本发明涉及巷道支护,具体为一种硬软组合式让压机构。
背景技术:
1、巷道支护稳定是煤炭资源安全开采的重要保障,由于深部地下岩层条件的复杂恶劣,且受到采动矿压的剧烈影响,造成巷道顶板压力大且复杂多变,巷道顶板锚索接近极限荷载状态下时,目前的蝶形托板在锚具的压力作用下,托板孔产生变形,挤压剪切锚索,导致锚索抗拉强度与最大延伸量降低,锚索破断失效。
2、针对此类巷道顶板锚索破断问题,在分析“托板-锚索”力学相互作用关系的基础上,提出蝶形“硬-软”让压结构托板装置,它具有设计合理、结构简单、制造难度低、施工操作简单、经济实用等优点。可实现巷道顶板来压,锚索接近极限荷载状态时,托板斜面在锚具压力作用下弯曲变形剪切铝制缓冲管,铝制缓冲管产生塑性让压变形,避免托板孔壁直接与锚索相接触,剪切锚索的现象,同时也均匀分散了托板孔对锚索的压力,提高了锚索的抗拉强度与最大延伸量,目的是经济有效解决巷道锚索支护中托板变形剪切锚索的风险,满足地下支护工程的安全需求。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种硬软组合式让压机构,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种硬软组合式让压机构,包括蝶形托板,所述蝶形托板的内部开设有贯穿式凹槽,所述蝶形托板的上侧壁开设有顶部固定槽,所述顶部固定槽的上侧壁固定设置有限位铁圈,所述贯穿式凹槽的内部设置有缓冲管,所述缓冲管的内部纵向设置有锚索,所述锚索的外部固定设置有锚具,所述锚具的下端与所述顶部固定槽卡接,所述锚具的侧壁与所述限位铁圈卡接。
3、优选的,所述缓冲管的长度大于蝶形托板的厚度,所述缓冲管的厚度大于蝶形托板的顶部与斜面在锚索极限拉伸状态下的横向变形量。
4、优选的,所述贯穿式凹槽的内径与所述缓冲管的外径相当。
5、优选的,所述缓冲管的顶面与所述贯穿式凹槽的上表面平齐。
6、优选的,所述限位铁圈形成的环形圈内径与锚具的外径相当。
7、优选的,所述贯穿式凹槽的形状与所述缓冲管的形状相适配。
8、优选的,所述锚具的外部设置有限位机构,所述限位机构包括限位管,所述限位管与所述蝶形托板的上侧壁固定连接,所述限位管内壁的左端和右端均固定设置有限位杆,所述锚具的外部套接设置有环形板,所述环形板的左侧壁和右侧壁均固定设置有限位板,两个所述限位板的侧壁均开设有限位孔,两个所述限位孔均与所述限位杆滑动连接。
9、优选的,所述锚索的外部位于锚具和缓冲管之间设置有缓冲机构,所述缓冲机构包括第一套板和第二套板,所述第一套板和第二套板均套接设置在锚索的外部,所述第一套板位于第二套板的上端,所述第一套板的上侧壁与所述锚具的下侧壁接触,所述第二套板的下侧壁与所述缓冲管的上侧壁接触,所述锚索的外部套接设置有缓冲弹簧,所述缓冲弹簧的上端和下端分别与所述第一套板和第二套板相靠近的一侧固定连接。
10、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
11、本申请通过由锚索、锚具、贯穿式凹槽、缓冲管、蝶形托板、顶部固定槽组成的蝶形“硬-软”让压结构托板,进而实现蝶形托板在锚具的压力作用下,托板斜面弯曲变形剪切缓冲管,缓冲管塑性让压变形,避免托板孔壁直接与锚索相接触,出现剪切锚索的现象,同时也均匀分散了贯穿式凹槽对锚索的横向压力,提高了锚索的抗拉强度与最大延伸量,从而经济有效解决巷道锚索支护中托板变形剪切锚索的问题,满足地下支护工程的安全需求;
12、该装置制作材料可由钢板、铝管等材料加工制成,结构简单,在传统蝶形托板的基础之上,适当扩大托板孔直径,安装缓冲管,形成“硬-软”让压结构,其让压结构为缓冲管,也可根据实际情况变更为其他较软材质,或者其他形状,本发明具有设计合理、结构简单、施工操作简单、制造成本低、成本低廉,生根结实可靠、可组合拆解重复利用等优点。
1.一种硬软组合式让压机构,包括蝶形托板(1),其特征在于,所述蝶形托板(1)的内部开设有贯穿式凹槽(2),所述蝶形托板(1)的上侧壁开设有顶部固定槽(3),所述顶部固定槽(3)的上侧壁固定设置有限位铁圈(4),所述贯穿式凹槽(2)的内部设置有缓冲管(5),所述缓冲管(5)的内部纵向设置有锚索(6),所述锚索(6)的外部固定设置有锚具(7),所述锚具(7)的下端与所述顶部固定槽(3)卡接,所述锚具(7)的侧壁与所述限位铁圈(4)卡接。
2.根据权利要求1所述的一种硬软组合式让压机构,其特征在于:所述缓冲管(5)的长度大于蝶形托板(1)的厚度,所述缓冲管(5)的厚度大于蝶形托板(1)的顶部与斜面在锚索(6)极限拉伸状态下的横向变形量。
3.根据权利要求1所述的一种硬软组合式让压机构,其特征在于:所述贯穿式凹槽(2)的内径与所述缓冲管(5)的外径相当。
4.根据权利要求1所述的一种硬软组合式让压机构,其特征在于:所述缓冲管(5)的顶面与所述贯穿式凹槽(2)的上表面平齐。
5.根据权利要求1所述的一种硬软组合式让压机构,其特征在于:所述限位铁圈(4)形成的环形圈内径与锚具(7)的外径相当。
6.根据权利要求1所述的一种硬软组合式让压机构,其特征在于:所述贯穿式凹槽(2)的形状与所述缓冲管(5)的形状相适配。
7.根据权利要求1所述的一种硬软组合式让压机构,其特征在于:所述锚具(7)的外部设置有限位机构,所述限位机构包括限位管(8),所述限位管(8)与所述蝶形托板(1)的上侧壁固定连接,所述限位管(8)内壁的左端和右端均固定设置有限位杆(9),所述锚具(7)的外部套接设置有环形板(10),所述环形板(10)的左侧壁和右侧壁均固定设置有限位板(11),两个所述限位板(11)的侧壁均开设有限位孔,两个所述限位孔均与所述限位杆(9)滑动连接。
8.根据权利要求1所述的一种硬软组合式让压机构,其特征在于:所述锚索(6)的外部位于锚具(7)和缓冲管(5)之间设置有缓冲机构,所述缓冲机构包括第一套板(12)和第二套板(13),所述第一套板(12)和第二套板(13)均套接设置在锚索(6)的外部,所述第一套板(12)位于第二套板(13)的上端,所述第一套板(12)的上侧壁与所述锚具(7)的下侧壁接触,所述第二套板(13)的下侧壁与所述缓冲管(5)的上侧壁接触,所述锚索(6)的外部套接设置有缓冲弹簧(14),所述缓冲弹簧(14)的上端和下端分别与所述第一套板(12)和第二套板(13)相靠近的一侧固定连接。