一种箱式矿用复合背板的制作方法

本实用新型涉及巷道支护技术领域，特别涉及一种箱式矿用复合背板。

背景技术：

近年来我国煤炭产量连年提升，伴随而来的是煤矿生产向深部延伸，许多矿井面临着支护难题。支护困难巷道类型主要有深埋巷道、动压巷道、围岩破碎带巷道和软岩巷道。在支护困难巷道一般采用u型钢支架、工字钢支架和h型钢支架等被动支护，为了保证支架及时接顶，需要将支架与围岩间的空隙进行填充。所填充的背板材料若具有良好的传力性能和可缩变形能力，则可以使支架受力均匀，从而保证支护效果。

早期的矿用背板材料还有木背板，由于木背板具有可燃性，不符合煤矿安全相关规定，因此，现在矿山施工当中已不再使用。目前，常用的矿用背板为水泥背板。水泥背板作为矿用背板使用时，有如下缺点：①容重大，劳动强度大，成品体积小，体积过大则重量大影响施工，工效低；②属于脆性材料且刚性大，不具备可缩性，不能实现“让压”功能；③巷道围岩变形较大时，由于水泥背板较重，存在掉渣伤人风险。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，开发一种具有容重小、阻燃、可缩和安全等综合性能良好的新型矿用复合背板，有效传递支架与围岩作用力，具有良好韧性，且具备“让压”功能，使支护体受力更均匀。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种箱式矿用复合背板，所述复合背板安装在巷道与支架之间，所述复合背板包括设置外部的箱体以及位于箱体内部的箱体内可缩填充物；所述箱体内可缩填充物的材料选择阻燃，可缩且在高温下不释放有害有毒气体的材料；所述箱体的材料选择具有较高的强度和良好韧性且在高温下不释放有害有毒气体的阻燃材料。

复合背板具有容重小、阻燃、可缩和安全等综合性能，有效传递支架与围岩作用力，具有良好韧性，且具备“让压”功能，使支护体受力更均匀。

本实用新型一种优选实施方式，所述箱体和箱体内可缩填充物均为预制好的模块化结构。

预制模块化的结构可有效降低工人劳动强度，便于施工。

本实用新型一种优选实施方式，所述箱体内可缩填充物的材料选用岩棉、玻璃丝棉、石棉或气凝胶毡。

本实用新型一种优选实施方式，所述箱体的材料选用金属材料、阻燃橡胶材料或阻燃高分子材料。

箱体的作用是在可缩填充层的约束下，有效传递支架与围岩之间的作用力，具有良好韧性，且具备“让压”功能，使支护体受力更均匀。箱体材料具有较高的强度和良好的韧性，使背板具有良好的韧性，并具有较高的抗弯强度和抗拉强度。

本实用新型一种优选实施方式，所述复合背板为长方体或者其他多面体，宽度为20cm到30cm。

复合背板选用宽度为20cm到30cm尺寸，宽度较小不需与支架相互配合的弧度，也便于施工。

本实用新型一种优选实施方式，所述箱体的材料选用金属材料，金属板厚度大于0.4mm小于1mm。

金属板的厚度在0.4mm-1mm之间在满足抗压强度的同时又可以提升材料经济性。

本实用新型一种优选实施方式，所述箱体为筒体结构，箱体内可缩填充物填充进筒体内后筒体两端以盖板咬合封堵形成箱式复合背板。

本实用新型一种优选实施方式，所述箱体包括弯制的上u型壳体和下u型壳体，所述上u型壳体为前后两边向下折弯，所述下u型壳体为左右两边向上折弯，将箱体内可缩填充物填充进壳体，并将上、下u型壳体对接，壳体相交边处咬合形成箱式复合背板。

采用装配式的箱体以及咬合的结构使得现场安装方便，快捷，极大提升施工效率和可靠性。

本实用新型一种优选实施方式，箱体和箱体内可缩填充物之间通过胶结加工形成整体板材，或将箱体内可缩填充物不胶结装入箱体内形成整体板材。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

本实用新型的具有容重小、阻燃、可缩和安全等综合性能良好的新型矿用复合背板，有效传递支架与围岩作用力，具有良好韧性，且具备“让压”功能，使支护体受力更均匀。箱体的作用是在可缩填充层的约束下，有效传递支架与围岩之间的作用力，具有良好韧性，且具备“让压”功能，使支护体受力更均匀。

箱体材料具有较高的强度和良好的韧性，使背板具有良好的韧性，并具有较高的抗弯强度和抗拉强度。

箱体内可缩填充物的作用是在背板受压时，随箱体一起变形，并为对箱体提供一定的约束力，提高箱体的强度和刚度，使背板实现“让压”的功能的同时提升背板的强度和刚度。

预制模块化的结构可有效降低工人劳动强度，便于施工。

采用装配式的箱体以及咬合的结构使得现场安装方便，快捷，极大提升施工效率和可靠性。

附图说明

图1为本实用箱式矿用复合背板实施例一的示意图；

图2为本实用箱式矿用复合背板实施例二的示意图；

附图标记说明：

1-筒体，2-箱体内可缩填充物，3-盖板，4-上u型壳体，5-下u型壳体。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本实用新型具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例一：

参见附图1，示出了一种箱式矿用复合背板，所述复合背板安装在巷道与支架之间，所述复合背板包括筒体1以及位于筒体1内部的箱体内的可缩填充物2两部分加工形成整体板材，筒体与填充之间可进行胶结处理，也可不进行胶结处理。背板形状可根据需求设计为长方体或者其他多面体。箱体内可缩填充物2填充进筒体内后筒体1两端以盖板3咬合封堵形成箱式复合背板。采用装配式的箱体以及咬合的结构使得现场安装方便，快捷，极大提升施工效率和可靠性。

箱体：箱体1的作用是在可缩填充层的约束下，有效传递支架与围岩之间的作用力，具有良好韧性，且具备“让压”功能，使支护体受力更均匀。箱体材料具有较高的强度和良好的韧性，使背板具有良好的韧性，并具有较高的抗弯强度和抗拉强度。箱体的材料可选用：金属材料、阻燃橡胶材料或阻燃高分子材料。

箱体内可缩填充物：箱体内可缩填充物的作用是在背板受压时，随箱体一起变形，并为对箱体提供一定的约束力，提高箱体的强度和刚度，使背板实现“让压”的功能的同时提升背板的强度和刚度。箱体内可缩填充物2的材料选择阻燃，可缩且在高温下不释放有害有毒气体的材料,箱体内可缩填充物2的材料可选用：岩棉、玻璃丝棉、石棉、气凝胶毡。

优选地，为了有效降低工人劳动强度，便于施工。筒体1和箱体内可缩填充物2均为预制好的模块化结构。

优选地，复合背板为长方体或者其他多面体，宽度为20cm到30cm。

优选地，当箱体的材料选用金属材料时，金属板厚度大于0.4mm小于1mm。金属板的厚度在0.4mm-1mm之间在满足抗压强度的同时又可以提升材料经济性。

实施例二：

参见附图2，示出了一种矿用新型支架复合背板，与实施例一的结构，尺寸和材料均相同，区别仅在于箱体的结构不同，实施例二的箱体结构包括弯制的上u型壳体4和下u型壳体5，所述上u型壳体4为前后两边向下折弯，所述下u型壳体5为左右两边向上折弯，将箱体内可缩填充物2填充进壳体，并将上、下u型壳体对接，壳体相交边处咬合形成箱式复合背板。

采用装配式的箱体以及咬合的结构使得现场安装方便，快捷，极大提升施工效率和可靠性。

本实用新型的复合背板具有容重小、阻燃、可缩和安全等综合性能，有效传递支架与围岩作用力，且具备“让压”功能，使支护体受力更均匀，同时加工和施工方便。

上面附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。