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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110847937A(43)申请公布日2020.02.28(21)申请号201911030266.X(22)申请日2019.10.28(71)申请人中国矿业大学地址221000江苏省徐州市大学路1号(72)发明人孙长伦李桂臣毕瑞阳许嘉徽梁巨理董玉玺王喜(74)专利代理机构北京淮海知识产权代理事务所(普通合伙)32205代理人刘振祥(51)Int.Cl.E21D11/14(2006.01)E21D11/34(2006.01)E21D17/01(2006.01)E21D17/10(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种U型钢支架及分级主动加载控制巷道围岩的方法(57)摘要本发明提供了一种U型钢支架及分级主动加载控制巷道围岩的方法,U型钢支架:两个棚腿通过连接件连接在横梁的两端,弧形横撑设置在横梁的下部,上卡缆板和下卡缆板分别设置在横梁的上方和弧形横撑下方,并通过两根加长横撑加载螺栓杆连接;控制巷道围岩的方法:布设梯形U型钢支架;加装弧形横撑;连接弧形横撑与横梁;进行支护力的主动加载;对巷道进行全面支护。该支架具有主动支护功能,整体刚度强,能根据围岩压力及变形情况合理调整支撑力,可以有效提高支护强度;该方法能提供一种分级主动加载的支护方式,能有效实现U型钢支架的被动加载方式为主动加载方式,可对巷道形成有效的支护,能有效提高煤矿的安全生产工作。CN110847937ACN110847937A权利要求书1/1页1.一种U型钢支架,包括横梁(1)和设置在横梁(1)两端的两个棚腿(4),所述棚腿(4)的上端通过连接件(3)与横梁(1)的端部固定连接,其特征在于,还包括由U型钢制成的弧形横撑(5)、上卡缆板(2)、下卡缆板(7)和两根加长横撑加载螺栓杆(6);所述弧形横撑(5)设置在横梁(1)的下部,其弧顶靠近横梁(1)地设置,且其两端部分别卡扣在两个棚腿(4)内侧的外部,并与棚腿(4)之间滑动接触配合;所述上卡缆板(2)跨设在横梁(1)的中部上方;所述下卡缆板(7)跨设在弧形横撑(5)的中部下方;两根加长横撑加载螺栓杆(6)分别于横梁(1)及弧形横撑(5)的两侧依次穿过上卡缆板(2)和下卡缆板(7)上的通孔,并通过螺纹配合与锁紧螺母(8)连接。2.根据权利要求1所述的一种U型钢支架,其特征在于,所述弧形横撑(5)的端部开口的尺寸与棚腿(4)内侧的尺寸相适配,弧形横撑(5)的部端与棚腿(4)内侧的两侧面吻合地配合。3.根据权利要求1或2所述的一种U型钢支架,其特征在于,所述加长横撑加载螺栓杆(6)采用圆柱形高强度金属材料制成。4.一种分级主动加载控制巷道围岩的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:布设梯形U型钢支架;将横梁(1)与棚腿(4)通过连接件(3)连接成一个整体,并布置在巷道相应位置,同时,将上卡缆板(2)设置在横梁(1)中部的上方,并使上卡缆板(2)中部向上凹陷的区域扣设在横梁(1)开口面的上部;步骤2:加装弧形横撑(5);将U型钢制成的弧形横撑(5)安装在梯形U型钢支架的内部,并使弧形横撑(5)的弧顶靠近横梁(1)地设置,使弧形横撑(5)的两个端部分别吻合地卡扣在两个棚腿(4)内侧的外部;步骤3:连接弧形横撑(5)与横梁(1);在弧形横撑(5)中部的下方设置下卡缆板(7),并使下卡缆板(7)中部向下凹陷的区域扣设在弧形横撑(5)的外侧,下卡缆板(7)两侧顶部向上凸起的突部与弧形横撑(5)外侧上端限位抵接;通过位于横梁(1)及弧形横撑(5)的两侧的两根加长横撑加载螺栓杆(6)依次穿过上卡缆板(2)和下卡缆板(7),并于下卡缆板(7)通过螺纹配合连接锁紧螺母(8);步骤4:进行支护力的主动加载;根据巷道围岩两侧的应力状态,拧紧两根加长横撑加载螺栓杆(6)上部的锁紧螺母(8),使下卡缆板(7)带动弧形横撑(5)弧顶的部分向靠近横梁(1)的方向移动,通过弧形横撑(5)来给两侧的棚腿(4)施加支撑力,将被动支护转为主动支护;步骤5:对巷道进行全面支护;根据巷道的实际情况,按照一定的间隔,依次重复步骤1至4,进行巷道的全面支护。5.根据权利要求4所述的一种分级主动加载控制巷道围岩的方法,其特征在于,所述加长横撑加载螺栓杆(6)采用圆柱形高强度金属材料制成。2CN110847937A说明书1/4页一种U型钢支架及分级主动加载控制巷道围岩的方法技术领域[0001]本发明属于煤矿支护技术领域,具体涉及一种U型钢支架及分级主动加载控制巷道围岩的方法。背景技术[0002]随着煤矿开采深度的加大,面临的支护难度也越来越大,深部巷道在高地应力作用下,巷道围岩破碎严重,变形量大,造成巷道维护成本高,使用周期短,增加了施工难度,严重影响了煤矿安全生产工