外贴预应力FRP板的矿用工字型钢架的制作方法

本技术涉及矿山工程，具体涉及一种外贴预应力frp板的矿用工字型钢架。

背景技术：

1、巷道的畅通和围岩稳定对地下矿山的安全高效生产具有重要的意义。为保证巷道围岩的稳定性，需要采取人工支护结构对巷道围岩变形加以控制。以锚网索为代表的主动支护结构在现代化大型地下矿山得到了大面积的推广应用。但是，对于复杂地质条件的巷道围岩稳定控制而言，单纯的采用主动支护形式的局限性已经凸显，主动和被动支护相结合的支护方式在已经成为复杂地质条件下巷道支护技术的主流发展趋势。

2、工字型钢架作为一种典型的被动支护结构，在复杂条件巷道围岩稳定控制方面得到了广泛应用。但是，传统的工字型钢架由于刚度较低，当外部荷载较大时容易出现严重变形，严重时甚至出现结构性失稳。

3、为保证工字型钢架在巷道支护体系中充分发挥其高承载力的优势，一般会采用加大工字型钢架厚度的方式加以实现。但是，当工字型钢架厚度加大时，一线工人的劳动强度和施工难度均出现较大幅度的增加，单纯通过增加工字型钢架厚度难以实现支护结构的稳定性，且由于工字型钢架厚度增加带来的自身重量增大也会在一定程度上增加矿山井下安全生产的潜在风险的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是为了克服现有技术中的问题，通过在工字型钢架底部贴合frp板提升工字钢架的刚度和整体的承载力，且因frp板耐腐蚀且自身重量较轻并不会使工字型钢架自身重量发生过大变化具有较强的实用性，因此提供一种外贴预应力frp板的矿用工字型钢架。

2、本实用新型提供了一种外贴预应力frp板的矿用工字型钢架，包括工字型钢架，所述工字型钢架受拉面底部设有粘结层，所述工字型钢架受拉面底部设有第一frp板，所述第一frp板包括水平置于所述工字型钢架底部的水平板面与置于所述工字型钢架两侧的竖直板面，所述第一frp板竖直板面和所述工字型钢架两侧均开设有螺孔，所述粘结层置于所述工字型钢架和所述第一frp板之间，用于将所述第一frp板稳定牢固的粘贴于工字型钢架受拉面上。

3、较佳地，所述粘结层采用高强环氧结构胶。

4、较佳地，工字型钢架前后两端各设有两个螺丝用于将所述第一frp板竖直板面固定于所述工字型钢架两侧。

5、较佳地，所述第一frp板底部边侧设有竖直设置的第二frp板，所述第一frp板和所述第二frp板一体成型设置。

6、较佳地，所述第二frp板竖直板面上开设有预应力施加槽。

7、较佳地，另设有紧固夹，所述紧固夹套设于所述工字型钢架上用于为所述第一frp板提供临时支撑力。

8、较佳地，所述紧固夹包括水平板面和顶部设置的一对弧形夹持板面，所述紧固夹水平板面置于所述工字型钢架底侧，所述紧固夹弧形夹持板面置于所述工字型钢架上侧且与所述工字型钢架上侧紧密贴合，所述紧固夹水平板面和所述工字型钢架具有一定空隙。

9、较佳地，所述紧固夹水平板面和所述工字型钢架底侧所产生的空隙最小值要大于所述第一frp板竖直板面高度。

10、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过将第一frp板贴合于工字型钢架受拉面底部来提升工字型钢架整体的承载力，因第一frp板自身具有抗腐蚀性，对地下矿山相对潮湿的环境具有较好的抵抗能力。同时，由于frp板轻质高强的物理力学特性，通过将第一frp板贴合于工字型钢架受拉面底部可在不显著增加工字型钢架厚度的情况下，有效提升工字型钢架的刚度和整体的承载能力；

11、通过液压缸在预应力施加槽上对第二在frp板推动使其内部储存预应力，再将第一在frp板通过高强环氧结构胶贴合于工字型钢架底部，第一frp板内部所储存的预应力当工字型钢架底部受拉面受拉时优先将第一frp板内部所储存的预应进行消耗可以进一步的增强第一frp板和工字型钢架粘合后的整体的承载强度；

12、因第一frp板不仅具有耐腐蚀性，而且自身重量较轻，相对于加大工字型钢架厚度的方式而言并不会对工字型钢架的重量变化造成大的影响，不仅降低了一线工人的劳动强度和施工难度，而且可以避免因将工字型钢架厚度增加后对矿山井下安全生产带来的风险。

技术特征：

1.一种外贴预应力frp板的矿用工字型钢架，包括工字型钢架(1)，其特征在于，所述工字型钢架(1)受拉面底部设有粘结层(2)；

2.如权利要求1所述的一种外贴预应力frp板的矿用工字型钢架，其特征在于，所述粘结层(2)采用高强环氧结构胶。

3.如权利要求1所述的一种外贴预应力frp板的矿用工字型钢架，其特征在于，工字型钢架(1)前后两端各设有两个螺丝(11)用于将所述第一frp板(3)竖直板面固定于所述工字型钢架(1)两侧。

4.如权利要求1所述的一种外贴预应力frp板的矿用工字型钢架，其特征在于，所述第一frp板(3)底部边侧设有竖直设置的第二frp板(4)，所述第一frp板(3)和所述第二frp板(4)一体成型设置。

5.如权利要求4所述的一种外贴预应力frp板的矿用工字型钢架，其特征在于，所述第二frp板(4)竖直板面上开设有预应力施加槽(32)。

6.如权利要求1所述的一种外贴预应力frp板的矿用工字型钢架，其特征在于，另设有紧固夹(31)，所述紧固夹(31)套设于所述工字型钢架(1)上。

7.如权利要求6所述的一种外贴预应力frp板的矿用工字型钢架，其特征在于，所述紧固夹(31)包括水平板面和顶部设置的一对弧形夹持板面，所述紧固夹(31)水平板面置于所述工字型钢架(1)底侧，所述紧固夹(31)弧形夹持板面置于所述工字型钢架(1)上侧且与所述工字型钢架(1)上侧紧密贴合，所述紧固夹(31)水平板面和所述工字型钢架(1)具有一定空隙。

8.如权利要求7所述的一种外贴预应力frp板的矿用工字型钢架，其特征在于，所述紧固夹(31)水平板面和所述工字型钢架(1)底侧所产生的空隙最小值要大于所述第一frp板(3)竖直板面高度。

技术总结本技术公开了一种外贴预应力FRP板的矿用工字型钢架，属于矿山工程技术领域。该技术包括工字型钢架，所述工字型钢架受拉面底部设有粘结层，所述工字型钢架受拉面底部设有第一FRP板，所述第一FRP板包括水平置于所述工字型钢架底部的水平板面与置于所述工字型钢架两侧的竖直板面，所述第一FRP板竖直板面和所述工字型钢架两侧均开设有螺孔，所述粘结层置于所述工字型钢架和所述第一FRP板之间，用于将所述第一FRP板稳定牢固的粘贴于工字型钢架受拉面上，本技术所述的一种外贴预应力FRP板的矿用工字型钢架具有刚度高，抵抗变形能力强等优点。技术研发人员：周亚菲,徐昆昆,刘郑杰,朱建明,侯磊,陈磊,胡建,张振臣受保护的技术使用者：库尔勒金川矿业有限公司技术研发日：20231219技术公布日：2024/7/4