專利名稱：特別適用于井下平巷的封閉支護(hù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別適用于井下平巷，井筒、煤侖、隧道和類似的井巷的封閉支護(hù)，它具有一個(gè)內(nèi)殼體，該內(nèi)殼體由在支護(hù)上縱向上連續(xù)排列的主要用鋼板制成的襯砌框架構(gòu)成，該內(nèi)殼體由至少兩個(gè)在支護(hù)的圓周方向上通過(guò)可壓性部件位置可變地互相支撐的襯砌框架件組成，該封閉支護(hù)還有一個(gè)周向可壓的外殼體，該外殼體由快速硬化的支護(hù)材料或類似的充填材料組成，外殼體包括對(duì)應(yīng)于襯砌框架而配置的弧形外殼段。本發(fā)明還涉及一種屬于本發(fā)明方題的封閉支護(hù)的隔離體，屬于本發(fā)明主題的封閉支護(hù)其結(jié)構(gòu)除具有上述特征外，還具有一個(gè)可變形的隔離體可沿支護(hù)縱向移動(dòng)地支撐在可壓性部件上或支撐在襯砌框架上，并且可能還具有以下一個(gè)或幾個(gè)特征，即其可壓性部件或襯砌框架具有一個(gè)包括行駛軌道的支撐表面，使其可移動(dòng)地支撐隔離體；隔離體沿著一個(gè)位于可壓性部件或襯砌框架上的導(dǎo)向裝置而移動(dòng)；導(dǎo)向裝置的兩側(cè)端延伸著一個(gè)滑動(dòng)或滾動(dòng)表面。
井下平巷支護(hù)一般由于開采深度增加(初次礦山壓力)和其它因素，如巷道掘進(jìn)程度、殘留礦柱及類似的逐漸增加的附加壓力，而要求承受急驟增加的高負(fù)載。而現(xiàn)有技術(shù)中用于井下平巷的封閉支護(hù)對(duì)于這種高負(fù)載總是難以勝任。
為了承受巨大的巖石壓力，專利文獻(xiàn)DE－AS2702672中公開了一種封閉支護(hù)。在這篇文獻(xiàn)中，按照這種對(duì)于其它開采情況也同樣是公知的讓壓性拱形支護(hù)，這種用硬化材料填充的內(nèi)殼體的襯砌框架是通過(guò)銷緊連接裝置而在某一尺寸范圍內(nèi)周向可壓地彼此固聯(lián)。然而，對(duì)于人工巷道中那種不可避免的頂板沉降現(xiàn)象，這種公知的支護(hù)只有處于極限狀態(tài)下才能對(duì)其產(chǎn)生反向支撐作用，當(dāng)出現(xiàn)負(fù)載時(shí)外殼體僅斷續(xù)地利用它的殘余承載能力與夾緊裝置的夾緊力相結(jié)合形成支護(hù)的支撐阻力。當(dāng)發(fā)現(xiàn)需要相當(dāng)多的測(cè)量，巨額資金而使支架構(gòu)件的應(yīng)用花費(fèi)昂貴時(shí)，在出現(xiàn)更大負(fù)載時(shí)，內(nèi)殼體的自由變形的可壓性也因此而僅能在某一區(qū)域內(nèi)得以實(shí)現(xiàn)。由于內(nèi)襯框架的這種滑移位錯(cuò)設(shè)置，只能對(duì)少數(shù)幾個(gè)方向上的壓力產(chǎn)生反向支撐。因此，在使用價(jià)格昂貴的支護(hù)材料時(shí)，所達(dá)到的上部頂板沉降負(fù)載值要比允許的開采所需值大得多。
為了在盡可能使用低成本支架構(gòu)件的情況下，使支架在較大的頂板沉降區(qū)上產(chǎn)生較高的支護(hù)阻力，對(duì)上述封閉支護(hù)進(jìn)行了改進(jìn)。專利申請(qǐng)DE－P3806126.0中公開了將外殼體分節(jié)設(shè)置并使其在圓周上具有可壓性。這樣，外殼體就不會(huì)在高負(fù)載下破碎，并能產(chǎn)生高的支護(hù)阻力及與襯砌框架一起讓壓。
本發(fā)明的任務(wù)在于，以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)方式造成一種前面開頭提到的那種封閉支護(hù)，在這種封閉支護(hù)中，以所希望的，預(yù)定的方式精確制造弧形外殼段，而不會(huì)存在這樣的危險(xiǎn)，即如在充填弧形外殼段時(shí)產(chǎn)生不緊密的彼此剛性聯(lián)接。這一任務(wù)可通過(guò)將一個(gè)可變形的隔離體可沿支護(hù)縱向移動(dòng)地支撐在可壓性部件上或支撐在襯砌框架上而解決。
通過(guò)可變形的隔離體在可壓性部件或在襯砌框架的其它部件上的可壓性，可以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)方式按照每次所需要的長(zhǎng)度或逐個(gè)精確排列形成弧形外殼段。由于隔離體是可移動(dòng)地支撐的，因此在一個(gè)相應(yīng)的弧形外殼段硬化之后，隔離體可被撤出以繼續(xù)進(jìn)行支護(hù)工作。在可變形的隔離體撤出之后，相鄰的弧形外殼段之間總要存在間隙，通過(guò)由此而產(chǎn)生的包括外殼體的的可壓縮性，使支護(hù)滿足承受巨大載荷的要求，且可以各種不同的變化方式滿足特殊場(chǎng)合下的特殊要求。正是通過(guò)由此而產(chǎn)生的有限的可壓縮性，人工井下巷道中的頂板沉降現(xiàn)象如此解決即整個(gè)表面上的一盡管在其大小和方向上是有限定的一支撐力在適宜的時(shí)刻可傳入巖體，以這種安裝方式可直接在整個(gè)表面上產(chǎn)生連續(xù)的高拱形支撐阻力。
根據(jù)本發(fā)明，一個(gè)適用于上述封閉支護(hù)的隔離體具有如下特征，即這個(gè)隔離體至少包括一個(gè)可在一移動(dòng)滑座或滑架上固定的可充入氣體使其膨脹亦可排空氣體的枕墊。隔離體以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)形式借助于滑座或滑架可移動(dòng)地支承在可壓性部件上或支承在襯砌框架上，為充填工序在此設(shè)置適宜的枕墊，為了使外殼體同樣保持可壓性，將枕墊充氣使其膨脹，從而在受擠壓構(gòu)件后保持一個(gè)足夠的無(wú)支護(hù)材料的空間。
關(guān)于封閉支護(hù)及隔離體的其它重要結(jié)構(gòu)布置還包括，屬于本發(fā)明主題的封閉支護(hù)的隔離體具有以下一個(gè)或幾個(gè)特征該隔離體具有一個(gè)中心主枕墊以及與該主枕墊相配置的側(cè)枕墊；側(cè)枕墊是通過(guò)與側(cè)枕墊鄰接的展開的密金屬網(wǎng)而與主枕墊相固定聯(lián)接的；每個(gè)枕墊至少具有兩個(gè)室；至少給每個(gè)枕墊配置一個(gè)控制閥；每個(gè)枕墊具有一個(gè)安全閥；滑座或滑架具有一個(gè)有溝槽形導(dǎo)向的底座，盤形支座固定在該底座上用以支承枕座。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)還可以通過(guò)附圖及下面的描述作進(jìn)一步說(shuō)明。要附圖中


圖1是支撐在內(nèi)殼體上的可壓性部件上的隔離體的實(shí)施例局部立體圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的隔離體的實(shí)施例橫截面示圖。
圖1中平巷支護(hù)1各由一內(nèi)殼體組成，該內(nèi)殼體由在支護(hù)縱向上連續(xù)配置的襯砌框架2組成，襯砌框架2是用波形薄鋼板制成。根據(jù)使用要求，襯砌框架2在支護(hù)的圓周方向上及在支護(hù)的縱向上的數(shù)量是可變化的，為使內(nèi)殼體的襯砌框架2在平巷支護(hù)方向上排列成行，這些襯砌框架上設(shè)有帶角的凸緣3。在平巷支護(hù)方向上凸緣3與另一個(gè)鄰近的襯砌框架2相對(duì)搭接，并借助于螺紋連接件4可拆卸地固定聯(lián)接起來(lái)。
襯砌框架2所具有的曲率與表用圖示作更詳細(xì)說(shuō)明的所建礦山巷道的曲率半徑相適應(yīng)，襯砌架2在支護(hù)的圓周方向上的位置是可改變的，且由此而在圓周上具有可壓性，它們彼此緊靠地支承在可壓性部件5上?？蓧盒圆考?形成可改變形狀的受擠壓構(gòu)件，圖中對(duì)此未作更詳細(xì)的說(shuō)明。為了與支護(hù)巷道的曲率半徑相適應(yīng)，受擠壓構(gòu)件不僅在縱向而且在橫向上具有可變形輪廓，例如M形或V形的輪廓。
在圖示實(shí)施例中，形狀可變的隔離體7在支護(hù)的縱向上可移動(dòng)地支撐在可壓性部件的工作面上，可壓性部件可相對(duì)于巖石6移動(dòng)。隔離體7將用可硬化材料制成的外殼體8分割成弧形殼段9?；⌒瓮鈿ざ?用簡(jiǎn)單的方法精確成型，關(guān)相對(duì)于每一個(gè)襯砌框架2排列，由此而在整個(gè)巷道支護(hù)的圓周方向上形成讓壓性。當(dāng)外殼體在受到圍巖的壓力或由于巖石松動(dòng)而導(dǎo)致頂板下沉?xí)r，讓壓性使其在所支撐的巖層或頂板下沉區(qū)或所有必要的方向上提供連續(xù)的高支撐阻力，從而使巖石壓力不直接傳遞到塑性變形的內(nèi)殼體上。同時(shí)，內(nèi)殼體可通過(guò)可壓性部件5的相應(yīng)配置在一定的大小和方向上具有可壓性，從而使得在安裝完畢后，全部封閉支護(hù)在整個(gè)表面上直接提供一個(gè)可靠的高拱形支撐阻力。
正如圖中所示，可壓性部件5具有一個(gè)導(dǎo)向裝置10，并在其兩側(cè)端具有相對(duì)于該導(dǎo)向裝置延伸的滑動(dòng)或滾動(dòng)表面11。隔離體7具有一個(gè)滑座或滑架12，該滑架12上帶有一個(gè)被導(dǎo)向裝置10夾持住的底部13。在填料硬化之后，亦即在弧形外殼段9形成關(guān)隨后安裝了襯砌框架之后，隔離體7可沿著導(dǎo)向裝置10移至下一個(gè)填充位置上。
隔離體7上有一個(gè)中心主枕墊14及兩個(gè)側(cè)枕墊15，側(cè)枕墊15是通過(guò)與側(cè)枕墊15鄰接的展開的密金屬網(wǎng)16與主枕墊14相連的。如圖所示，通過(guò)相應(yīng)地敷設(shè)側(cè)枕墊15和主枕墊14，當(dāng)相應(yīng)的枕墊向著隔離體7的兩側(cè)膨脹起來(lái)后，總會(huì)形成一個(gè)具有準(zhǔn)確的直線型或拱形正面輪廓的弧形外殼段9。主枕墊14通過(guò)緊固件18與一盤形支座17相連。側(cè)枕墊15通過(guò)緊固件18與底座13相連。此外支座17與底座13相連。
在如附圖所示的實(shí)施例中，隔離體的封閉膨脹變形的枕墊尺寸可隨所屬的可壓性部件15的尺寸而變化。對(duì)此，主枕墊14按照需要做成其最小直徑在過(guò)量采掘情況下仍能保證在足夠的范圍內(nèi)沒(méi)有填充材料落到可壓性部件5的后面。在預(yù)定外殼體厚15厘米情況下，主枕墊14的鋪設(shè)可以不取決于當(dāng)時(shí)的滑架尺寸而向著巖體膨脹達(dá)到50厘米的直徑即可符合目的要求。此時(shí)將枕墊分到各腔室中是有益的。
每個(gè)枕墊配置兩個(gè)控制閥用以進(jìn)行開關(guān)控制。當(dāng)開關(guān)處于“開”位置時(shí)，用0.3巴有表壓對(duì)一個(gè)枕墊的主室充氣，然后用1.0巴的表壓為兩個(gè)規(guī)定的側(cè)室充氣。枕墊或所說(shuō)的室的充氣最好在壓力計(jì)的控制下進(jìn)行，為防止枕墊充氣過(guò)量，出可適當(dāng)考慮采用安全閥。此處安全閥不僅防止枕墊充氣過(guò)量，而且還在被動(dòng)狀態(tài)下，即當(dāng)枕墊處于壓力之下而又未充滿時(shí)，在超壓的情況下打開安全閥以防止枕墊破裂。
權(quán)利要求1.特別適用于井下平巷，井筒、煤侖、隧道和類似的井巷的封閉支護(hù)，它具有一個(gè)內(nèi)殼體，該內(nèi)殼體由在支護(hù)上縱向上連續(xù)排列的主要用鋼板制碭襯砌框架構(gòu)成，該內(nèi)殼體由至少兩個(gè)在支護(hù)的圓周方向上通過(guò)可壓性部件(5)位置可變地互相支撐的襯砌框架件(2)組成，該封閉支護(hù)還有一個(gè)周向可壓的外殼體(8)，該外殼體(8)則快速硬化的支護(hù)材料或類似的充填材料組成，外殼體(8)包括對(duì)應(yīng)于襯砌框架(2)而配置的弧形外殼段(9)，其特征在于一個(gè)可變形的隔離體(7)可沿支護(hù)縱向移動(dòng)地支撐在可壓性部件(5)上或支撐在襯砌框架上。
2.按照權(quán)利要求1的封閉支護(hù)，其特征在于，可壓性部件(5)或襯砌框架具有一個(gè)包括行駛軌道的支撐表面，使其可移動(dòng)地支撐隔離體。
3.按照權(quán)利要求1或2的封閉支護(hù)，其特征在于，隔離體(7)沿著一個(gè)位于可壓性部件(5)或襯砌框架上的導(dǎo)向裝置(10)而移動(dòng)。
4.按照權(quán)利要求3的封閉支護(hù)，其特征在于，導(dǎo)向裝置(10)的兩側(cè)端延伸著一個(gè)滑動(dòng)或滾動(dòng)表面(11)。
5.用于特別如權(quán)利要求1至4之一所述的封閉支護(hù)的隔離體，其特征在于，該隔離體(7)至少包括一個(gè)固定于可移動(dòng)的滑座或滑架(12)上并可充氣膨脹也可排氣的枕墊(14，15)。
6.按照權(quán)利要求5的隔離體，其特征在于，隔離體(7)具有一個(gè)中心主枕墊(14)以及與該主枕墊相配置的側(cè)枕墊(15)。
7.按照權(quán)利要求6的隔離體，其特征在于，側(cè)枕墊(15)是通過(guò)與側(cè)枕墊(15)鄰接的展開的密金屬網(wǎng)(16)而與主枕墊(14)相固定聯(lián)接的。
8.按照權(quán)利要求5至7之一的隔離體，其特征在于，每個(gè)枕墊(14、15)至少有兩個(gè)室。
9.按照權(quán)利要求5至8之一的隔離體，其特征在于，至少給每個(gè)枕墊(14、15)配置一個(gè)控制閥。
10.按照權(quán)利要求5至9之一的隔離體，其特征在于，每個(gè)枕墊(14、15)具有一個(gè)安全閥。
11.按照權(quán)利要求5至10之一的隔離體，其特征在于，滑座或滑架(12)具有一個(gè)有溝槽形導(dǎo)向的底座(13)，盤形支座(17)固定在該底座(13)上用以支承枕墊(14、15)。
專利摘要一種特別適用于井下平巷、井筒、煤倉(cāng)、隧道等的封閉支護(hù)，它具有一個(gè)內(nèi)殼體，該內(nèi)殼體由在支護(hù)縱向上相繼連續(xù)排列的主要由鋼板制成的襯砌框架構(gòu)成，它還具有一個(gè)周向可壓的外殼體，該外殼體由快速硬化的支護(hù)材料或類似材料組成，外殼體包括對(duì)應(yīng)一于襯砌框架而配置的弧形外殼段。為了能夠用簡(jiǎn)單的方法制成精確的環(huán)形外殼段及為了形成支護(hù)狀態(tài)，可變形的隔離體可沿支護(hù)縱向移動(dòng)地支撐在可壓性部件上。
文檔編號(hào)E21D11/10GK2057458SQ89215528
公開日1990年5月23日 申請(qǐng)日期1989年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1988年7月5日
發(fā)明者西格弗里德·塞爾, 赫帕特·尼布爾 申請(qǐng)人:諾爾洛制鋼股份有限公司