專利名稱：礦用復(fù)合材料梯形支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種礦井支撐架，特別是一種用復(fù)合材料制成的礦井用梯形支架。
隨著煤礦采掘機(jī)械化程度不斷提高，井田范圍和采區(qū)尺寸不斷擴(kuò)大。對(duì)礦井巷道支護(hù)提出了更高的要求。多功能技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展，促進(jìn)了礦井巷道斷面的加大和巷道支護(hù)的效率。現(xiàn)行在煤礦礦井使用的的礦用9號(hào)、11號(hào)和12號(hào)工字鋼，其理論重量分別為17·7kg/m、26·1kg/m和31·2kg/m，而一梁兩柱結(jié)構(gòu)的梯形支架，其整架重量已高過200kg～290kg以上，造成工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。礦井深部開采的巷道斷面的加大，又使得礦山壓力增大，現(xiàn)有金屬支架對(duì)煤礦頂板的承載能力(按均布載荷)最高151kN/架又顯過小。致使支架不斷變形，破壞，往復(fù)地使用，又浪費(fèi)了大量的鋼材。
本實(shí)用新型的目的即在于解決上述現(xiàn)有金屬支架重量過重，造成工人勞動(dòng)強(qiáng)度過大，以及現(xiàn)有金屬支架對(duì)煤礦頂板的承載能力過小，易于使支架不斷變形和破壞，反復(fù)使用造成鋼材大量浪費(fèi)等問題，而提供一種復(fù)合材料梯形支架。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種礦用復(fù)合材料梯形支架，由梁體和柱腿構(gòu)成，梁體(1)和柱腿(2)的截面高度(h)大于寬度(b)，且在截面中心部分有一空心的金屬框體(4)，在金屬框體(4)的周圍牢固地結(jié)合復(fù)合材料層(5)于一體；在梁體(1)上用螺栓(7)連接有不等邊角鋼(6)，在柱腿(2)上具有事先焊接好的輕型槽鋼(3)。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果1、新型復(fù)合材料支架的重量，每架90kg左右，為金屬支架的1/2以下，可以大大降低工人安裝和搬運(yùn)支架的勞動(dòng)強(qiáng)度。
2、新型復(fù)合材料中以箱形結(jié)構(gòu)的梯形支架承載能力最大達(dá)531kN/架，而現(xiàn)行的金屬支架最大承載能力最高才151kN/架，相比之下本實(shí)用新型的復(fù)合材料支架承載能力提高2·5倍以上。
3、新型復(fù)合材料支架具有較強(qiáng)的耐腐蝕性能，適合礦井下的惡劣使用條件。
據(jù)統(tǒng)計(jì)資料分析，我國(guó)煤礦金屬支架支護(hù)巷道約占全國(guó)統(tǒng)配煤礦總進(jìn)尺的40％。為700萬米左右，使用金屬支架的巷道每米造價(jià)約為1000元左右，而使用本實(shí)用新型的復(fù)合材料支架每米造價(jià)約為700萬元左右，用它代替金屬支架可節(jié)約大量鋼材，并使支護(hù)成本減少21億元左右，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
附圖的圖面說明如下


圖1、為本實(shí)用新型的礦用復(fù)合材料梯形支架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
圖2a～2c為三種不同截面形狀的支架材料斷面圖。
圖3、為柱腿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
圖4、為梁體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
圖5、為圖4的A—A斷面圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)例作進(jìn)一步說明請(qǐng)參閱
圖1，本實(shí)用新型的復(fù)合材料梯形支架由梁體1，柱腿2構(gòu)成，在柱腿2上事先焊上輕型槽鋼3，(請(qǐng)同時(shí)參閱圖3)而梁體1上用螺栓7連接一不等邊角鋼6，以代替現(xiàn)有技術(shù)中金屬支架上的榫頭。上述槽鋼3和角鋼6也可以用復(fù)合材料的構(gòu)件代替。
請(qǐng)參閱圖2，復(fù)合材料支架的斷面采取箱形、工字形、槽形等多種形式，以箱形截面為例，其中心部分為一空心的金屬框體4作為骨架，其周圍牢固的結(jié)合復(fù)合材料層5于一體，截面的高度h大于寬度b，同樣的圖2b和圖2c所示的工字形和槽形斷面也均具有金屬框體4的骨架，其周圍也牢固地結(jié)合復(fù)合材料層5，截面高度h也均大于寬度b。截面的有關(guān)尺寸均按材料力學(xué)強(qiáng)度理論的最佳受力狀況來選取，因而能使材料提高承載能力，其中箱形截面的綈形支架整架承載能力最大達(dá)531kn/架，比現(xiàn)有的金屬梯形支架承載能力提高2～3倍。
權(quán)利要求1.一種礦用復(fù)合材料梯形支架，由梁體和柱腿構(gòu)成，其特征在于梁體(1)和柱腿(2)的截面高度(h)大于寬度(b)，且在截面中心部分有一空心的金屬框體(4)，在金屬框體(4)的周圍牢固地結(jié)合復(fù)合材料層(5)于一體；在梁體(1)上用螺栓(7)連接有不等邊角鋼(6)，在柱腿(2)上具有事先焊接好的輕型槽鋼(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用復(fù)合材料梯形支架，其特征在于梁體(1)和柱腿(2)的截面中心部分有一空心的金屬框體(4)，該金屬框體(4)截面呈箱形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用復(fù)合材料梯形支架，其特征在于梁體(1)和柱腿(2)的截面中心部分有一空心的金屬框體(4)，該金屬框體(4)截面呈工字形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用復(fù)合材料梯形支架，其特征在于梁體(1)和柱腿(2)的截面中心部分有一空心的金屬框體(4)，該金屬框體(4)截面呈槽形。
專利摘要一種礦用復(fù)合材料梯形支架，由梁體(1)和柱腿(2)構(gòu)成，梁體(1)和柱腿(2)的截面高度(h)大于寬度(b)，且在截面中心部分有一空心的金屬框體(4)作為骨架，該金屬框體截面呈箱形或工字形、槽形，在金屬框體(4)的周圍牢固地結(jié)合復(fù)合材料層(5)于一體。這種復(fù)合材料的梯形支架比現(xiàn)有的金屬支架的重量大大減輕，而強(qiáng)度卻提高2～3倍，且具有耐腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)礦井中推廣可大量節(jié)約鋼材，降低支護(hù)成本，獲得極其巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)E21D15/00GK2235504SQ9521001
公開日1996年9月18日 申請(qǐng)日期1995年5月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月8日
發(fā)明者尹虹, 武正晨, 趙奇, 孟凡超, 單學(xué)懷 申請(qǐng)人:江蘇省煤礦研究所