斜撑既可以分担顶部压力，又可以将顶部压力分解并作用于巷道两帮，从而抵消侧压影响，抑制巷道变形，提高金属梯形棚的整体强度和刚度。该斜撑支架的应用进一步扩展了金属梯形棚的适用范围,为煤矿井下大断面巷道支护开辟了一条新途径。
为了保证整个支架更稳固，斜撑与棚梁、棚腿构成等腰三角形，斜撑与棚梁之间的夹角为40度或45度，这样就确定了棚梁与棚腿之间的夹角为100度或90度。
本实用新型所述的斜撑两端呈40-45度斜尖状，以便于和棚梁、棚腿搭接。
本实用新型所述的连接件由两个夹板及穿通两个夹板的螺栓构成，每个夹板一侧开有直槽，连接件可通过直槽卡接于棚梁下端两侧的工字棱上，直槽一侧开有与其成140-135度的V形槽，斜撑的顶端固定在两块夹板所形成的V形槽内；所述的卡栏呈V形槽斜槽状，直接焊接与棚腿上。连接件及卡栏都是为了便于斜撑与棚梁、棚腿之间的连接。
本实用新型所述的棚梁两端的两侧分别固定有与棚腿卡接的两块护板，可对棚梁起到定位作用，使其稳固、不动荡，棚梁两端的护板之间的距离为棚梁的净宽。
本实用新型所述的棚腿顶部端面的四个棱上分别固定有护杆，且护杆高于棚腿顶部，而棚梁的端部正好可以卡在护杆内，起到固定梁端的作用。同时棚腿底部设有底座，加强根基稳固。
与传统支护装置相比，具有以下优点：
（1）受力性能好，抗变形能力强，它能将顶部应力通过斜撑转移到棚腿上，能有效地抵消侧压，保持巷道的相对稳定性；
（2）通过斜撑作用能有效缩短工字钢梁的跨度，改善其受力性能，提高金属梯形棚的强度和刚度；
（3）提高了支护结构的支护阻力，扩大了支护结构的支护范围，能有效地控制顶板岩层的变形，巷道变形量小；
（4）大大加快了施工进度，提高了生产效率，且降低了支护成本，取得了良好的经济效益和社会效益，是一种安全、有效和经济的支护方式。
3、附图说明
图1为本实用新型的结构示意图
图2为图1的侧视图
图3为图1中1-1剖视图
图4为图3的侧视图
图5为图1的2-2剖视图
图中：1-棚梁 2-棚腿 3-斜撑 4-连接件 5-卡栏 6-夹板 7-螺栓 8-直槽 9-V型槽 10-护板 11-护杆 12-底座 13-拉杆 14-拉杆套筒
4、具体实施方式
斜撑式支架，包括棚梁1、与棚梁1两端固定的棚腿2，棚梁1与两端的棚腿2之间分别设置斜撑3，斜撑3两端150ｍｍ长应削成40-45度斜尖状，斜撑3的上端通过连接件4与棚梁1固定，下端通过卡栏5与棚腿2固定，卡栏5呈V形槽斜槽状，且距棚腿上端1000ｍｍ；棚梁、棚腿和斜撑均采用12#工字钢制作，棚梁长5050ｍｍ，棚腿长3250ｍｍ，当棚梁和棚腿夹角为100度时采用1500ｍｍ的斜撑作支撑；当棚梁和棚腿夹角为90度时采用1300ｍｍ的斜撑作支撑，斜撑3与棚梁1、棚腿2构成等腰三角形，斜撑3与棚梁1之间的夹角为40度或45度；连接件由两个夹板6及穿通两个夹板的螺栓7构成，夹板可为钢板或铸铁，每个夹板一侧开有宽10ｍｍ、深12ｍｍ、长110ｍｍ的直槽8，直槽距夹板一侧距离为15ｍｍ，在距直槽上部60ｍｍ处以圆孔右侧为基点,再削(铸)一个与直槽成135度角的V形槽9，槽长60ｍｍ，槽底宽50ｍｍ，用于将斜撑上端与棚梁相接。棚梁1两端的两侧分别固定有与棚腿2卡接的两块护板10，护板采用12ｍｍ厚的钢板割制，距棚梁端头距离各为150ｍｍ。棚腿2顶部端面的四个棱上分别固定有护杆11，且护杆11高于棚腿2顶部30ｍｍ，护杆采用Φ20圆钢制作,长度为130ｍｍ；棚腿2底部焊接有12ｍｍ厚的底座12。该斜撑式支架净上宽4750ｍｍ,净下宽5730ｍｍ,净高3000ｍｍ，两斜撑间距为2750ｍｍ，棚距为800ｍｍ。在实际使用过程中，根据巷道和硐室的断面大小、深度来确定斜撑式支架的尺寸及数量，当两个或两个以上的斜撑式支架组合使用时，各个棚腿的上部和下部分别焊接拉杆套筒14，相邻两个棚腿之间设有拉杆13，拉杆的两端分别插入拉杆套筒内，这样两个支架的顶部铺金属网和背板，两帮用背板背紧压实，如果压力大可适当减小棚距,对煤壁进行卸压维护,或采取其它措施以确保大断面巷道和硐室的相对稳定,为安全生产创造条件。
5 发明人介绍：
牛云龙：男，1963年生，本科学历，机电工程师，现任望云煤矿分公司生产副经理。
李广富：男，1967年生，毕业于大同煤炭工业学校，采煤助理工程师，现在大阳煤矿分公司生产科工作。
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