CN114961808A - 一种侧向柔性支护门式支架装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种侧向柔性支护门式支架装置，其上的侧向防护结构由柔性连接件、挡板和锚杆组成，可对巷道支架收到冲击地压带来的水平冲击时有较好的防护作用；水平冲击首先由挡板第一次缓冲作用，同时防止冲击地压带来的岩石等进行阻挡，防止岩石从水平方向直接冲向液压缸导致液压缸受损；之后锚杆将挡板所受到的水平冲击传递给柔性连接件，而柔性连接件对水平冲击进行第二次缓冲同时将水平冲击荷载转化为竖向冲击荷载，而竖向冲击荷载被液压缸抵消掉。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿巷道防护的技术领域，特别是涉及一种侧向柔性支护门式支架装置。
背景技术
冲击地压又称岩爆，是指地下开采的深部或构造应力很高的区域，在临空岩体中发生突发式破坏的现象。多发于矿洞、煤矿巷道等场所，发生的原因是临空岩体积聚的应变能突然而猛烈地全部释放，致使岩体发生像爆炸一样的脆性断裂。冲击地压造成大量岩石崩落，并产生水平冲击和竖向冲击，不但可将矿井破坏，而且危及矿井内的工作人员。目前在煤矿巷道内为了应对冲击地压多采用支架或者桁架利用液压缸进行支撑。
应对冲击地压的支架结构可见中国专利2011204557336、202020976270 .7等，这两个专利均提出了支撑煤矿巷道的支架结构，但其缺点在于只能应对冲击地压带来的竖向冲击而不能应对水平冲击，在受到冲击地压水平冲击的时候，无法应对，其后果可能造成支撑结构横向折断。也有些支架结构提出了应对冲击地压水平冲击的结构，如中国专利202022130230.3，其在经典的支架结构上设置了挡板，但该挡板不能完全防护水平方向的冲击，而且挡板为硬性连接，在面对水平冲击时是典型的硬碰硬，这样直受冲击不仅会对支架结构造成伤害，还不利于长期使用。因此，针对冲击地压的支架需要提出新的结构或者加以改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种侧向柔性支护门式支架装置。
本发明的技术方案是：一种侧向柔性支护门式支架装置，其特征在于：包括顶部支架、底座、连接在底座和顶部支架两端的边部支撑液压缸、安装在边部支撑液压缸上下两端的侧向防护结构；
侧向防护结构包括设置在边部支撑液压缸两侧的两个竖向的长条状柔性连接件，该柔性连接件的上、下两端分别连接在边部支撑液压缸的上、下两端的部位，在柔性连接件上竖向设有若干组防护组件，该防护组件包括两个锚杆和连接在锚杆外端部之间的挡板，两个锚杆的内端分别与柔性连接件连接；上、下相邻的防护组件的挡板之间通过连接环连接。
优选的，所述的顶部支架由两个相同的弧形架沿中部铰接而成；所述的底座包括位于中部的固定座和对称铰接在固定座两侧的两个侧座，固定座上有中部液压缸，中部液压缸的上端与顶部支架中部铰接，所述的边部支撑液压缸的下部与侧座的外端连接，边部支撑液压缸上端铰接在弧形架的外端。
优选的，所述的柔性连接件顶端连接在弧形架上与边部支撑液压缸铰接部位，柔性连接件的底端通过销轴连接在侧座连接边部支撑液压缸的部位；每个侧向防护结构的两柔性连接件位于边部支撑液压缸两侧，每个侧向防护结构的锚杆水平的指向边部支撑液压缸的外侧，每个侧向防护结构的挡板位于边部支撑液压缸的外侧。
优选的，其特征在于：所述的柔性连接件为钢丝绳、或者为链条。
优选的，所述的柔性连接件的上下两端的连接点、与边部支撑液压缸上下两端点位于同一直线上。
优选的，所述每个侧向防护结构的挡板为形状相同的瓦状的弧形板，弧形板的轴线方向与边部支撑液压缸的轴线平行，在上下相邻的弧形板的边沿的中部和两侧设有三个连接环。
优选的，所述的锚杆为板形，一端设有圆形通孔与挡板相连接，另一端设有连接孔与柔性连接件连接。
本发明的有益效果是：1.本发明的一种侧向柔性支护门式支架装置，其上的侧向防护结构由柔性连接件、挡板和锚杆组成，可对巷道支架收到冲击地压带来的水平冲击时有较好的防护作用；水平冲击首先由挡板第一次缓冲作用，同时防止冲击地压带来的岩石等进行阻挡，防止岩石从水平方向直接冲向液压缸导致液压缸受损；之后锚杆将挡板所受到的水平冲击传递给柔性连接件，可以将挡板所受到的水平冲击传递给柔性连接件，而柔性连接件对水平冲击进行第二次缓冲同时将水平冲击荷载转化为竖向冲击荷载，而竖向冲击荷载被边部支撑液压缸的竖向支撑力抵消掉，从而实现横向冲击到竖向载荷的转换，保护了边部支撑液压缸的同时又利用了液压缸的特点；
2.挡板为瓦状的弧形挡板能够提升挡板自身的抗冲击能力，并且上、下通过连接环连接成一体能够将横向冲击进行扩散，从而保护挡板自身。
3.柔性连接件自身的变形过程也能起到一定的缓冲效果，同时柔性连接件能够将横向冲击载荷转换为沿边部支撑液压缸的轴线方向的竖向载荷，竖向载荷再被液压缸内部的液压油的弹性变形吸收，从而降低或者消除横向冲击带来不利。
附图说明
图1是本发明的立体图；
图2是本发明的主视图；
图3是图2的左视图；
图4是图2的俯视图；
图5是图1中a处的放大图；
图6是图2中A-A剖视图；
图7是图4中B-B剖视图；
图中：1.侧向防护结构、10. 柔性连接件、11.挡板、12.锚杆、121.圆形通孔、122.连接孔、13.连接环、2. 顶部支架、21. 弧形架、3. 底座、31. 固定座、32. 侧座、41.中部液压缸、42.边部支撑液压缸、5.保护壳、6.销轴。
具体实施方式
实施例一：参见图1-7，图中一种侧向柔性支护门式支架结构，包括顶部支架、底座、连接在底座和顶部支架两端的边部支撑液压缸、安装在边部支撑液压缸上下两端的侧向防护结构；该支架主体由顶部支架、底座和液压缸组成，是煤矿巷道的支架的常用架构，可见专利2011204557336、202020976270 .7、202022130230.3等，顶部支架用于支撑煤矿巷道顶部，液压缸提供支撑力防止巷道塌方造成事故，其结构上较为经典。
侧向防护结构包括设置在边部支撑液压缸两侧的两个竖向的长条状柔性连接件，该柔性连接件的上、下两端分别连接在边部支撑液压缸的上、下两端的部位，在柔性连接件上竖向设有若干组防护组件，该防护组件包括两个锚杆和连接在锚杆外端部之间的挡板，两个锚杆的内端分别与柔性连接件连接；上、下相邻的防护组件的挡板之间通过连接环连接。
挡板用于直接面对冲击和保护边部支撑液压缸防止其受损，相邻的挡板之间通过连接环进行连接为一个整体，当挡板受到水平冲击时，连接环连接的挡板可以对水平冲击起到缓冲作用，同时对煤矿巷道中的大型煤块或岩石起到阻挡防止其冲撞液压缸；相较于传统的侧向防护设计，本发明的侧向防护为柔性结构，在收到水平冲击时可以进行载荷转化，不仅防护效果好，而且使用寿命长。
所述的柔性连接件顶端连接在弧形架上与边部支撑液压缸铰接部位，柔性连接件的底端通过销轴连接在侧座连接边部支撑液压缸的部位；每个侧向防护结构的两柔性连接件位于边部支撑液压缸两侧，每个侧向防护结构的锚杆水平的指向边部支撑液压缸的外侧，每个侧向防护结构的挡板位于边部支撑液压缸的外侧。所述的柔性连接件为钢丝绳、或者为链条。本实施例中选用链条。
柔性连接件主要起到将水平方向荷载转化为竖直方向荷载的作用。可以对支架遭受的水平冲击起到缓冲作用，同时可以将水平方向荷载转化为竖直方向荷载。
所述的柔性连接件的上下两端的连接点、与边部支撑液压缸上下两端点位于同一直线上。这样柔性连接件上的竖向载荷能够更准确的施加在边部支撑液压缸的轴线方向上，更大程度的发挥液压缸的耐压特性。
所述每个侧向防护结构的挡板为形状相同的瓦状的弧形板，弧形板的轴线方向与边部支撑液压缸的轴线平行，在上下相邻的弧形板的边沿的中部和两侧设有三个连接环，这样一方面可以弧形板自身的拱形结构提升抗击横向冲击的能力，另一方面相邻的弧形板之间的连接还能将某一部位的横向冲击进行快速的分散到相邻的弧形板上，缓冲效果更好。所述的挡板为圆弧形板；圆弧形板可以大面积的对不同方向的水平冲击进行防护。
所述的锚杆为板形，一端设有圆形通孔与挡板相连接，另一端设有连接孔与柔性连接件连接。锚杆可以将挡板所受到的水平冲击传递给柔性连接件，从而让柔性连接件将水平冲击荷载转化为竖向冲击荷载。
所述的固定座和两侧座上均设有保护壳，该保护壳用与保护液压缸底座，同时利于液压缸的维修。
该装置的工作原理和使用方法：将本发明的各项零部件运向煤矿巷道，先加支架主体即顶部支架、底座和液压缸安装完毕安装过程中根据巷道的高度和岩石层的实际情况来调节液压缸的伸出长度和作用力；之后将侧向防护结构安装好，该装置安装完毕即可开始投入工作。
在煤矿巷道发生冲击地压时，冲击地压爆发的竖直冲击由液压缸和顶部支架直接抵消；冲击地压爆发的水平冲击，首先由挡板完成对冲击的第一次阻挡，起到第一次缓冲作用，同时防止冲击地压带来的岩石等进行阻挡，防止岩石从水平方向直接冲向液压缸导致液压缸受损；之后锚杆将挡板所受到的水平冲击传递给柔性连接件，锚杆与挡板和柔性连接件是可以进行转动的，可以将挡板所受到的水平冲击传递给柔性连接件，而柔性连接件对水平冲击进行第二次缓冲同时将水平冲击荷载转化为竖向冲击荷载，而该竖向冲击荷载依旧由液压缸抵消掉；相较于传统结构，本发明的侧向防护结构不仅可以对支架主体进行水平方面的保护，还可以最大限度上发挥出液压缸的优势。
Claims (7)
1.一种侧向柔性支护门式支架装置，其特征在于：包括顶部支架、底座、连接在底座和顶部支架两端的边部支撑液压缸、安装在边部支撑液压缸上下两端的侧向防护结构；
侧向防护结构包括设置在边部支撑液压缸两侧的两个竖向的长条状柔性连接件，该柔性连接件的上、下两端分别连接在边部支撑液压缸的上、下两端的部位，在柔性连接件上竖向设有若干组防护组件，该防护组件包括两个锚杆和连接在锚杆外端部之间的挡板，两个锚杆的内端分别与柔性连接件连接；上、下相邻的防护组件的挡板之间通过连接环连接。
2.根据权利要求1所述的一种侧向柔性支护门式支架装置，其特征在于：所述的顶部支架由两个相同的弧形架沿中部铰接而成；所述的底座包括位于中部的固定座和对称铰接在固定座两侧的两个侧座，固定座上有中部液压缸，中部液压缸的上端与顶部支架中部铰接，所述的边部支撑液压缸的下部与侧座的外端连接，边部支撑液压缸上端铰接在弧形架的外端。
3.根据权利要求2所述的一种侧向柔性支护门式支架装置，其特征在于：所述的柔性连接件顶端连接在弧形架上与边部支撑液压缸铰接部位，柔性连接件的底端通过销轴连接在侧座连接边部支撑液压缸的部位；每个侧向防护结构的两柔性连接件位于边部支撑液压缸两侧，每个侧向防护结构的锚杆水平的指向边部支撑液压缸的外侧，每个侧向防护结构的挡板位于边部支撑液压缸的外侧。
4.根据权利要求1所述的一种侧向柔性支护门式支架装置，其特征在于：所述的柔性连接件为钢丝绳、或者为链条。
5.根据权利要求1所述的一种侧向柔性支护门式支架装置，其特征在于：所述的柔性连接件的上下两端的连接点、与边部支撑液压缸上下两端点位于同一直线上。
6.根据权利要求1所述的一种侧向柔性支护门式支架装置，其特征在于：所述每个侧向防护结构的挡板为形状相同的瓦状的弧形板，弧形板的轴线方向与边部支撑液压缸的轴线平行，在上下相邻的弧形板的边沿的中部和两侧设有三个连接环。
7.根据权利要求1所述的一种侧向柔性支护门式支架装置，其特征在于：所述的锚杆为板形，一端设有圆形通孔与挡板相连接，另一端设有连接孔与柔性连接件连接。
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