CN104790985B - 一种全封闭式圆形巷道吸能防冲液压支架 - Google Patents
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Abstract
一种全封闭式圆形巷道吸能防冲液压支架，在半月形结构的整体底梁底部设有贯通左、右底梁的滑道，在滑道内设有底梁梁间吸能块，左、右液压支柱一端通过冲压滑块连接在底梁梁间吸能块端部，左、右液压支柱另一端与左、右侧梁下端相铰接；在左、右侧梁上端之间设置有呈V字形结构的整体夹板，在整体夹板内设有侧梁梁间吸能块。本发明的液压支架采用了受力更合理、承载效果更优的全封闭式圆形结构形式，在准静态围岩压力下，液压支架整体基本保持刚性支护状态，当冲击地压发生时，可以通过吸能块的破坏变形让位，快速吸收巷道围岩的冲击动能，缓解整个支架结构受到的冲击作用，保护液压支架整体结构不受损坏，从而防止了巷道支护体系的失稳破坏。
Description
技术领域
本发明属于煤矿安全支护技术领域，特别是涉及一种全封闭式圆形巷道吸能防冲液压支架。
背景技术
随着我国煤矿开采深度的不断增加，开采强度也随之增大，冲击地压问题对煤矿安全开采的影响越来越大，一旦遭遇冲击地压，巷道围岩突发变形破坏，会对巷道支护体产生剧烈的冲击作用，造成支护体的破坏甚至垮塌，同时巷道还会发生片帮、冒顶及底鼓等，从而引发巷道堵塞。
传统巷道支护已经越来越难以应对冲击地压的发生，为了抵御冲击地压，部分煤矿通过采用高刚性的支护体系，想利用高刚性支护体系具有的高强度，来抵御冲击地压，以一种门式巷道液压支架为例，其通过两个竖直的液压支柱提供初撑力和工作阻力，对巷道顶板和底板进行支护，当冲击地压的冲击力较小时，液压支架尚可抵御冲击力，一旦冲击地压较大，巷道的两帮侧壁会发生内敛，进而迫使液压支柱向内发生弯曲，严重时甚至会发生折断，从而引发巷道严重变形，导致交通受阻，严重影响了煤矿的安全生产。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种全封闭式圆形巷道吸能防冲液压支架，摒弃了高刚性支护体系结构，通过吸能块的变形让位，快速吸收冲击能，缓解液压支架受到的冲击作用，保护液压支架整体不受损失或破坏，防止巷道围岩以及支护体系的失稳。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种全封闭式圆形巷道吸能防冲液压支架，包括左侧梁、右侧梁、左底梁、右底梁、左液压支柱及右液压支柱，所述左底梁位于左侧梁下方，右底梁位于右侧梁下方，左底梁与右底梁对称设置，且左底梁与右底梁在对称中心处相铰接，铰接在一起的左底梁与右底梁构成半月形结构的整体底梁；在所述整体底梁底部设置有贯通左、右底梁的滑道，在滑道内设置有底梁梁间吸能块，在底梁梁间吸能块两端连接有冲压滑块；所述左液压支柱倾斜设置在左底梁内，左液压支柱一端与左侧梁下端相铰接，左液压支柱另一端铰接在底梁梁间吸能块左端的冲压滑块上；所述右液压支柱倾斜设置在右底梁内，右液压支柱一端与右侧梁下端相铰接，右液压支柱另一端铰接在底梁梁间吸能块右端的冲压滑块上。
在所述左侧梁上端设有左夹板，在右侧梁上端设有右夹板，左夹板和右夹板均倾斜设置，左夹板下端与右夹板下端相铰接，左夹板上端与左侧梁上端相铰接，右夹板上端与右侧梁上端相铰接，铰接在一起的左夹板与右夹板构成V字形结构的整体夹板，在整体夹板内设置有侧梁梁间吸能块。
在所述左底梁、右底梁上均设置有弧形让位孔，所述左液压支柱与左侧梁之间的铰接轴位于左底梁的弧形让位孔内，右液压支柱与右侧梁之间的铰接轴位于右底梁的弧形让位孔内。
所述底梁梁间吸能块由填充了多孔泡沫合金材料的金属薄壁管制成，且金属薄壁管为波折纹薄壁管。
所述侧梁梁间吸能块由填充了多孔泡沫合金材料的金属薄壁管制成，且金属薄壁管为波折纹薄壁管。
本发明的有益效果：
本发明与现有技术相比，摒弃了传统的高刚性支护体系结构，采用的是受力更合理、承载效果更优的全封闭式圆形结构形式，且增加了底梁梁间吸能块和侧梁梁间吸能块，在准静态围岩压力下，液压支架整体基本保持刚性支护状态，当冲击地压发生时，可以通过吸能块的破坏变形让位，快速吸收巷道围岩的冲击动能，缓解整个支架结构受到的冲击作用，保护液压支架整体结构不受损坏，从而防止了巷道支护体系的失稳破坏。
附图说明
图1为本发明的一种全封闭式圆形巷道吸能防冲液压支架结构示意图；
图中，1—左侧梁，2—右侧梁，3—左底梁，4—右底梁，5—左液压支柱，6—右液压支柱，7—底梁梁间吸能块，8—冲压滑块，9—左夹板，10—右夹板，11—侧梁梁间吸能块，12—弧形让位孔。
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所示，一种全封闭式圆形巷道吸能防冲液压支架，包括左侧梁1、右侧梁2、左底梁3、右底梁4、左液压支柱5及右液压支柱6，所述左底梁3位于左侧梁1下方，右底梁4位于右侧梁2下方，左底梁3与右底梁4对称设置，且左底梁3与右底梁4在对称中心处相铰接，铰接在一起的左底梁3与右底梁4构成半月形结构的整体底梁；在所述整体底梁底部设置有贯通左、右底梁的滑道，在滑道内设置有底梁梁间吸能块7，在底梁梁间吸能块7两端连接有冲压滑块8；所述左液压支柱5倾斜设置在左底梁3内，左液压支柱5一端与左侧梁1下端相铰接，左液压支柱5另一端铰接在底梁梁间吸能块7左端的冲压滑块8上；所述右液压支柱6倾斜设置在右底梁4内，右液压支柱6一端与右侧梁2下端相铰接，右液压支柱6另一端铰接在底梁梁间吸能块7右端的冲压滑块8上。
在所述左侧梁1上端设有左夹板9，在右侧梁2上端设有右夹板10，左夹板9和右夹板10均倾斜设置，左夹板9下端与右夹板10下端相铰接，左夹板9上端与左侧梁1上端相铰接，右夹板10上端与右侧梁2上端相铰接，铰接在一起的左夹板9与右夹板10构成V字形结构的整体夹板，在整体夹板内设置有侧梁梁间吸能块11。
在所述左底梁3、右底梁4上均设置有弧形让位孔12，所述左液压支柱5与左侧梁1之间的铰接轴位于左底梁3的弧形让位孔12内，右液压支柱6与右侧梁2之间的铰接轴位于右底梁4的弧形让位孔12内。
所述底梁梁间吸能块7由填充了多孔泡沫合金材料的金属薄壁管制成，且金属薄壁管为波折纹薄壁管。
所述侧梁梁间吸能块11由填充了多孔泡沫合金材料的金属薄壁管制成，且金属薄壁管为波折纹薄壁管。
下面结合附图说明本发明的一次使用过程：
当巷道内采用了本发明的全封闭式圆形巷道吸能防冲液压支架后，在未发生冲击地压的一般情况下，巷道围岩的压力会通过侧梁及液压支柱传递给侧梁梁间吸能块11及底梁梁间吸能块7，并通过液压支架整体承担准静态围岩压力。
当冲击地压发生时，侧梁梁间吸能块11及底梁梁间吸能块7承受的压力超过其阈值后，则会立即被破坏而进行变形让位，从而达到快速吸收巷道围岩的冲击动能，以缓解侧梁和液压支柱所受到的冲击作用，保护液压支架整体结构不受损坏。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。
Claims (4)
1.一种全封闭式圆形巷道吸能防冲液压支架，其特征在于：包括左侧梁、右侧梁、左底梁、右底梁、左液压支柱及右液压支柱，所述左底梁位于左侧梁下方，右底梁位于右侧梁下方，左底梁与右底梁对称设置，且左底梁与右底梁在对称中心处相铰接，铰接在一起的左底梁与右底梁构成半月形结构的整体底梁；在所述整体底梁底部设置有贯通左、右底梁的滑道，在滑道内设置有底梁梁间吸能块，在底梁梁间吸能块两端连接有冲压滑块；所述左液压支柱倾斜设置在左底梁内，左液压支柱一端与左侧梁下端相铰接，左液压支柱另一端铰接在底梁梁间吸能块左端的冲压滑块上；所述右液压支柱倾斜设置在右底梁内，右液压支柱一端与右侧梁下端相铰接，右液压支柱另一端铰接在底梁梁间吸能块右端的冲压滑块上；
在所述左侧梁上端设有左夹板，在右侧梁上端设有右夹板，左夹板和右夹板均倾斜设置，左夹板下端与右夹板下端相铰接，左夹板上端与左侧梁上端相铰接，右夹板上端与右侧梁上端相铰接，铰接在一起的左夹板与右夹板构成V字形结构的整体夹板，在整体夹板内设置有侧梁梁间吸能块。
2.根据权利要求1所述的一种全封闭式圆形巷道吸能防冲液压支架，其特征在于：在所述左底梁、右底梁上均设置有弧形让位孔，所述左液压支柱与左侧梁之间的铰接轴位于左底梁的弧形让位孔内，右液压支柱与右侧梁之间的铰接轴位于右底梁的弧形让位孔内。
3.根据权利要求1所述的一种全封闭式圆形巷道吸能防冲液压支架，其特征在于：所述底梁梁间吸能块由填充了多孔泡沫合金材料的金属薄壁管制成，且金属薄壁管为波折纹薄壁管。
4.根据权利要求1所述的一种全封闭式圆形巷道吸能防冲液压支架，其特征在于：所述侧梁梁间吸能块由填充了多孔泡沫合金材料的金属薄壁管制成，且金属薄壁管为波折纹薄壁管。
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