[发明专利]一种拱形巷道主动与被动支护耦合整体协调承载结构及方法

权利要求书

1.一种拱形巷道主动与被动支护耦合整体协调承载结构，其特征在于，包括平行分布的多架矿工钢棚，每架矿工钢棚包括半圆形的顶梁和位于顶梁底部的柱腿，所述顶梁和柱腿均采用矿工钢，所述顶梁上均匀设置有五个孔眼，中央的三个孔眼为锚索孔，用于与锚索配合将矿工钢棚与巷道连接，其余两个孔眼为锚杆孔，用于与锚杆配合将矿工钢棚与巷道连接；每个柱腿中部腹板上开设有一锚杆孔，用于与锚杆配合将柱腿与巷道连接；

所述顶梁与柱腿之间设置有防冲击连接构件，实现缓冲让压；

巷道底板上靠近两帮铺设有两排平行的棚间槽钢A，每架矿工钢棚的柱腿底部插入该棚间槽钢A内；

相邻两架矿工钢棚之间通过纵向连接装置连接为一个整体；

所述防冲击连接构件包括缸体、上部连杆活塞和下部连杆活塞，所述上部连杆活塞的一端活动地穿设在所述缸体的上部，且与缸体的上部内壁之间形成空腔A，所述上部连杆活塞的另一端与顶梁底部相连接；

所述下部连杆活塞的一端活动地穿设在所述缸体的下部，且与缸体的下部内壁之间形成空腔C，所述下部连杆活塞的另一端与柱腿顶部相连接；

其中，位于缸体内的上部连杆活塞的外侧、下部连杆活塞的外部、缸体的内壁之间形成空腔B，所述空腔A、空腔B和空腔C内均填充有缓冲材料；

所述缓冲材料为阻燃高抗冲聚苯乙烯粒，所述上部连杆活塞和下部连杆活塞均为刚体，所述上部连杆活塞上在空腔A和空腔B之间均匀对称设置多个通孔A，所述下部连杆活塞上在空腔B和空腔C之间均匀对称设置多个通孔B，通孔A和通孔B数量相同且相同位置处的通孔A和通孔B位于同一直线上，便于缓冲材料流动。

2.根据权利要求1所述的拱形巷道主动与被动支护耦合整体协调承载结构，其特征在于，所述纵向连接装置包括几字型钢和棚间槽钢B，所述几字型钢的几字型开口朝上形成限位凹槽，所述顶梁正中央嵌入该限位凹槽内，所述限位凹槽中央开设有一圆形孔，与顶梁正中央的锚索孔配合使用；

所述棚间槽钢B位于相邻两架矿工钢棚之间，棚间槽钢B两端部各开设有一圆孔A，几字型钢的两端翼板各开设一圆孔B，圆孔A与圆孔B之间采用插销连接在一起；

所述限位凹槽的宽度大于顶梁的腹板宽度，几字型钢的两端翼板的宽度小于棚间槽钢B腹板的宽度。

3.根据权利要求2所述的拱形巷道主动与被动支护耦合整体协调承载结构，其特征在于，所述上部连杆活塞与缸体的上表面之间、以及下部连杆活塞与缸体的下表面之间均设置有缓冲件，所述缓冲件为泡沫铝，泡沫铝的上下两侧分别设置有金属薄板。

4.根据权利要求3所述的拱形巷道主动与被动支护耦合整体协调承载结构，其特征在于，所述上部连杆活塞的顶部，以及下部连杆活塞的底部均设置有工字型凹槽，分别方便顶梁和柱腿的插入，所述上部连杆活塞和下部连杆活塞侧方均开有一圆孔，用于定位销的插入的固定；

所述上部连杆活塞和下部连杆活塞的周面与缸体壁接触处设置有密封胶圈。

5.根据权利要求4所述的拱形巷道主动与被动支护耦合整体协调承载结构，其特征在于，每两架矿工钢棚为一个单元，即每两架矿工钢棚之间采用纵向连接装置连接起来；

所述矿工钢棚与巷道围岩之间填充有背衬材料，背衬材料为酚脲烷树脂自硬砂或聚甲醛。

6.根据权利要求5所述的拱形巷道主动与被动支护耦合整体协调承载结构，其特征在于，巷道底板采用挖槽的方式将棚间槽钢A固定住；

所述棚间槽钢A的凹槽朝向巷道顶板方向，棚间槽钢B的凹槽朝向巷道底板方向；

安装后矿工钢棚的腹板平行于巷道壁面。