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CN118793467B - 一种地下硐室装配式韧性支护结构 - Google Patents

一种地下硐室装配式韧性支护结构 Download PDF

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CN118793467B CN202411268516.4A CN202411268516A CN118793467B CN 118793467 B CN118793467 B CN 118793467B CN 202411268516 A CN202411268516 A CN 202411268516A CN 118793467 B CN118793467 B CN 118793467B
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Abstract

本发明涉及硐室支护技术领域,具体的是一种地下硐室装配式韧性支护结构,本发明包括多组沿着硐室长度方向阵列设置的支撑机构,支撑机构包括顶梁机构,相邻的两组顶梁机构之间固定连接有防护网;顶梁机构包括主梁,主梁中开设有空腔,主梁的上方设置有抵触机构,抵触机构包括韧性支撑组件和两组刚性支撑组件,韧性支撑组件与刚性连接组件之间设置有传动组件;顶梁机构中还设置有用于实时监测抵触机构受力情况的监测模块;本发明的顶梁机构中通过韧性支撑组件、刚性支撑组件和传动组件的配合设置,能够在支撑初期对硐室进行弹性的韧性支撑;当硐室形变量到达一定阈值时转变为刚性支撑,能够有效防止坍塌,保障工人和设备的安全。

Description

一种地下硐室装配式韧性支护结构
技术领域
本发明涉及硐室支护技术领域,具体的是一种地下硐室装配式韧性支护结构。
背景技术
地下硐室是指在地下开挖并形成的空间,通常用于储存、通信、交通、矿山开采、科研等多种目的。地下硐室在挖掘过程中,周围的土体或岩石可能因为失稳而发生坍塌。因此在施工过程中需要设置临时支护以增强周围岩体的稳定性,防止因变化导致的变形或崩塌,从而确保施工安全。
现有技术中存在如申请号为CN202110776506.1的专利公开了一种巷道临时支护装置,该巷道临时支护装置包括:门式支架、侧挡与侧挡支撑件。门式支架包括第一支撑杆、第二支撑杆和顶梁,顶梁的两端分别与第一支撑杆和第二支撑杆同一侧的端部连接;侧挡设于第一支撑杆远离第二支撑杆的一侧;侧挡支撑件的一端与顶梁连接,另一端与侧挡连接,侧挡支撑件用于对侧挡提供侧向支撑力。实现对巷道进行临时支护,提高了自成巷的稳定与安全。
但是上述专利在使用过程中还存在以下不足:
根据其内容可知,整体的支撑结构为刚性支承,对围岩进行强制约束,增加了冲击荷载的传递,使围岩在发生变形时容易产生剧烈震动或破坏;并且当局部位置的支撑装置在受力超负荷时,工作人员无法快速得知,则无法及时对该位置进行额外的支撑防护,存在坍塌风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地下硐室装配式韧性支护结构,以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种地下硐室装配式韧性支护结构,包括多组沿着硐室长度方向阵列设置的支撑机构,所述支撑机构包括顶梁机构,相邻的两组所述顶梁机构之间固定连接有防护网,顶梁机构的底面上在靠近四个拐角的位置均固定安装有连接组件,所述连接组件远离顶梁机构的一端可拆卸式固定连接有液压支撑柱,所述液压支撑柱的底端固定安装有底座;
所述顶梁机构包括主梁,所述主梁中开设有空腔,主梁的顶面沿着其长度方向的中线开设有与所述空腔贯通的通槽,主梁的上方设置有抵触机构,所述抵触机构包括韧性支撑组件和两组刚性支撑组件,两组所述刚性支撑组件分别位于通槽的两侧,韧性支撑组件与刚性连接组件之间设置有传动组件;
所述主梁的底面设置有一体成型的避让槽,所述避让槽位于通槽的正下方,且避让槽与空腔之间贯通;
所述顶梁机构中还设置有用于实时监测抵触机构受力情况的监测模块。
进一步的,所述韧性支撑组件包括设置在所述通槽正上方的钢梁一,所述钢梁一的底面两侧与主梁的顶面之间沿着钢梁一的长度方向阵列安装有多个弹簧一;
所述钢梁一的底面固定连接有压块,所述压块的底端通过所述通槽滑动贯穿主梁的顶面至空腔中,压块的两侧面在靠近底端的位置均倒角形成斜面二,所述斜面二和压块对应的侧面上沿着压块的长度方向阵列开设有多个限位卡槽,所述限位卡槽的轨迹与压块侧面和斜面二之间的过渡轨迹一致。
进一步的,所述传动组件包括多组传动件,多组所述传动件在空腔的底面上沿着主梁的长度方向阵列设置;
所述传动件包括两个间隔式固定安装在空腔底面上的限位条,所述限位条与主梁的长度方向垂直,限位条远离压块的一端与空腔对应的侧壁之间固定连接,两个限位条之间在空腔的底面上形成限位滑槽;
所述限位滑槽中滑动安装有抵触块,所述抵触块的底面与空腔的底面之间滑动接触,抵触块的顶面两端位置均倒角形成斜面三;
所述传动组件中多个所述抵触块的数量与多个所述限位卡槽的数量相等,且一一对齐,抵触块靠近压块的一端滑动卡设在对应的一个限位卡槽中;
所述抵触块远离压块的一端与空腔对应的侧壁之间固定连接有弹簧二。
进一步的,所述刚性支撑组件包括设置在所述主梁上方的钢梁二,所述钢梁二的底面上沿着其长度方向的中线阵列安装有多个与多个所述抵触块数量相等的顶升块,所述顶升块的底端滑动贯穿主梁的顶面至空腔中,顶升块靠近所述抵触块的侧面底端位置倒角形成与所述斜面三配合使用的斜面一。
进一步的,在多个所述弹簧二以及多个弹簧一的弹力作用下,所述抵触块靠近压块的斜面三与限位卡槽中的斜面滑动挤压接触,且抵触块远离压块的斜面三与对应顶升块底部的斜面一之间滑动挤压接触,钢梁一的顶面高于钢梁二的顶面。
进一步的,所述监测模块包括控制器、反光板、光电传感器以及警报器,所述控制器以及所述警报器均固定安装在所述主梁的底面,所述光电传感器固定安装在一个所述钢梁二内侧面上,所述反光板固定安装在所述钢梁一靠近光电传感器的侧面上,反光板的高度高于光电传感器的高度;所述光电传感器以及警报器与控制器之间电性连接。
进一步的,所述钢梁二靠近钢梁一的侧面顶端位置与钢梁一对应的侧面顶端位置之间固定连接有用于将所述光电传感器和反光板遮挡防护的弹性伸缩挡板。
进一步的,所述主梁的一侧固定安装有用于饶设安装所述防护网的安装机构,主梁的另一侧固定安装有用于将防护网固定连接的锁紧机构。
进一步的,所述安装机构包括两个分别固定安装在主梁侧面两端位置的轴承座,两个所述轴承座之间转动安装有安装轴,所述安装轴的外围饶设安装有防护网;
所述轴承座的外侧开设有与安装轴同轴的圆槽,安装轴对应的一端延伸至所述圆槽中,并且固定安装有位于圆槽中的齿轮,轴承座的底面贯穿式螺纹安装有螺杆,所述螺杆的顶端延伸至圆槽中,并且转动连接有位于齿轮和圆槽内壁之间的弧形板,所述弧形板的内弧面上设置有与齿轮配合使用的啮齿,弧形板靠近圆槽内部的一侧与圆槽的内端面之间滑动接触;所述螺杆的底端固定安装有旋钮。
进一步的,所述锁紧机构包括U形板和限位孔,所述U形板固定安装在主梁的侧面上,主梁对应的侧面上沿着U形板的长度方向阵列开设有多个所述限位孔;
所述U形板远离主梁的侧面上沿着其长度方向阵列安装有多个与多个限位孔数量相等,且一一对应的螺栓一;
所述螺栓一与U形板之间贯穿式螺纹连接。
进一步的,所述连接组件包括固定安装在所述主梁底面的U型安装座,所述U型安装座的两侧之间转动安装有销轴,所述销轴的外围固定连接有连接块,所述连接块远离销轴的一端固定连接有用于套设在所述液压支撑柱顶端的轴套,轴套的外围贯穿式螺纹安装有用于将液压支撑柱与轴套之间锁紧的螺栓二。
本发明的有益效果:
1、发明的顶梁机构中通过韧性支撑组件、刚性支撑组件、传动组件以及主梁的配合设置,能够在支撑初期对硐室进行弹性的韧性支撑,可以在一定程度上吸收和适应由于地层变形等因素引起的应力变化,允许部分形变而不导致结构迅速失效,并且有效利用了硐室形变的自承能力;当硐室形变量到达一定阈值时转变为刚性支撑,能够有效防止坍塌,保障工人和设备的安全;这种双重支撑机制增强了结构的整体稳定性,降低坍塌的风险。
2、本发明的监测模块中,当钢梁一与钢梁二处于平齐状态时,光电传感器与反光板处于对齐状态,此时控制器会收到光电传感器的信号来启动警报器工作,从而对工作人员进行警醒,方便工作人员快速对该区域进行额外的支撑防护,从而大大降低了该位置会发生坍塌而造成施工事故的风险,进一步提高了本发明的支护安全性。
3、本发明中通过在主梁两侧分别设置安装机构和锁紧机构能够快速完成对防护网的安装操作,并且过程中仅需一名工作人员即可进行安装,在提高对防护网的安装工作效率的同时还节省了人力成本。
4、安装机构中,通过在安装轴上饶设安装防护网,使得防护网的牵出长度在一定范围内可调,从而能够适应相邻两组支撑机构之间的距离;同时,通过齿轮、弧形板、啮齿、螺杆和旋钮的设置,能够限制安装轴的转动运动,从而实现对防护网的牵出长度的控制功能以及令防护网保持绷紧工作状态的目的,进一步提高了对防护网安装工作的便利性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图;
图1是本发明整体结构的三维示意图;
图2是本发明中支撑机构的结构示意图;
图3是本发明中顶梁机构的三维示意图;
图4是图3中A部分的放大图;
图5是图3另一角度的三维示意图;
图6是图5中B部分的放大图;
图7是本发明中钢梁一与主梁之间连接关系的三维示意图;
图8是图7中C部分的放大图;
图9是图7中D部分的放大图;
图10是本发明中主梁内部结构的三维示意图;
图11是图10中E部分的放大图;
图12是图10另一角度的三维示意图;
图13是图12中F部分的放大图;
图14是本发明中监测模块的结构示意图;
其中,附图标记如下:
1-支撑机构,2-防护网,3-顶梁机构,4-液压支撑柱,5-底座,6-主梁,7-避让槽,8-钢梁一,9-钢梁二,10-U形板,11-螺栓一,12-限位孔,13-安装轴,14-轴承座,15-弹簧一,16-顶升块,18-通槽,19-U型安装座,20-销轴,21-连接块,22-轴套,23-螺栓二,24-圆槽,25-齿轮,26-弧形板,27-螺杆,28-旋钮,29-啮齿,30-空腔,31-限位条,32-弹簧二,33-斜面一,34-抵触块,35-压块,36-斜面二,37-斜面三,38-限位卡槽,39-弹性伸缩挡板,40-控制器,41-警报器,42-光电传感器,43-反光板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:
请参阅图1、图2、图7和图9~14,本发明实施例中,一种地下硐室装配式韧性支护结构,包括多组沿着硐室长度方向阵列设置的支撑机构1,支撑机构1包括顶梁机构3,相邻的两组顶梁机构3之间固定连接有防护网2,顶梁机构3的底面上在靠近四个拐角的位置均固定安装有连接组件,连接组件远离顶梁机构3的一端可拆卸式固定连接有液压支撑柱4,液压支撑柱4的底端固定安装有底座5;
顶梁机构3包括主梁6,主梁6中开设有空腔30,主梁6的顶面沿着其长度方向的中线开设有与空腔30贯通的通槽18,主梁6的上方设置有抵触机构,抵触机构包括韧性支撑组件和两组刚性支撑组件,两组刚性支撑组件分别位于通槽18的两侧,韧性支撑组件与刚性连接组件之间设置有传动组件;
主梁6的底面设置有一体成型的避让槽7,避让槽7位于通槽18的正下方,且避让槽7与空腔30之间贯通;
顶梁机构3中还设置有用于实时监测抵触机构受力情况的监测模块。
其中,韧性支撑组件包括设置在通槽18正上方的钢梁一8,钢梁一8的底面两侧与主梁6的顶面之间沿着钢梁一8的长度方向阵列安装有多个弹簧一15;
钢梁一8的底面固定连接有压块35,压块35的底端通过通槽18滑动贯穿主梁6的顶面至空腔30中,压块35的两侧面在靠近底端的位置均倒角形成斜面二36,斜面二36和压块35对应的侧面上沿着压块35的长度方向阵列开设有多个限位卡槽38,限位卡槽38的轨迹与压块35侧面和斜面二36之间的过渡轨迹一致。
其中,传动组件包括多组传动件,多组传动件在空腔30的底面上沿着主梁6的长度方向阵列设置;
传动件包括两个间隔式固定安装在空腔30底面上的限位条31,限位条31与主梁6的长度方向垂直,限位条31远离压块35的一端与空腔30对应的侧壁之间固定连接,两个限位条31之间在空腔30的底面上形成限位滑槽;
限位滑槽中滑动安装有抵触块34,抵触块34的底面与空腔30的底面之间滑动接触,抵触块34的顶面两端位置均倒角形成斜面三37;通过限位条31的设置,能够对抵触块34的滑动运动进行限位和导向,提高了传动组件的工作稳定性。
传动组件中多个抵触块34的数量与多个限位卡槽38的数量相等,且一一对齐,抵触块34靠近压块35的一端滑动卡设在对应的一个限位卡槽38中;
抵触块34远离压块35的一端与空腔30对应的侧壁之间固定连接有弹簧二32,通过弹簧二32的设置能够将圆槽24限制在压块35和空腔30的侧壁之间,并且弹簧二32提供的弹性支撑力通过抵触块34作用至压块35,也可以抵消部分钢梁一8受到的压力,从而增加了韧性支撑力的选用范围。
其中,刚性支撑组件包括设置在主梁6上方的钢梁二9,钢梁二9的底面上沿着其长度方向的中线阵列安装有多个与多个抵触块34数量相等的顶升块16,顶升块16的底端滑动贯穿主梁6的顶面至空腔30中,顶升块16靠近抵触块34的侧面底端位置倒角形成与斜面三37配合使用的斜面一33。
其中,在多个弹簧二32以及多个弹簧一15的弹力作用下,抵触块34靠近压块35的斜面三37与限位卡槽38中的斜面滑动挤压接触,且抵触块34远离压块35的斜面三37与对应顶升块16底部的斜面一33之间滑动挤压接触,钢梁一8的顶面高于钢梁二9的顶面。
其中,监测模块包括控制器40、反光板43、光电传感器42以及警报器41,控制器40以及警报器41均固定安装在主梁6的底面,光电传感器42固定安装在一个钢梁二9内侧面上,反光板43固定安装在钢梁一8靠近光电传感器42的侧面上,反光板43的高度高于光电传感器42的高度;光电传感器42以及警报器41与控制器40之间电性连接。
地下硐室在挖掘过程中,周围的土体或岩石可能因为失稳而发生坍塌。因此在施工过程中需要设置临时支护以增强周围岩体的稳定性,防止因变化导致的变形或崩塌,从而确保施工安全。现有技术中存在如申请号为CN202110776506.1的专利公开了一种巷道临时支护装置;根据其内容可知,其整体的支撑结构在支撑过程中为刚性支承,对围岩进行强制约束,增加了冲击荷载的传递,使围岩在发生变形时容易产生剧烈震动或破坏;并且当局部位置的支撑装置在受力超负荷时,工作人员无法快速得知,则无法及时对该位置进行额外的支撑防护,存在坍塌风险。
而本发明在支护时:
液压支撑柱4对顶梁机构3进行抬升,从而对硐室顶部进行支撑;
初始支撑状态下,仅是顶梁机构3中钢梁一8对硐室顶部进行支撑;设在受力支撑过程中,钢梁一8的顶面与钢梁二9的顶面之间的实际差值为a,当a大于0时表示钢梁一8受到的压力在允许范围内(表示硐室的形变在允许范围内),当a等于0时,表示钢梁一8受到的压力开始超出正常范围(表示硐室形变超范围,后续存在坍塌风险)。
当a大于0时:
韧性支撑组件中,通过弹簧一15对8的弹性支撑实现了对硐室顶部进行弹性的韧性支撑,通过该设置使得硐室在受到外力作用时,允许发生一定形变;这种形变可以分散作用于支撑结构上的应力,减小局部的应力集中,提高整体结构的韧性。当硐室形变时,周围的岩土体可以分担一部分荷载,使得对硐室的支撑结构承受的荷载降低,这种负载的重新分配有助于提升支撑结构的稳定性;因此与现有技术相比较,本发明中通过韧性支撑组件的设置能够有效利用硐室形变的自承能力,提高整体的安全性和稳定性。
当a等于0时:
在a变为0的过程中,钢梁一8带动压块35下移,压块35的下移通过两侧斜面二36挤压抵触块34对应一端的斜面三37,使得多个抵触块34同步在空腔30的底面上向远离压块35的方向滑动,抵触块34的滑动过程中,通过另一端的斜面三37对顶升块16底部斜面一33的挤压,使得同侧的多个顶升块16带动对应一侧的钢梁二9上升,直至钢梁二9的顶面也与硐室顶部挤压接触,此时钢梁二9与钢梁一8共同对硐室进行支撑,处于平齐状态,并且此时顶梁机构3对硐室顶部的支撑由韧性支撑转换为刚性支撑。
因此本发明的顶梁机构3中通过韧性支撑组件、刚性支撑组件、传动组件以及主梁6的配合设置,能够在支撑初期对硐室进行弹性的韧性支撑,可以在一定程度上吸收和适应由于地层变形等因素引起的应力变化,允许部分形变而不导致结构迅速失效,并且有效利用了硐室形变的自承能力;当硐室形变量到达一定阈值时转变为刚性支撑,能够有效防止坍塌,保障工人和设备的安全;这种双重支撑机制增强了结构的整体稳定性,降低坍塌的风险。
监测模块中,当钢梁一8与钢梁二9处于平齐状态时,光电传感器42与反光板43处于对齐状态,此时控制器40会收到光电传感器42的信号来启动警报器41工作,从而对工作人员进行警醒,方便工作人员快速对该区域进行额外的支撑防护,从而大大降低了该位置会发生坍塌而造成施工事故的风险,进一步提高了本发明的支护安全性。
其中,控制器40可使用PLC(可编程逻辑控制器)。光电传感器42常用于检测物体的存在或位置,其工作原理是通过发射光束并检测反射光来判断物体是否在预定位置。当光电传感器42与反光板43组合使用时,光电传感器42可以监测到反光板43的存在或运动情况,从而触发相应的控制逻辑。PLC作为一种广泛应用于工业自动化的控制设备,能够接收来自光电传感器的信号,并根据预设的程序逻辑控制警报器的启动,这种组合在许多工业应用中被广泛采用,如安全防护、生产线监测等,属于现有技术。
实施例2:
请参阅图1、图3~图5、图7和图8,在实施例1的基础上,主梁6的一侧固定安装有用于饶设安装防护网2的安装机构,主梁6的另一侧固定安装有用于将防护网2固定连接的锁紧机构。
其中,安装机构包括两个分别固定安装在主梁6侧面两端位置的轴承座14,两个轴承座14之间转动安装有安装轴13,安装轴13的外围饶设安装有防护网2;
轴承座14的外侧开设有与安装轴13同轴的圆槽24,安装轴13对应的一端延伸至圆槽24中,并且固定安装有位于圆槽24中的齿轮25,轴承座14的底面贯穿式螺纹安装有螺杆27,螺杆27的顶端延伸至圆槽24中,并且转动连接有位于齿轮25和圆槽24内壁之间的弧形板26,弧形板26的内弧面上设置有与齿轮25配合使用的啮齿29,弧形板26靠近圆槽24内部的一侧与圆槽24的内端面之间滑动接触;螺杆27的底端固定安装有旋钮28。
其中,锁紧机构包括U形板10和限位孔12,U形板10固定安装在主梁6的侧面上,主梁6对应的侧面上沿着U形板10的长度方向阵列开设有多个限位孔12;
U形板10远离主梁6的侧面上沿着其长度方向阵列安装有多个与多个限位孔12数量相等,且一一对应的螺栓一11;
螺栓一11与U形板10之间贯穿式螺纹连接。
在对硐室的支护过程中往往还需要在硐室顶部安装防护网2,目前通常是通过人工进行铺开然后通过螺栓等固定件将防护网2安装在硐室顶部,从而防止石块掉落造成砸伤的情况;上述针对防护网2的安装方式较为繁琐,增加了支撑工作的劳动强度;而在本发明中:
通过旋钮28转动螺杆27,带动弧形板26上的啮齿29与齿轮25分离,此时安装轴13在两个轴承座14之间允许转动,接着将安装轴13上防护网2的自由端牵引至相邻主梁6上的锁紧机构处,使得防护网2的自由端与相邻的6他之间固定连接,具体的,将防护网2的自由端穿过U形板10和6的侧面之间,然后将多个螺栓一11拧紧,使得螺栓一11的前端插设在对应限位孔12中,从而完成对防护网2自由端的固定;接着再反向转动安装轴13,使得防护网2处于绷紧状态,然后再通过旋钮28带动螺杆27转动,使得弧形板26与齿轮25啮合,限制安装轴13的转动,使得防护网2能够保持绷紧状态;过程中依次对相邻两组支撑机构1之间进行防护网2的安装,从而完成整个防护网2的安装工作;
因此本发明中通过在主梁6两侧分别设置安装机构和锁紧机构能够快速完成对防护网2的安装操作,并且过程中仅需一名工作人员即可进行安装,在提高对防护网2的安装工作效率的同时还节省了人力成本;
并且安装机构中,通过在安装轴13上饶设安装防护网2,使得防护网2的牵出长度在一定范围内可调,从而能够适应相邻两组支撑机构1之间的距离;同时,通过齿轮25、弧形板26、啮齿29、螺杆27和旋钮28的设置,能够限制安装轴13的转动运动,从而实现对防护网2的牵出长度的控制功能以及令防护网2保持绷紧工作状态的目的,进一步提高了对防护网2安装工作的便利性。
实施例3:
请参阅图4,在实施例1的基础上,钢梁二9靠近钢梁一8的侧面顶端位置与钢梁一8对应的侧面顶端位置之间固定连接有用于将光电传感器42和反光板43遮挡防护的弹性伸缩挡板39。通过弹性伸缩挡板39的设置能够防止硐室顶部落下的石块对控制器42和反光板43造成撞击损坏,对监测模块具有一定的防护功能。
实施例4:
请参阅图5和图6,在实施例1的基础上,连接组件包括固定安装在主梁6底面的U型安装座19,U型安装座19的两侧之间转动安装有销轴20,销轴20的外围固定连接有连接块21,连接块21远离销轴20的一端固定连接有用于套设在液压支撑柱4顶端的轴套22,轴套22的外围贯穿式螺纹安装有用于将液压支撑柱4与轴套22之间锁紧的螺栓二23。
通过U型安装座19、销轴20、连接块21以及轴套22的设置使得液压支撑柱4与主梁6之间为铰接连接方式,铰接连接能适应不同的施工及运营条件,在地质或荷载变化的情况下,铰接连接可以使结构更具韧性,能在一定范围内自我调节,保持结构稳定;
通过轴套22和螺栓二23的设置使得连接组件与液压支撑柱4之间能够进行快速的拆装操作。
实施例5:
在实施例1的基础上,监测模块中设置有与控制器40电性连接的通信模块(如Ethernet、4G/LTE、RS-485等),当警报器41启动时,控制器40可以通过通信模块将信号发送到远程设备或服务器,工作人员可以通过互联网及时接收通知,并且能够精确值警报位置;从而进一步提高了本发明的支护安全性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.一种地下硐室装配式韧性支护结构,包括多组沿着硐室长度方向阵列设置的支撑机构(1),其特征在于,所述支撑机构(1)包括顶梁机构(3),相邻的两组所述顶梁机构(3)之间固定连接有防护网(2),顶梁机构(3)的底面上在靠近四个拐角的位置均固定安装有连接组件,所述连接组件远离顶梁机构(3)的一端可拆卸式固定连接有液压支撑柱(4),所述液压支撑柱(4)的底端固定安装有底座(5);
所述顶梁机构(3)包括主梁(6),所述主梁(6)中开设有空腔(30),主梁(6)的顶面沿着其长度方向的中线开设有与所述空腔(30)贯通的通槽(18),主梁(6)的上方设置有抵触机构,所述抵触机构包括韧性支撑组件和两组刚性支撑组件,两组所述刚性支撑组件分别位于通槽(18)的两侧,韧性支撑组件与刚性连接组件之间设置有传动组件;
所述主梁(6)的底面设置有一体成型的避让槽(7),所述避让槽(7)位于通槽(18)的正下方,且避让槽(7)与空腔(30)之间贯通;
所述顶梁机构(3)中还设置有用于实时监测抵触机构受力情况的监测模块;
所述韧性支撑组件包括设置在所述通槽(18)正上方的钢梁一(8),所述钢梁一(8)的底面两侧与主梁(6)的顶面之间沿着钢梁一(8)的长度方向阵列安装有多个弹簧一(15);
所述钢梁一(8)的底面固定连接有压块(35),所述压块(35)的底端通过所述通槽(18)滑动贯穿主梁(6)的顶面至空腔(30)中,压块(35)的两侧面在靠近底端的位置均倒角形成斜面二(36),所述斜面二(36)和压块(35)对应的侧面上沿着压块(35)的长度方向阵列开设有多个限位卡槽(38),所述限位卡槽(38)的轨迹与压块(35)侧面和斜面二(36)之间的过渡轨迹一致;
所述传动组件包括多组传动件,多组所述传动件在空腔(30)的底面上沿着主梁(6)的长度方向阵列设置;
所述传动件包括两个间隔式固定安装在空腔(30)底面上的限位条(31),所述限位条(31)与主梁(6)的长度方向垂直,限位条(31)远离压块(35)的一端与空腔(30)对应的侧壁之间固定连接,两个限位条(31)之间在空腔(30)的底面上形成限位滑槽;
所述限位滑槽中滑动安装有抵触块(34),所述抵触块(34)的底面与空腔(30)的底面之间滑动接触,抵触块(34)的顶面两端位置均倒角形成斜面三(37);
所述传动组件中多个所述抵触块(34)的数量与多个所述限位卡槽(38)的数量相等,且一一对齐,抵触块(34)靠近压块(35)的一端滑动卡设在对应的一个限位卡槽(38)中;
所述抵触块(34)远离压块(35)的一端与空腔(30)对应的侧壁之间固定连接有弹簧二(32)。
2.根据权利要求1所述的一种地下硐室装配式韧性支护结构,其特征在于,所述刚性支撑组件包括设置在所述主梁(6)上方的钢梁二(9),所述钢梁二(9)的底面上沿着其长度方向的中线阵列安装有多个与多个所述抵触块(34)数量相等的顶升块(16),所述顶升块(16)的底端滑动贯穿主梁(6)的顶面至空腔(30)中,顶升块(16)靠近所述抵触块(34)的侧面底端位置倒角形成与所述斜面三(37)配合使用的斜面一(33)。
3.根据权利要求2所述的一种地下硐室装配式韧性支护结构,其特征在于,在多个所述弹簧二(32)以及多个弹簧一(15)的弹力作用下,所述抵触块(34)靠近压块(35)的斜面三(37)与限位卡槽(38)中的斜面滑动挤压接触,且抵触块(34)远离压块(35)的斜面三(37)与对应顶升块(16)底部的斜面一(33)之间滑动挤压接触,钢梁一(8)的顶面高于钢梁二(9)的顶面。
4.根据权利要求2所述的一种地下硐室装配式韧性支护结构,其特征在于,所述监测模块包括控制器(40)、反光板(43)、光电传感器(42)以及警报器(41),所述控制器(40)以及所述警报器(41)均固定安装在所述主梁(6)的底面,所述光电传感器(42)固定安装在一个所述钢梁二(9)内侧面上,所述反光板(43)固定安装在所述钢梁一(8)靠近光电传感器(42)的侧面上,反光板(43)的高度高于光电传感器(42)的高度;所述光电传感器(42)以及警报器(41)与控制器(40)之间电性连接。
5.根据权利要求4所述的一种地下硐室装配式韧性支护结构,其特征在于,所述钢梁二(9)靠近钢梁一(8)的侧面顶端位置与钢梁一(8)对应的侧面顶端位置之间固定连接有用于将所述光电传感器(42)和反光板(43)遮挡防护的弹性伸缩挡板(39)。
6.根据权利要求1所述的一种地下硐室装配式韧性支护结构,其特征在于,所述主梁(6)的一侧固定安装有用于饶设安装所述防护网(2)的安装机构,主梁(6)的另一侧固定安装有用于将防护网(2)固定连接的锁紧机构;
所述安装机构包括两个分别固定安装在主梁(6)侧面两端位置的轴承座(14),两个所述轴承座(14)之间转动安装有安装轴(13),所述安装轴(13)的外围饶设安装有防护网(2);
所述锁紧机构包括U形板(10)和限位孔(12),所述U形板(10)固定安装在主梁(6)的侧面上,主梁(6)对应的侧面上沿着U形板(10)的长度方向阵列开设有多个所述限位孔(12);
所述U形板(10)远离主梁(6)的侧面上沿着其长度方向阵列安装有多个与多个限位孔(12)数量相等且位置一一对应的螺栓一(11);
所述螺栓一(11)与U形板(10)之间贯穿式螺纹连接。
7.根据权利要求6所述的一种地下硐室装配式韧性支护结构,其特征在于,所述轴承座(14)的外侧开设有与安装轴(13)同轴的圆槽(24),安装轴(13)对应的一端延伸至所述圆槽(24)中,并且固定安装有位于圆槽(24)中的齿轮(25);
所述轴承座(14)的底面贯穿式螺纹安装有螺杆(27),所述螺杆(27)的顶端延伸至圆槽(24)中,并且转动连接有位于齿轮(25)和圆槽(24)内壁之间的弧形板(26),所述弧形板(26)的内弧面上设置有与齿轮(25)配合使用的啮齿(29),弧形板(26)靠近圆槽(24)内部的一侧与圆槽(24)的内端面之间滑动接触;
所述螺杆(27)的底端固定安装有旋钮(28)。
8.根据权利要求1所述的一种地下硐室装配式韧性支护结构,其特征在于,所述连接组件包括固定安装在所述主梁(6)底面的U型安装座(19),所述U型安装座(19)的两侧之间转动安装有销轴(20),所述销轴(20)的外围固定连接有连接块(21),所述连接块(21)远离销轴(20)的一端固定连接有用于套设在所述液压支撑柱(4)顶端的轴套(22),轴套(22)的外围贯穿式螺纹安装有用于将液压支撑柱(4)与轴套(22)之间锁紧的螺栓二(23)。
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