鋼圈式內置輕質材料高強垛柱的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及煤礦井下頂板支護的支撐裝置，特別涉及一種鋼圈式內置輕質材料高強垛柱。
【背景技術】
[0002]巷道頂板冒頂和工作面冒落是煤礦生產的五大災害之一，冒頂或冒落區域頂板處理不當，容易發生頂板的再次垮冒，造成人員傷亡和設備的損壞，影響煤礦的安全生產。目前，國內外煤礦井下處理巷道頂板冒頂和工作面冒落的方法主要有:錨網噴注法、金屬支架木垛法、撞楔法等，均需要施工人員長時間在無支護的巷道頂板下作業，通常冒頂區域巷道頂板巖性差、松散破碎、極易發生再次冒頂，引發次生災害，因此施工人員的安全難以保證，同時在頂板冒落較高時，需要搭設腳手架進行登高作業，增加了施工的不安全性。金屬支架木垛法、撞楔法等采用木材進行接頂，存在接頂不實，木材在潮濕環境下容易腐爛的問題，造成大量木材資源浪費，并且木垛支設需要人手多，程序復雜。

【發明內容】

[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種鋼圈式內置輕質材料高強垛柱，該垛柱操作簡單、高強、安全、快速，能夠柔性處理巷道頂板冒頂和工作面冒落。
[0004]為實現上述目的，本發明提供以下的技術方案:鋼圈式內置輕質材料高強垛柱，包括若干鋼圈，所述鋼圈上下堆疊構成垛柱，所述每個鋼圈內均設有鋼管，所述鋼管位于鋼圈內圈的中心處，且鋼管通過加強筋或加強筋板與鋼圈內壁焊接，每個鋼圈內均填充輕質高強材料；每相鄰的兩個鋼圈的鋼管位于同一軸線上，每相鄰的兩個鋼圈之間通過同一根圓鋼插于兩個鋼管內來限制相鄰兩個鋼圈之間的水平位移，或通過在位于上方鋼圈的鋼管內設置限位鋼管來限制來限制相鄰兩個鋼圈之間的水平位移，所述限位鋼管通過固定銷滑動連接于鋼管內，所述固定銷端面穿出限位鋼管的管壁與鋼管的內壁緊密接觸。
[0005]優選的，鋼管內壁在靠近鋼圈四分之三高度處焊接限位鋼環。
[0006]優選的，每個限位鋼管內的固定銷均設有兩個，兩個固定銷之間通過彈簧連接，兩個固定銷各自的另一端部分別穿出設在靠近限位鋼管頂部處的兩個孔與鋼管的內壁接觸。
[0007]優選的，固定銷與鋼管內壁接觸的端面設為粗糙端面。
[0008]優選的，每個鋼圈在其外側面靠近上、下端面處分別對稱焊接兩個螺帽，每個鋼圈通過在上、下的兩對螺帽內安裝螺栓與相鄰鋼圈連接。
[0009]優選的，每個鋼圈外部均設有把手。
[0010]采用上述技術方案，本發明整體結構是以鋼結構和高強輕質充填材料構成，抗壓強度高，耐腐蝕；在施工不需要搭設腳手架進行登高作業，增加了安全性；避免了原來采用木垛的方法進行接頂，存在接頂不實，木材在潮濕環境下容易腐爛、浪費大量木材資源的問題；本發明施工工藝簡單，提高了支護強度，通用性強，具有難燃抗靜電的特點，且可回收利用。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明主視圖；
[0012]圖2是本發明相鄰兩個鋼圈的連接示意圖；
[0013]圖3是本發明限位鋼管的結構示意圖；
[0014]其中，1.鋼圈2.鋼管3.加強筋4.限位鋼管5.固定銷6.限位環7.彈簧8.螺帽9.螺栓10.把手。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖，通過對實施例的描述，對本發明做進一步說明:
[0016]如圖1到3所示，本發明鋼圈式內置輕質材料高強垛柱，包括若干直徑為200?800_、壁厚為3?12_、高度為100?500_的鋼圈1，鋼圈I的壁厚根據所需的強度要求確定，所有鋼圈I依次上下堆疊構成垛柱，每個鋼圈I內均設有鋼管2，鋼管2位于鋼圈I內圈的中心處，且鋼管2通過加強筋3或加強筋板與鋼圈I內壁焊接，每個鋼圈I內均填充輕質高強材料，高強材料采用超聚砼，該超聚砼由A組物料和B組物料組成，其中，A組物料按質量份記，由30-50份聚乙二醇醚、5-10份三乙烯二胺、5-10份甲基膦酸二甲酯、1_5份α -甲基苯乙烯、10-70份沙和/或石和/或粉煤灰組成；Β組物料質量與A組質量相等，B組物料與A組物料質量相等，由甲苯二異氰酸酯與沙和/或石和/或粉煤灰組成，其中按質量比計，甲苯二異氰酸酯:沙和/或石和/或粉煤灰=(90-95): (10-70);每相鄰的兩個鋼圈I的鋼管2位于同一軸線上，每相鄰的兩個鋼圈I之間通過在位于上方鋼圈I的鋼管2內設置限位鋼管4來限制來限制相鄰兩個鋼圈I之間的水平位移，限位鋼管4通過固定銷5滑動連接于鋼管2內，每個限位鋼管4內的固定銷5均設有兩個，兩個固定銷5之間通過彈簧7連接，兩個固定銷5各自的另一端部分別穿出設在靠近限位鋼管4頂部處的兩個孔與鋼管2的內壁接觸，鋼管2內壁在靠近底部處焊接限位鋼環6，在進行水平限位時直接將限位鋼管4按下，直至固定銷5滑動到限位環6處，限位環6用于阻擋固定銷5繼續下滑。
[0017]采用上述技術方案，本發明垛柱的整體結構是以鋼結構和高強輕質的超聚砼構成，抗壓強度高，耐腐蝕；在施工時，本發明是采用鋼圈I上下堆疊而成，不需要搭設腳手架進行登高作業，增加了安全性；而且避免了原來采用木垛的方法進行接頂，存在接頂不實，木材在潮濕環境下容易腐爛、浪費大量木材資源的問題；本發明在使用時，還可以配合單體液壓支柱使用，本發明可以置于單體液壓支柱的上部，也可置于單體液壓支柱的下部，支撐煤礦井下工作面冒落時將第一塊鋼圈I先與單體液壓支柱上部或下部的鋼板固定，然后再垛上第二塊鋼圈1，以此類推，施工工藝簡單，提高了支護強度，通用性強，具有難燃抗靜電的特點，且可回收利用。
[0018]本發明固定銷5與鋼管2內壁接觸的端面設為粗糙端面，用以增大固定銷5端面與鋼管2的摩擦力；每個鋼圈I在其外側面靠近上、下端面處分別對稱焊接兩個螺帽8，每個鋼圈I通過在上、下的兩對螺帽8內安裝螺栓9與相鄰鋼圈I連接，這樣可以輔助限制鋼圈I之間的位移；每個鋼圈I外部均設有把手10，便于施工時的搬運。另外，本發明在進行水平限位時，也可以采用同一根圓鋼直接插于兩個鋼圈I的鋼管2內，這樣也可達到限位效果，且成本低，操作簡單。
[0019]以上所述的僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.鋼圈式內置輕質材料高強垛柱，包括若干鋼圈(I)，所述鋼圈(I)上下堆疊構成垛柱，其特征在于:所述每個鋼圈(I)內均設有鋼管(2)，所述鋼管(2)位于鋼圈(I)內圈的中心處，且鋼管(2)通過加強筋或加強筋板(3)與鋼圈(I)內壁焊接，每個鋼圈(I)內均填充輕質高強材料；每相鄰的兩個鋼圈(I)的鋼管(2)位于同一軸線上，每相鄰的兩個鋼圈(I)之間通過同一根圓鋼插于兩個鋼管(2)內來限制相鄰兩個鋼圈(I)之間的水平位移，或通過在位于上方鋼圈⑴的鋼管⑵內設置限位鋼管⑷來限制來限制相鄰兩個鋼圈⑴之間的水平位移，所述限位鋼管(4)通過固定銷(5)滑動連接于鋼管(2)內，所述固定銷(5)端面穿出限位鋼管(4)的管壁與鋼管(2)的內壁緊密接觸。2.根據權利要求1所述的鋼圈式內置輕質材料高強垛柱，其特征在于:所述鋼管(2)內壁在靠近鋼圈(I)四分之三高度處焊接限位鋼環(6)。3.根據權利要求2所述的鋼圈式內置輕質材料高強垛柱，其特征在于:所述每個限位鋼管(4)內的固定銷(5)均設有兩個，兩個固定銷(5)之間通過彈簧(7)連接，兩個固定銷(5)各自的另一端部分別穿出設在靠近限位鋼管(4)頂部處的兩個孔與鋼管(2)的內壁接觸。4.根據權利要求3所述的鋼圈式內置輕質材料高強垛柱，其特征在于:所述固定銷(5)與鋼管(2)內壁接觸的端面設為粗糙端面。5.根據權利要求1或4所述的鋼圈式內置輕質材料高強垛柱，其特征在于:所述每個鋼圈(I)在其外側面靠近上、下端面處分別對稱焊接兩個螺帽(8)，每個鋼圈(I)通過在上、下的兩對螺帽內安裝螺栓(9)與相鄰鋼圈(I)連接。6.根據權利要求1所述的鋼圈式內置輕質材料高強垛柱，其特征在于:所述每個鋼圈(I)外部均設有把手(10)。
【專利摘要】本發明公開了一種鋼圈式內置輕質材料高強垛柱，包括若干鋼圈，鋼圈上下堆疊構成垛柱，每個鋼圈內均設有鋼管，鋼管位于鋼圈內圈的中心處，且鋼管通過加強筋或加強筋板與鋼圈內壁焊接，每個鋼圈內均填充輕質高強材料；每相鄰的兩個鋼圈的鋼管位于同一軸線上，每相鄰的兩個鋼圈之間通過同一根圓鋼插于兩個鋼管內來限制相鄰兩個鋼圈之間的水平位移，或通過在位于上方鋼圈的鋼管內設置限位鋼管來限制相鄰兩個鋼圈之間的水平位移，限位鋼管通過固定銷滑動連接于鋼管內，固定銷端面穿出限位鋼管的管壁與鋼管的內壁緊密接觸，本發明施工工藝簡單，提高了支護強度，通用性強，具有難燃抗靜電的特點，且可回收利用。
【IPC分類】E21D15/02
【公開號】CN105089684
【申請號】CN201510622453
【發明人】莫維永
【申請人】安徽佳泰礦業科技有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年9月24日