[发明专利]一种新型顶板支护装置及其安装方法

权利要求书

1.一种新型顶板支护装置，包括：自上而下依次设置的螺纹焊钉橡胶组合连接杆(1)、钢-混组合承压体(6)、三角构架(11)和焊钉橡胶支柱(13)；

其特征在于，所述螺纹焊钉橡胶组合连接杆(1)的上端安装于顶板的固定孔处；其中，所述螺纹焊钉橡胶组合连接杆(1)中的外侧螺纹焊钉(4)包裹于内侧螺纹橡胶套筒(2)之内，所述螺纹焊钉橡胶组合连接杆(1)与其四周的充填膨胀剂配合使用；

所述钢-混组合承压体(6)为两块矩形钢板(7)与连接焊钉(9)连接而成的无侧壁箱体；所述螺纹焊钉橡胶组合连接杆(1)的下端与所述钢-混组合承压体(6)的上侧所述矩形钢板(7)固定连接；

所述钢-混组合承压体(6)的下侧所述矩形钢板(7)固定连接在所述三角构架(11)的上部，所述三角构架(11)的下部与所述焊钉橡胶支柱(13)连接。

2.如权利要求1所述的新型顶板支护装置，其特征在于，所述外侧螺纹焊钉(4)的直径d₁、内侧螺纹橡胶套筒(2)的厚度d₂、固定孔的宽度d_s和充填膨胀剂厚度的d₃应当满足d_s＝d₁+2d₂+2d₃。

3.如权利要求2所述的新型顶板支护装置，其特征在于，所述外侧螺纹焊钉(4)的长度L₁、内侧螺纹橡胶套筒(2)的长度L₂、固定孔的深度L和充填膨胀剂的高度L₃应当满足L＝L₂，L₁＝L₃L。

4.如权利要求1所述的新型顶板支护装置，其特征在于，所述螺纹焊钉橡胶组合连接杆(1)通过阻尼式螺母Ⅰ(5)铆接于所述钢-混组合承压体(6)的固定孔端口处，每个所述钢-混组合承压体(6)上铆接一个所述螺纹焊钉橡胶组合连接杆(1)；所述钢-混组合承压体(6)的两所述矩形钢板(7)与所述连接焊钉(9)焊接，所述连接焊钉(9)上包裹有橡胶套筒Ⅰ(10)。

5.如权利要求4所述的新型顶板支护装置，其特征在于，所述焊钉橡胶支柱(13)由承压焊钉(15)与橡胶套筒Ⅱ(14)裹合而成，所述焊钉橡胶支柱(13)的下端与矩形托盘(17)通过阻尼式螺母Ⅲ(16)铆接。

6.如权利要求5所述的新型顶板支护装置，其特征在于，所述三角构架(11)的两分支架上部通过阻尼式螺母分别铆接于相邻的两个所述钢-混组合承压体(6)的下侧中心位置；所述三角构架(11)的两分支架的相交顶点处与所述焊钉橡胶支柱(13)的上端通过阻尼式螺母Ⅱ(12)铆接。

7.如权利要求4所述的新型顶板支护装置，其特征在于，所述的钢-混组合承压体(6)中的所述矩形钢板(7)厚度为20mm，所述连接焊钉(9)的长度为200mm、直径为22mm，所述橡胶套筒Ⅰ(10)的厚度为4mm、高度为16.5mm。

8.如权利要求6所述的新型顶板支护装置，其特征在于，所述钢-混组合承压体(6)内部需浇筑水泥混凝土(8)，所述水泥混凝土(8)采用C60高强度水泥、粗骨料、细骨料、粉煤灰、钢纤维、减水剂配置而成。

9.如权利要求1-8中任一项所述的新型顶板支护装置的安装方法，包括如下步骤：

步骤1：将每个所述螺纹焊钉橡胶组合连接杆(1)安装至钻孔机在顶板上所打的固定孔中，使用泥浆泵充填膨胀剂，依靠其膨胀机理使所述螺纹焊钉橡胶组合连接杆(1)稳固地镶嵌于顶板岩层的内部；

步骤2：单独组所述装钢-混组合承压体(6)及焊钉橡胶支柱(13)；

步骤3：将螺纹焊钉橡胶组合连接杆(1)与所述钢-混组合承压体(6)铆接，使用螺母铆接所述三角构架(11)与相邻的两所述两钢-混组合承压体(6)的各自中心，再将所述焊钉橡胶支柱(13)与矩形托盘(17)铆接，随后将所述焊钉橡胶支柱(13)与所述三角构架(11)铆接；

步骤4：使用挡板围于所述钢-混组合承压体(6)的四周，使用仪器按预定比例配制高强度的水泥混凝土(8)，在所述钢-混组合承压体(6)中间浇筑所述水泥混凝土(8)，待所述水泥混凝土(8)凝固后卸除四周挡板。