CN103174441B - 一种可调双阻吸能防冲液压支架 - Google Patents

Abstract

一种可调双阻吸能防冲液压支架，属于煤矿巷道支护技术领域，特别是涉及一种应用于深部冲击地压的煤矿采矿区的可调双阻吸能防冲液压支架。本发明在静载条件下利用液压安全阀让位卸压，动载条件下利用吸能顶梁快速让位、减震。本发明包括前、后顶梁、连接体及液压支柱，前、后顶梁均分别由上、下箱型梁和上、下摩擦板组成；在上箱型梁的下端垂直设置有若干个上摩擦板，在下箱型梁的上端垂直设置有若干个下摩擦板；在上摩擦板上设置有若干个通孔，在下摩擦板上设置有若干个第二通孔，在所述通孔和第二通孔内设置有紧固螺栓；在所述顶梁的下方设置有液压支柱，在前、后顶梁上的同一侧的液压支柱的油缸之间设置有连接体。

Description

一种可调双阻吸能防冲液压支架

技术领域

本发明属于煤矿巷道支护技术领域，特别是涉及一种应用于深部冲击地压的煤矿采矿区的可调双阻吸能防冲液压支架。

背景技术

随着我国能源需求量的增加和开采强度的不断加大，开挖深度日趋加深，数千米深的矿井屡见不鲜。在未来几年内，大部分矿井将进入深部开采阶段。随着深部矿井的开采，出现了深部围岩独特的力学特性以及对现有支护的严峻挑战，冲击地压发生的频率和强度也不断增加，造成了大量巷道支护破坏、垮塌及人员伤亡，严重影响了煤矿安全生产。因此，深部工作面回采巷道支护预防冲击地压的问题成为我国深部矿井安全高效开采亟需解决的研究课题。

液压支架由于其纵横向稳定性好、防护性能强、移架速度快、对顶板适应性强等特点，被广泛应用于回采巷道。深部开采易发生冲击地压区域地应力大，巷道变形速度快，要求液压支架既要满足巷道准静态变形时缓慢让位，保证支架压力在可承受范围内，又要满足冲击地压发生造成巷道动态变形时支架快速让位，降低冲击载荷对支架的压力，确保支架压力在其可承受范围之内。目前液压支架工作时一般都处于高工作阻力支撑状态，有时已处于恒阻支撑阶段，液压支架的立柱油缸内的压力已经接近或达到安全阀的设定压力，液压支架降架前，液压支柱、支架的顶梁和底座都处于高度弹性压缩状态。深部开采过程中，冲击地压产生的强冲击动载荷常常超出液压支架的强度范围，液压支架安全阀的排液速度有限，液压支架让位不及时，造成短时间内液压支架压力超出液压支架可以承受的范围，导致液压支架破坏，巷道坍塌,严重威胁到人员的安全和减慢生产进度。

冲击地压发生时，将会释放大量冲击能量，这些能量以冲击波的形式通过介质传播到支架上，对其产生强烈的冲击破坏。对于冲击地压产生的这种冲击波，液压支架只有通过快速让位、快速消耗冲击波能量，减小冲击波的幅值，才能防止支架破坏，保证支架系统的稳定性与安全性。

目前的液压支架大多采用安全阀卸压，很难做到快速让位卸压，无法及时吸收冲击地压发生过程中释放的能量。已有的吸能防冲让位液压支架，其防冲吸能材料在静载和准静载条件下，已经承受很大的压力，使其变形和吸收部分能量，极大的消弱了其在高速冲击时的吸能能力，故现有的液压支架均存在局限性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种可调双阻吸能防冲液压支架，该液压支架在静载条件下利用液压安全阀让位卸压，动载条件下利用吸能顶梁快速让位、减震。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种可调双阻吸能防冲液压支架，包括前、后顶梁、连接体及液压支柱，前、后顶梁均分别由上、下箱型梁和上、下摩擦板组成；所述上、下箱型梁平行设置，在上箱型梁的下端垂直设置有若干个上摩擦板，在下箱型梁的上端垂直设置有若干个下摩擦板；所述上、下摩擦板间隔设置，且相邻上、下摩擦板之间彼此接触，或在上、下摩擦板间设置有具有第三通孔的减震垫；在上摩擦板上设置有若干个通孔，在下摩擦板上设置有若干个第二通孔，在所述通孔和第二通孔内设置有紧固螺栓，或在所述通孔、第二通孔及第三通孔内设置有紧固螺栓；在所述下箱型梁下部的两侧分别设置有凹槽，在所述顶梁的下方设置有液压支柱，液压支柱的活塞端柱体设置在下箱型梁的凹槽内，液压支柱上具有液压安全阀，在前、后顶梁上的同一侧的液压支柱的油缸之间设置有连接体。

所述前、后顶梁为平行设置。

所述上箱型梁、下箱型梁、上摩擦板及下摩擦板均采用钢板。

所述连接体的数量为两个，且两个连接体为平行设置。

所述减震垫的材质采用橡胶。

所述连接体的两端分别为第一、第二卡箍，在第一卡箍上设置有第一连接板，在第二卡箍上设置有第二连接板，第一连接板与若干个第一连接摩擦板相连接，第二连接板与若干个第二连接摩擦板相连接；所述第一连接摩擦板与第二连接摩擦板间隔设置，且相邻第一、第二连接摩擦板之间彼此接触；在第一连接摩擦板上设置有第一长孔，在第二连接摩擦板上设置有第二长孔，在第一长孔和第二长孔内设置有紧固螺栓；第一、第二卡箍分别设置在液压支柱下部的油缸上。

所述第一、第二卡箍均是由一个或一个以上的弧形板通过紧固螺栓连接形成的圆环。

本发明的有益效果：

本发明的应用与推广对冲击地压防治机制研究具有重要科学意义。通过成果的应用及推广可以显著提高我国煤矿安全的技术水平和防灾抗灾能力，有效控制重大事故的发生及减少人员伤亡，具有良好的社会效益。本发明的应用与推广可以有效控制灾害性冲击地压发生，减少事故损失，提高煤矿采掘速度和劳动生产率，大大减少防治工程费用，因此具有很大的经济效益。具体优势如下：

1、采用可调摩擦吸能顶梁与可调液压支柱，在巷道准静态变形时本发明具有缓慢让位功能，保证本发明压力在可承受范围之内，又具有快速让位吸能功能，在冲击地压发生瞬间，快速消耗冲击波能量，保护本发明免遭冲击破坏；

2、采用防倒可缩连接体，提高连接强度，具有吸能功能，在冲击地压发生时，增加本发明支护体系的整体稳定性和减轻冲击地压对本发明的破坏程度。

附图说明

图1是本发明的可调双阻吸能防冲液压支架的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是图2的B-B剖视图；

图5是本发明的连接体的结构示意图；

其中，1--顶梁，11--上箱型梁，12--上摩擦板，13--通孔，14--下箱型梁，15--下摩擦板，16--减震垫，17--第二通孔，18--凹槽，19--第三通孔，2--连接体，21--第一卡箍，22--第二卡箍，23--第一连接板，24--第二连接板，25--第一连接摩擦板，26--第二连接摩擦板，27--第一长孔，28--第二长孔，3--液压支柱，31--液压安全阀，32--活塞端柱体，33--油缸，4--紧固螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～图4所示，一种可调双阻吸能防冲液压支架，包括前、后可调摩擦吸能顶梁1、防倒可缩连接体2及可调液压支柱3，前、后可调摩擦吸能顶梁1分别由上、下箱型梁和上、下摩擦板组成；所述上、下箱型梁平行设置，在上箱型梁11的下端垂直设置有若干个上摩擦板12，在下箱型梁14的上端垂直设置有若干个下摩擦板15；所述上、下摩擦板间隔设置，且相邻上、下摩擦板之间设置有具有第三通孔19的减震垫16；在上摩擦板12上设置有若干个通孔13，在下摩擦板15上设置有若干个第二通孔17，在所述通孔13、第二通孔17及第三通孔19内设置有可调预紧力的紧固螺栓4；在所述下箱型梁14下部的两侧分别设置有凹槽18，在所述顶梁1的下方设置有液压支柱3，液压支柱3的活塞端柱体32设置在下箱型梁14的凹槽18内，液压支柱3上具有液压安全阀31，在前、后顶梁1上的同一侧的液压支柱3的油缸33之间设置有连接体2。

所述前、后顶梁1为平行设置。

所述上箱型梁11、下箱型梁14、上摩擦板12及下摩擦板15均采用钢板。

所述连接体2的数量为两个，且两个连接体2为平行设置。

所述减震垫16的材质采用橡胶。

所述连接体2的两端分别为第一、第二卡箍，在第一卡箍21上设置有第一连接板23，在第二卡箍22上设置有第二连接板24，第一连接板23与若干个第一连接摩擦板25相连接，第二连接板24与若干个第二连接摩擦板26相连接；所述第一连接摩擦板25与第二连接摩擦板26间隔设置，且相邻第一、第二连接摩擦板之间彼此接触；在第一连接摩擦板25上设置有第一长孔27，在第二连接摩擦板26上设置有第二长孔28，在第一长孔27和第二长孔28内设置有可调预紧力的紧固螺栓4；第一、第二卡箍分别设置在液压支柱3下部的油缸33上。

所述第一、第二卡箍均是由一个或一个以上的弧形板通过可调预紧力的紧固螺栓4连接形成的圆环。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

如图1～图4所示，本发明的顶梁1根据现场情况设置调整紧固螺栓4的动力让位值，在无冲击地压危险发生时，巷道发生变形，本发明受力较大时，顶梁1自身的让位吸能功能不发挥作用，通过液压支柱3的液压安全阀31调节液压支柱3活塞腔内的压力，当液压支柱3活塞腔内的压力已经接近或达到液压安全阀31的设定压力时，液压安全阀31开启，降低本发明承受的压力，避免压力超出液压支柱3的强度极限，从而损坏液压支柱3。冲击地压发生时，围岩压力超过顶梁1设定的动力让位值时，顶梁1的上箱型梁11与下箱型梁14之间开始上、下滑动，通过上、下摩擦板之间的摩擦力迅速让位吸能，降低冲击力对本发明的压力，避免压力超出本发明的强度极限，从而导致本发明损坏和巷道破坏。防倒可缩连接体2可以通过调整紧固螺栓4设置冲击防倒阀值，其连接相邻的液压支柱3，可大大增加本发明整体的稳定性。在巷道发生变形，液压支柱3发生较小位移时，防倒可缩连接体2自身可以伸缩不受损坏，冲击地压发生时，其可快速伸缩，在伸缩过程中顶梁1也可以吸收部分冲击能，降低冲击对本发明整体的破坏程度，并防止液压支柱3产生大的位移而倒地。

Claims (7)

1.一种可调双阻吸能防冲液压支架，其特征在于包括前、后顶梁、连接体及液压支柱，前、后顶梁均分别由上、下箱型梁和上、下摩擦板组成；所述上、下箱型梁平行设置，在上箱型梁的下端垂直设置有若干个上摩擦板，在下箱型梁的上端垂直设置有若干个下摩擦板；所述上、下摩擦板间隔设置，且相邻上、下摩擦板之间彼此接触，或在上、下摩擦板间设置有具有第三通孔的减震垫；在上摩擦板上设置有若干个通孔，在下摩擦板上设置有若干个第二通孔，在所述通孔和第二通孔内设置有紧固螺栓，或在所述通孔、第二通孔及第三通孔内设置有紧固螺栓；在所述下箱型梁下部的两侧分别设置有凹槽，在所述顶梁的下方设置有液压支柱，液压支柱的活塞端柱体设置在下箱型梁的凹槽内，液压支柱上具有液压安全阀，在前、后顶梁上的同一侧的液压支柱的油缸之间设置有连接体。

2.根据权利要求1所述的可调双阻吸能防冲液压支架，其特征在于所述前、后顶梁为平行设置。

3.根据权利要求1所述的可调双阻吸能防冲液压支架，其特征在于所述上箱型梁、下箱型梁、上摩擦板及下摩擦板均采用钢板。

4.根据权利要求1所述的可调双阻吸能防冲液压支架，其特征在于所述连接体的数量为两个，且两个连接体为平行设置。

5.根据权利要求1所述的可调双阻吸能防冲液压支架，其特征在于所述减震垫的材质采用橡胶。

6.根据权利要求1所述的可调双阻吸能防冲液压支架，其特征在于所述连接体的两端分别为第一、第二卡箍，在第一卡箍上设置有第一连接板，在第二卡箍上设置有第二连接板，第一连接板与若干个第一连接摩擦板相连接，第二连接板与若干个第二连接摩擦板相连接；所述第一连接摩擦板与第二连接摩擦板间隔设置，且相邻第一、第二连接摩擦板之间彼此接触；在第一连接摩擦板上设置有第一长孔，在第二连接摩擦板上设置有第二长孔，在第一长孔和第二长孔内设置有紧固螺栓；第一、第二卡箍分别设置在液压支柱下部的油缸上。

7.根据权利要求6所述的可调双阻吸能防冲液压支架，其特征在于所述第一、第二卡箍均是由一个或一个以上的弧形板通过紧固螺栓连接形成的圆环。