CN103982212B - 矿用六边形管式抗让吸能防冲装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于煤矿安全用设备，特别涉及一种矿用六边形管式抗让吸能防冲装置同，在锚杆（6）上穿装托盘（4），锚杆（6）的下端制成锲形，楔形上面带有螺纹，托盘（4）用螺母（5）与锚杆（6）固定，在托盘（4）上方的锚杆（6）上截面方向穿装六边形管（3），六边形管（3）为薄壁刚性金属制成，在六边形管（3）上方的锚杆（6）上穿装钢板（2），锚杆（6）的上端与围岩层固定连接；可以一根六边形管（3）等长顺向置于支架顶梁（1）上方，六边形管（3）可以数段匀距顺向置于支架顶梁（1）上方，在数段六边形管（3）上方放置钢板（2）；矿用六边形管式抗让吸能防冲装置通过塑性变形将围岩冲击能耗散，起到保护煤矿支护系统的作用。

Description

矿用六边形管式抗让吸能防冲装置

技术领域

本发明属于煤矿安全用设备，特别涉及一种矿用六边形管式抗让吸能防冲装置。

背景技术

随着矿井开采强度不断增大、采深日益增加，深井、变形、动压以及它们的复合型巷道的有效维护已成为制约矿井安全生产的关键问题之一。

目前国内外支护方式主要包括锚杆、U型钢、棚-索协同支护、喷射混凝土支护、门式液压支架。锚杆支护是通过围岩内部的锚杆改变围岩本身的力学状态，在巷道周围形成一个整体而又稳定的岩石带，利用锚杆与围岩共同作用，达到维护巷道稳定的目的。锚杆支护经济实用，被广泛应用于煤矿工程中，但现有锚杆的设计还达不到防冲的作用，在有冲击性巷道支护中难以推广应用。U型钢支护能提供较高支撑力，其优点是：当围岩作用于支架上的压力达到一定值时，支架便产生屈服缩动，缩动的结果使围岩作用于支架上的压力下降，从而避免了围岩的压力大于支架的承载力而导致支架的破坏，但U型钢连接件提供的摩擦力达不到要求，工作阻力只能达到其承载能力的40%~60%，支架的支撑能力得不到充分发挥。另外，U型支架容易受力不均，局部出现集中载荷和偏心载荷，支架发生扭曲变形，大幅降低支架承载能力，发生冲击时极易发生整体失稳破坏。棚-索协同支护能增强围岩强度，提高支护能力，但可变行量小，防冲能力差。喷射混凝土支护增强了围岩强度，起到减小和阻止围岩变形作用，但不适合用于防治冲击地压。门式液压支架采用液压支柱作为支撑，支护强度高，达到了支护上覆岩层的作用，液压支柱的溢流阀设定额定阻力，即起到了抑制围岩的变形又保护了门式液压支架在高应力下的压缩破坏，在达到额定阻力时，溢流阀打开，但当发生冲击地压时，门式液压支架很难抵抗强大的冲击载荷（冲击地压过程几秒到几十秒，冲击加载到最大载荷在几毫秒到几十毫秒，溢流阀的动态响应时间不够，在冲击地压发生时，溢流阀来不及打开），发生冲击地压时会造成支架支柱弯曲、断裂和爆缸等。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种结构简单、使用方便、抗冲击能力强的矿用六边形管式抗让吸能防冲装置。

本发明解决技术问题采用的技术方案是：矿用六边形管式抗让吸能防冲装置包括：钢板、锚杆、托盘、螺母、支架顶梁，其特点是在锚杆上穿装托盘，锚杆的下端制成锲形，楔形上面带有螺纹，托盘用螺母与锚杆固定，在托盘上方的锚杆上截面方向穿装六边形管，正六边形管为薄壁刚性金属制成，在正六边形管上方的锚杆上穿装钢板，锚杆的上端与围岩层固定连接；可以一根正六边形管等长顺向置于支架顶梁上方，正六边形管固定在顶梁上；正六边形管可以数段匀距顺向置于支架顶梁上方，在数段正六边形管上方放置钢板；还可以用数根正六边形管横向匀距置于支架顶梁上方，在正六边形管上方放置钢板。

本发明的有益效果是：矿用六边形管式抗让吸能防冲装置中的六边形管具有一定的承载力和一定的抗围岩变形能力，围岩压力或冲击力没有达到构件承载力前构件不变形或变形较小，围岩冲击力超过峰值力时构件才开始让位变形吸能。可根据承载能力调整六边形管的材质和厚度，六边形管在围岩冲击力压溃变形过程中，具有恒定的反作用力和较长的有效变形让位行程，六边形管最后可压成两层管的厚度，具有稳定性和可重复性的变形破坏模式。通过塑性变形将围岩冲击能耗散，起到保护煤矿支护系统的作用。

附图说明

以下结合附图以实施例具体说明。

图1是矿用六边形管式抗让吸能防冲装置的锚杆结合装配图。

图2是图1中六边形管与支架顶梁通长顺向结合装配图。

图3是图1中六边形管数段与支架顶梁顺向结合装配图。

图4是图1中六边形管与支架顶梁横向结合装配图。

图中，1-支架顶梁；2-钢板；3-六边形管；4-托盘；5-螺母；6-锚杆。

具体实施方式

实施例，参照附图1，锚杆6的下端带有螺纹，在锚杆6的螺纹段上方穿装托盘4，托盘4用螺母5与锚杆6固定。在托盘4上方的锚杆6上截面方向穿装正六边形管3作为防冲构件，正六边形管为薄壁的刚性金属管，六边形管是正六边形。在正六边形管3上方的锚杆6上穿装钢板2，锚杆6的顶端与围岩层固定连接。在围岩体受到冲击时，钢板2承受的压力作用在正六边形管3上，正六边形管3逐渐被压，最后溃变成偏形。参照附图2，多根六边形管3与液压支护系统上方的支架顶梁1等长顺向结合放置，正六边形管3与上方的围岩接触，不需在正六边形管3上方设置钢板2，在围岩体受冲击时，正六边形管3直接承受围岩的压力，直至正六边形管3吸能溃变成偏形，在溃变过程中为液压支柱打开溢流阀提供了时间，大大减少作用在支架顶梁1的冲击力，起到保护液压支护系统的作用。参照附图3和附图4，正六边形管3均为顺向和横向匀距分布在支架顶梁1的上方，在正六边形管3的上方设置钢板2，在围岩冲击时，先由钢板2承受冲击力，六边形管3慢慢变形吸能，最后溃变成偏形，缓解作用在支架顶梁1上的冲击力。

Claims (1)

1.一种矿用六边形管式抗让吸能防冲装置，包括钢板（2）、锚杆（6）、托盘（4）、螺母（5）、支架顶梁（1），其特征在于在锚杆（6）上穿装托盘（4），锚杆（6）的下端制成锲形，楔形上面带有螺纹，托盘（4）用螺母（5）与锚杆（6）固定，在托盘（4）上方的锚杆（6）上截面方向穿装正六边形管（3），正六边形管（3）为薄壁刚性金属制成，在正六边形管（3）上方的锚杆（6）上穿装钢板（2），锚杆（6）的上端与围岩层固定连接；可以一根正六边形管（3）等长顺向置于支架顶梁（1）上方，正六边形管（3）固定在顶梁上；正六边形管（3）可以数段匀距顺向置于支架顶梁（1）上方，在数段正六边形管（3）上方放置钢板（2）；还可以用数根正六边形管（3）横向匀距置于支架顶梁（1）上方，在正六边形管（3）上方放置钢板（2）。