专利名称：井下狭窄巷道支护工程用的支护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及矿山工程支护技术领域，具体地说，涉及 一种井下狭窄巷道支护工程用的支护装置。
背景技术：
在矿山竖井的施工中，随着一系列新设备新工艺(诸如用于掘进的凿井伞钻配 YGZ-70凿岩机和中空六角超长成品钎杆、用于支护的整体伸缩式模板和砼自动配料下料系统等)的应用，施工速度大为加快。但在一些狭窄的水平巷道的施工中，由支护施工的困难，这些新设备新工艺要不无法使用，要不优势得不到发挥。例如在竖井马头门绕道的施工中就是这样。马头门是指竖直井筒与水平井巷的交接处，因形似马头，多为斜顶式，故名。马头门绕道是指在一个层面内环绕井筒延伸并与马头门连通的巷道，用于为井下施工人员以及部分施工设备进出井巷提供专用通道。马头门绕道的断面很狭小，并且在里面作业的危险性较大，因此，在马头门绕道的施工中，掘进和支护的进度很慢，特别是支护的进度很慢， 这就对马头门绕道的施工进度造成严重影响。目前在马头门绕道的支护施工中普遍采用钢管脚手架、木方来搭设支架。具体说， 在马头门绕道的施工中，当绕道的掘进施工完成后，从井上地表向绕道中下放大量的钢管、 方木、机具设备以及施工人员，然后这些施工人员在狭小的绕道中搭设支架并进行支模。按这种方法搭设支架所需的时间较长，例如在一些情形中，为Ilm长的马头门绕道搭设支架并进行支模至少需要16小时，这样就使作业人员长时间地处于绕道中裸露的围岩之下，因而使作业的危险性增大。
实用新型内容本实用新型就是为解决上述技术问题而做出的，其目的在于提供一种井下狭窄巷道支护工程用的支护装置，使用该支护装置能够显著地减少材料、机具及人员的下井数量， 并能够提高狭窄巷道的支护施工速度，还能对弯曲巷道进行支护施工，并且能够重复使用。为了实现上述目的，本实用新型提供一种矿山混凝土支护工程用的支架，其包括 一种井下狭窄巷道支护工程用的支护装置，其包括可拆卸地串接在一起的多个支护单元， 每个支护单元包括支架单元和支设在该支架单元上的模板。所述支架单元包括直立的第一柱腿、第二柱腿、第三柱腿以及第四柱腿，其中，每条柱腿的顶部设有第一对接部，第一柱腿和第二柱腿的侧面上彼此相对地设置多对第二对接部，第三柱腿和第四柱腿的侧面彼此相对地设置多对第二对接部，第一柱腿和第三柱腿的侧面彼此相对地设置多对第三对接部，第二柱腿和第四柱腿的侧面彼此相对地设置多对第三对接部，并且第一柱腿与第二柱腿之间的距离等于第三柱腿与第四柱腿之间的距离；多个横支撑，其中，每个横支撑的两端均设有与所述第二对接部对应的对接部，分别与所述第一柱腿和第二柱腿的侧面上彼此相对地设置的一对第二对接部对接，或分别与所述第三柱腿和第四柱腿的侧面上彼此相对地设置的一对第二对接部对接；多个纵支撑，其中，每个纵支撑的两端均设有与第三对接部对应的对接部，分别与所述第一柱腿和第三柱腿的侧面上彼此相对地设置的一对第三对接部对接，或分别与所述第二柱腿和第四柱腿的侧面上彼此相对地设置的一对第三对接部对接；以及两个拱架，其中，每个拱架的两个拱基部均设有与所述第一对接部对应的对接部， 分别与第一柱腿和第二柱腿的顶部上的所述第一对接部对接，或分别与第三柱腿和第四柱腿的顶部上的所述第一对接部对接。所述模板支设在所述支架单元的包含第一柱腿和第三柱腿的侧面、包含第一拱架和第二拱架的拱面、以及包含第二柱腿和第四柱腿的侧面上。在每个支护单元的包含第一柱腿和第二柱腿的侧面以及在包含第三柱腿和第四柱腿的侧面上设置第四对接部，用于 与另一个支护单元的包含第一柱腿和第二柱腿的侧面或包含第三柱腿和第四柱腿的侧面上设置的相应的第四对接部可拆卸地对接。优选地，所述柱腿、横支撑、纵支撑以及拱架由圆钢、圆钢管、方钢、方钢管、角钢、 槽钢和工字钢中的一种或几种型材制成。优选地，所述第一对接部、第二对接部、和第三对接部与各自相应的对接部的对接为固定对接或可拆卸对接。优选地，第一柱腿与第三柱腿之间的距离不等于第二柱腿与第四柱腿之间的距离。进一步优选地，所述包含第一柱腿和第三柱腿的侧面平行于所述包含第二柱腿和第四柱腿的侧面。优选地，在所述两个拱架之间设有纵支撑。在使用本实用新型所述的支护装置在井下狭窄而弯曲的巷道中进行支护施工时， 首先根据所述巷道的断面设计尺寸、长度及各种荷载情况，将巷道分割为多个规格相同的规则段和若干弯曲变化剧烈的转折段(如果需要的话)，再根据所述规则段和所述转折段的规格尺寸在井口地面预先设计、加工出与各个段相对应的所述支护单元。然后将这些支护单元依次下放到所述巷道中安装、对接。每对接好一个或多个支护单元，就在该支护单元与巷道壁之间浇筑混凝土，从而完成巷道的快速支护施工。从上面的描述可知，采用本实用新型所述的支护装置在井下狭窄巷道中进行支护施工时，能够显著地减少材料、机具及人员的下井数量，并能够提高狭窄巷道的支护施工速度，还能对弯曲巷道进行支护施工。另外，本实用新型所述的支护装置的通用性好，适用于井下各种长度和弯度的巷道的支护施工，并能多次重复使用。
图1示出了本实用新型的一个实施例所述的支护单元的一个侧面示意图；图2示出了本实用新型的一个实施例所述的支护单元的俯视简化示意图；图3示出了本实用新型的一个实施例所述的支护装置在竖井马头门绕道的支护工程中的应用示意图；以及图4示出了本实用新型的一个实施例所述的支护装置在其它井下狭窄巷道的支护工程中的应用示意图。
具体实施方式
下面将参考附图来描述本实用新型所述的井下狭窄巷道支护工程用的支护装置的一个实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方 式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，相同的附图标记表示相同或相似的部分。本实用新型的一个实施例所述的井下狭窄巷道支护工程用的支护装置包括可拆卸地串接在一起的多个支护单元。图1示出了本实用新型的一个实施例所述的支护单元的一个侧面示意图，图2示出了本实用新型的一个实施例所述的支护单元的俯视简化示意图 (未画出拱架)。如图1和图2所示，每个支护单元1000包括支架单元100和支设在该支架单元100 上的模板200，其中，支架单元100包括直立的第一柱腿10、第二柱腿20、第三柱腿30和第四柱腿40、将这些柱腿连接起来的多个横支撑50和多个纵支撑60、安装在这些柱腿顶部的两个拱架70、以及优选地设置在所述两个拱架70之间的纵支撑(未示出)。在图1和图2所示的实施例中，柱腿10-40由角钢制成，在每条柱腿10-40上都设有第一、第二和第三对接部。举例来说，第一柱腿10上设有第一对接部10a、第二对接部 IOb和第三对接部10c，第二柱腿20上设有第一对接部20a、第二对接部20b和第三对接部 20c。其中，所述第一对接部IOa和20a分别是焊接在柱腿10和20的顶部且形成有对接孔的钢板，用于分别与拱架70的拱基部上的相应的对接部71a和72a对接；所述第二对接部 IOb和20b分别是柱腿10和20上形成有对接孔的一段钢板，它们彼此相对地设置，用于与横支撑50两端相应的对接部51b和52b对接；所述第三对接部IOc和20c分别是焊接在柱腿10和20上且形成有对接孔的钢板，用于与纵支撑60的一端的相应的对接部61c对接， 而纵支撑60的另一端的对接部62c则与柱腿30或40上的第三对接部30c或40c (分别与柱腿10或20上的第三对接部IOc或20c相对地设置)对接。本领域中的技术人员很容易明白，柱腿10-40、横支撑50、纵支撑60以及拱架70 可以由圆钢、圆钢管、方钢、方钢管、角钢、槽钢和工字钢中的一种或几种型材制成。每条柱腿上的所述第一、第二和第三对接部以及横支撑、纵支撑、拱架上的相对应的对接部可以通过焊接、铆接、钻孔、切割等方式及其组合以各种结构及其对应结构来实现，而彼此相对应的对接部之间的对接可以是固定对接(例如通过焊接等方式)，也可以是可拆卸对接(例如通过使用螺栓螺母)。这些对接头的其它具体结构及其对接方式就不再详细地举例说明了，它们都属于本实用新型要保护的范围。此外，如图2所示，在本实用新型的一个实施例所述的支架单元100中，第一柱腿 10与第二柱腿20之间的距离等于第三柱腿30与第四柱腿40之间的距离。这样，各个支护单元1000的包含第一柱腿10和第二柱腿20的侧面(如图1所示)就与其包含第三柱腿 30和第四柱腿40的侧面具有相同的尺寸规格，从而可以将多个支护单元1000可拆卸地串接起来，以便在井下狭窄弯曲的巷道中进行支护施工。如图1和图2所示，模板200支设在支架单元100的包含第一柱腿10和第三柱腿 30的侧面、包含两个拱架70的拱面、以及包含第二柱腿20和第四柱腿40的侧面上。可以通过例如模板200上的孔以及铁丝将模板200与柱腿、纵支撑以及拱架等绑定。另外，在每个支护单元1000的包含第一柱腿10和第二柱腿20的侧面(如图1所示)以及在其包含第三柱腿30和第四柱腿40的侧面上设置多个第四对接部80，用于与另一个支护单元1000的包含第一柱腿10和第二柱腿20的侧面或包含第三柱腿30和第四柱腿40的侧面上设置的相应的第四对接部80可拆卸地对接。在图1所示的实施例中，第四对接部80设置在柱腿上，在其它的实施例中，第四对接部80也可以设置在横支撑50上。另夕卜，两个支护单元1000上的相对应的第四对接部80通过例如螺栓螺母来进行对接。为了能够用于弯曲巷道的支护施工中，在本实用新型所述的支护单元1000中，第一柱腿10与第三柱腿30之间的距离可以不等于(例如，如图2所示，小于)第二柱腿20 与第四柱腿40之间的距离。另外，优选地，所述包含第一柱腿10和第三柱腿30的侧面平行于所述包含第二柱腿20和第四柱腿20的侧面。这样，如图2所示，在本实用新型所述的支护单元1000的俯视图中，柱腿、横支撑和纵支撑构成了等腰梯形。下面将参考图3来描述本实用新型所述 的支护装置在竖井马头门绕道的支护施工中的应用。图3示出了本实用新型的一个实施例所述的支护装置在竖井马头门绕道的支护工程中的应用示意图。首先，根据马头门绕道1的断面设计尺寸、长度以及各种荷载情况，将马头门绕道1分割为多个规格相同的规则段，再根据这些规则段规格尺寸在井口地面预先设计、加工出如图2所示的与各个段相对应的支护单元1000。然后将这些支护单元 1000依次下放到所述巷道中，并通过各支护单元1000的侧面上的第四对接部80进行对接。 每对接好一个或多个支护单元1000，就在该支护单元1000与绕道壁1之间浇筑混凝土，从而快速完成马头门绕道的支护施工。如果所述马头门绕道的某一段为弯曲变化剧烈的转折段，那么，可以为该段设计特殊形状的支护单元1000，即，可以对本实用新型所述的支护单元1000中的第一柱腿10与第三柱腿30之间的距离、第二柱腿20与第四柱腿40之间的距离、以及包含第一柱腿10和第三柱腿30的侧面与包含第二柱腿20和第四柱腿40的侧面之间的倾角进行调节，以便使支护单元1000适合用于上述弯曲变化剧烈的转折段。另外，本实用新型所述的支护装置还可以用于其它走向类型的巷道的支护施工中。图4示出了本实用新型的一个实施例所述的支护装置在其它井下狭窄巷道的支护工程中的应用示意图，其中，图4中的左图示出了在直线走向的巷道的支护工程中的应用，图4 中的右图示出了在S形走向的巷道的支护工程中的应用。从上面的描述可知，采用本实用新型所述的支护装置在井下狭窄巷道中进行支护施工时，能够显著地减少材料、机具以及人员的下井数量，并能够提高狭窄巷道的支护施工速度，还能对弯曲巷道进行支护施工。另外，本实用新型所述的支护装置的通用性好，适用于井下各种长度和弯度的巷道的支护施工，并能多次重复使用。实践表明，采用本实用新型所述的支护装置，一段Ilm长的马头门绕道的支模时间仅需3小时，这就大大地加快的马头门绕道施工的速度与效率，并保证了施工员工的安全。如上参照附图以示例的方式描述了本实用新型所述的井下狭窄巷道支护工程用的支护装置。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述支护装置，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进和组合。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
权利要求1.一种井下狭窄巷道支护工程用的支护装置，其特征在于，包括可拆卸地串接在一起的多个支护单元，每个支护单元包括支架单元和支设在该支架单元上的模板，其中，所述支架单元包括直立的第一柱腿、第二柱腿、第三柱腿以及第四柱腿，其中，每条柱腿的顶部设有第一对接部，第一柱腿和第二柱腿的侧面上彼此相对地设置多对第二对接部，第三柱腿和第四柱腿的侧面彼此相对地设置多对第二对接部，第一柱腿和第三柱腿的侧面彼此相对地设置多对第三对接部，第二柱腿和第四柱腿的侧面彼此相对地设置多对第三对接部，并且第一柱腿与第二柱腿之间的距离等于第三柱腿与第四柱腿之间的距离；多个横支撑，其中，每个横支撑的两端均设有与所述第二对接部对应的对接部，分别与所述第一柱腿和第二柱腿的侧面上彼此相对地设置的一对第二对接部对接，或分别与所述第三柱腿和第四柱腿的侧面上彼此相对地设置的一对第二对接部对接；多个纵支撑，其中，每个纵支撑的两端均设有与所述第三对接部对应的对接部，分别与所述第一柱腿和第三柱腿的侧面上彼此相对地设置的一对第三对接部对接，或分别与所述第二柱腿和第四柱腿的侧面上彼此相对地设置的一对第三对接部对接；以及两个拱架，其中，每个拱架的两个拱基部均设有与所述第一对接部对应的对接部，分别与第一柱腿和第二柱腿的顶部上的所述第一对接部对接，或分别与第三柱腿和第四柱腿的顶部上的所述第一对接部对接，所述模板支设在所述支架单元的包含第一柱腿和第三柱腿的侧面、包含第一拱架和第二拱架的拱面、以及包含第二柱腿和第四柱腿的侧面上，以及在每个支护单元的包含第一柱腿和第二柱腿的侧面以及在包含第三柱腿和第四柱腿的侧面上设置第四对接部，用于与另一个支护单元的包含第一柱腿和第二柱腿的侧面或包含第三柱腿和第四柱腿的侧面上设置的相应的第四对接部可拆卸地对接。
2.根据权利要求1所述的井下狭窄巷道支护工程用的支护装置，其特征在于，所述柱腿、横支撑、纵支撑以及拱架由圆钢、圆钢管、方钢、方钢管、角钢、槽钢和工字钢中的一种或几种型材制成。
3.根据权利要求1所述的井下狭窄巷道支护工程用的支护装置，其特征在于，所述第一对接部、第二对接部和第三对接部与各自相应的对接部的对接为固定对接或可拆卸对接。
4.根据权利要求1所述的井下狭窄巷道支护工程用的支护装置，其特征在于，第一柱腿与第三柱腿之间的距离不等于第二柱腿与第四柱腿之间的距离。
5.根据权利要求4所述的井下狭窄巷道支护工程用的支护装置，其特征在于，所述包含第一柱腿和第三柱腿的侧面平行于所述包含第二柱腿和第四柱腿的侧面。
6.根据权利要求1所述的井下狭窄巷道支护工程用的支护装置，其特征在于，在所述两个拱架之间设有纵支撑。
专利摘要提供一种井下狭窄巷道支护工程用的支护装置，其包括可拆卸地串接起来的多个支护单元，每个支护单元包括支架单元和支设于其上的模板。支架单元包括直立的第一至第四柱腿，第一与第二柱腿的间距等于第三与第四柱腿的间距，并且优选地第一与第三柱腿的间距不等于第二与第三柱腿的间距；多个横支撑，连接第一和第二柱腿以及第三与第四柱腿；多个纵支撑，连接第一和第三柱腿以及第二与第四柱腿；以及两个拱架，支设在等距的两对柱腿的顶部。各个支护单元的侧面还包括对接部，用于支护单元之间的可拆卸对接。上述支护装置能够显著减少材料机具人员的下井数量，并提高巷道支护施工速度，还能用于弯曲巷道的支护施工且通用性好。
文档编号E21D15/02GK202100264SQ20112020071
公开日2012年1月4日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者叶超, 崔喜旺, 张桥梁, 王路成, 王金喜, 邬志伟 申请人:中国华冶科工集团有限公司