[实用新型]巷道金属支架增阻式卡缆

说明书

本实用新型涉及一种采矿工程支护中的巷道金属支架卡缆，尤其是一种增阻式卡缆。

巷道金属支架卡缆是巷道金属支架各部件之间的联接件。巷道中的金属支架都是由型材部件在井下巷道中拼接起来的，两支架部件接口处重叠起来，用卡缆紧密联接，使支架具有抵抗巷道围岩变形和移动的阻力，以维护足够的工作空间。这一联接件非常重要，它关系到整个支架的工作性能，影响到支架的工作阻力及可缩量等工作参数。

卡缆固紧支架接口抵抗围岩压缩的基本机理是：通过卡缆的固紧，增大支架部件重叠处的正压力，使支架部件间在围岩作用下产生相对移动（或相对移动趋势）时，具有足够的摩擦阻力。我国现有的巷道金属支架的卡缆有螺栓夹板式，双槽夹板式、耳楔式等，这些类型的卡缆都有一些不足，首先，现有卡缆都是靠安装时紧固提供一个预紧力，靠该预紧力所产生的支架部件间的摩擦力达到支架的所需工作阻力。这种卡缆所产生的支架工作阻力值是相对固定的。当围岩对支架的作用力达到该值时，支架接口重叠处收缩，围岩的作用力遂减小，支架变形停止。这一过程在支架工作期间内循环出现。卡缆产生的摩擦阻力在支架变形过程中有时会减少，使支架实际工作阻力降低，变形过程的收缩量增大，减小巷道的有效使用面积。当围岩压力较大时，这种不良影响更加明显。另外，现有的螺栓夹板式卡缆，由于井下潮湿及氧化作用，螺栓锈蚀，给支架回收增加难度，同时，安装及拆卸都比较复杂。

为了对上述不足进行改善，本实用新型提供了一种巷道金属支架增阻式卡缆，它克服了现有卡缆的缺点，在安装卡缆时可提供工作阻力，当围岩压力达到该工作阻力支架收缩时，随着变形，使工作阻力非但不减小反而能增大，且装拆十分方便。

本实用新型的目的是这样实现的：由一个楔子和一个卡箍组成巷道金属支架增阻式卡缆。

楔子是一个将长方体块沿其长度方向的两侧面改成弧形表面，且其中一侧沿长度方向具有双斜度结构的物体。

卡箍是形如ㄇ形槽的板，ㄇ形槽上相对两侧板之间的距离与所卡金属支架部件重叠处的截面尺寸相匹配。相对的两侧板中一块侧板的侧边与槽底板垂线有一夹角α，另一块侧板的侧边与槽底板垂线有夹角（－α），α角大小为1·5－5·5°。在卡箍的两侧板上分别开一大一小两个异形孔，每孔靠所在板的两侧边的相对孔边为两段直线孔边，其中两孔靠两侧板同侧侧边的两段直线孔边均与槽底板的垂线平行，两孔中与前述两段直线孔边相对的直线孔边均与槽底板的垂线有一β角，β角为4－12°，每孔中所述两相对直线孔边的间距，随孔向槽底延伸而渐大，两孔在靠所在侧板端边的孔边为一段弧形孔边，其所对孔边为一段直线孔边，两相对直线孔边之间的距离及弧形孔边的直径大小与楔子的横截面的宽度及楔子当使用时在孔中一定量的转动需要相适应。两孔中靠槽底一侧的直线孔边到槽底的距离小于金属支架的重叠处的截面高度，两孔中靠侧板端边的弧形孔边到与之相对的直线孔边的距离一大一小，形成大小两孔，其中小孔该距离的最小值应大于楔子在斜度变化处的截面长度，大孔该距离的最大值应小于楔子的最大截面长度，两孔该距离的变化规律与楔子的偏于大头端斜度相匹配；当卡箍的与槽底垂线夹有β角的直线孔边在上方放置时，其侧板上的两孔中较小的孔的位置低。

该卡缆是这样安装的：将待联接的两支架部件端部重叠，放入卡箍内，其中一部件贴卡箍槽底板，另一部件与其贴紧，位于侧板孔处，卡箍的安装方向为其中与槽底垂线夹有β角的直线孔边朝向作用于楔体的外力来的方向，楔子的小头依次穿过大孔和小孔且使楔子的直弧形柱面与邻的支架部件贴合，其一纵向表面与跟槽底垂线夹有β角的直线孔边贴合，然后将楔子楔牢。

本实用新型在使用过程中变形增阻的机理是这样的：卡缆如上安装后，在围岩压力达到工作阻力时在压力作用下，随着支架部件间产生相对位移－－收缩，楔体在与之相邻的支架部件的作用力下绕其在卡箍上两孔的弧形边上某点不断转动，楔体纵向平面从起始时与跟槽底垂线有β夹角的直线孔边贴合的位置转向另一个相对的直线孔边，由于在上述两直线孔边之间，金属支架外侧面与弧形孔边之间的距离越来越小，所以随着楔子的转动，使支架部件间的挤压力也不断增加，也就实现了卡缆的增阻特性。

本实用新型在使用中不管压力如何增加，也决不会发生退楔的问题，其机理是：作用于楔体上的力总可以分解出一个由楔子大头指向小头的分力，该分力随外力的增加而增加，故不可能使楔子退出卡箍。