[发明专利]一种用于煤矿井下胶带输送机机头地脚螺栓的计算方法

说明书

本发明公开了一种用于煤矿井下胶带输送机机头地脚螺栓的计算方法，其包括：步骤一、建立胶带输送机机头简化模型并对胶带输送机机头载荷进行受力分析；步骤二、运用受力平衡方程和力矩平衡方程计算获取地脚螺栓预埋板处垂直载荷和水平载荷的受力；步骤三、建立地脚螺栓受力简化模型，计算出受压区长度值，确定锚固范围大于两地脚螺栓间距，混凝土受压长度符合相邻单根地脚螺栓的锚固范围。本发明的该计算方法可更加合理的获得井下锚固参数，并安全可靠的运用于矿井生产当中。

技术领域

本发明涉及煤矿井下胶带输送机固定技术领域，特别是涉及一种用于煤矿井下胶带输送机机头地脚螺栓的计算方法。

背景技术

地脚螺栓是埋设在地面或者基础里面，把大地或者基础和机器设备连接起来的工具。被广泛应用于固定各种机器、设备的底座。

当下地脚螺栓的研究主要以地面为主，地面使用的地脚螺栓

相对施工条件简单并且可控性大，对人身安全以及经济损失都相比于矿井生产中要低。而对于井下地脚螺栓设计的相关研究较少，且关注度比较低。在矿井中遇到的问题却比地面遇到的问题更多，危险性更大。地面地脚螺栓的固定常采用混凝土基础墩的方法为地脚螺栓提供足够的锚固力，对于大型地脚螺栓通常是在预先施工地点挖一个相应尺寸的基坑，再用混凝土进行浇灌，并在浇灌时提前预留出所用埋设的地脚螺栓孔，用以安装地脚螺栓。通过以上操作后地脚螺栓锚固区域形成统一的整体，该种施工更加有利于提高地脚螺栓的锚固性能，但是由于煤矿井下条件的限制，这种开挖基坑的方法对于煤矿井下来说却难以实现。

矿井地脚螺栓主要采用的方法是直接钻孔，然后将地脚螺栓安装在孔内，最后采用混凝土浇灌锚固。对于矿井进行锚固的方法来说，没有使地脚螺栓锚固段形成整体，具体为地脚螺栓提供锚固力的是巷道底板以及在底板上部硬化的15～20cm的混凝土硬化层。很显然，采用传统的针对于地面的锚固形式并不能很好的适用于井下，另外对于不同的矿井和同一矿井不同的煤层均存在差异。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供了一种用于煤矿井下胶带输送机机头地脚螺栓的计算方法，该计算方法可更加合理的获得井下锚固参数，并安全可靠的运用于矿井生产当中。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于煤矿井下胶带输送机机头地脚螺栓的计算方法，其特征在于，包括：

步骤一、建立胶带输送机机头简化模型并对胶带输送机机头载荷进行受力分析；

步骤二、运用受力平衡方程和力矩平衡方程计算获取地脚螺栓预埋板处垂直载荷和水平载荷的受力；

步骤三、建立地脚螺栓受力简化模型，计算出受压区长度值，确定锚固范围大于两地脚螺栓间距，混凝土受压长度符合相邻单根地脚螺栓的锚固范围。

上述的一种用于煤矿井下胶带输送机机头地脚螺栓的计算方法，其特征在于，所述步骤一中建立胶带输送机机头简化模型是将胶带运输机头简化为包括传动滚筒、改向滚筒、底座及三角结构梁的力学模型，所述传动滚筒为外力变量输入单元，改向滚筒、底座及三角结构梁为外力稳定输入单元，传动速率发生变化时外力输入单元存在差异性变化。

上述的一种用于煤矿井下胶带输送机机头地脚螺栓的计算方法，其特征在于，所述受力平衡方程在建立过程中引入外力变化系数ξ，所述受力平衡方程具体为公式(1)：

式中：G₁为头部滚筒的重量，G₂为改向滚筒的重量，G₃为底座及三角结构梁的重量，S₁为头部滚筒奔离点的张力，S₂为头部滚筒趋入点的张力，α为胶带倾角，ξ为外力修正系数，F_AY为A预埋板所受到的垂直载荷，F_BY为B预埋板所受到的垂直载荷，F_CY为机头处整体所需锚固力。