CN115387824A - 一种用于冲击地压巷道的缓冲支架 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤矿开采技术领域，特别是涉及一种用于冲击地压巷道的缓冲支架。本发明提供的用于冲击地压巷道的缓冲支架，在发生冲击地压时，能够对巷道进行支撑，避免巷道发生坍塌，且能够有效避免冲击地压产生时煤岩体抛出，避免了人员伤亡，同时在弧形顶板上安装压力传感器，当压力传感器受到较大压力时，控制箱控制第一支撑杆向上伸展，使第一支撑杆与弧形顶板抵接，进而对弧形顶板进行支撑，增加弧形顶板的承重能力，同时弹性支撑块和缓冲装置能够对弧形顶板受到的冲击力起到缓冲作用，能够避免弧形顶板在发生冲击地压瞬时受到较大的冲击力，提高了弧形顶板承重能力。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿开采技术领域，特别是涉及一种用于冲击地压巷道的缓冲支架。
背景技术
煤矿是人类在富含煤炭的矿区开采煤炭资源的区域，当煤层离地表远时，一般选择向地下开掘巷道采掘煤炭，在巷道掘进进入断层带以及开采工作面推进到断层带时，由于断层破碎的岩层相对较软，破碎范围大，且煤层具有的冲击危险性更强，而在采掘工程扰动下极易发生冲击地压。冲击地压又称岩爆，是指井巷或工作面周围岩体，由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象。
冲击地压由于隐蔽性强，防范难度极大。冲击地压发生时，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，容易造成人员伤亡。为了降低冲击地压对人员的伤害，在煤矿开采时，往往会使用到冲击地压防护装置，目前现有的冲击地压防护装置由于长时间处于支撑状态，在发生冲击地压时，忽然受到冲击，容易发生损坏，不能很好的起到防护作用，给煤矿开采带来不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于冲击地压巷道的缓冲支架，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种用于冲击地压巷道的缓冲支架，包括横梁，所述横梁两端底部均固定安装有支撑柱，所述横梁上方设置有弧形顶板，所述弧形顶板两端可拆卸连接有弹性支撑块，两所述弹性支撑块底端分别与所述横梁两端可拆卸连接；所述横梁与所述弧形顶板之间设置有若干个第一支撑杆，所述第一支撑杆顶端与所述弧形顶板抵接，所述第一支撑杆底端安装有缓冲机构，所述第一支撑杆通过所述缓冲机构与所述横梁滑动配合；所述弧形顶板顶面安装有压力传感器，所述横梁顶面安装有控制箱，所述压力传感器与所述控制箱电性连接。
优选的，所述弧形顶板包括弧形挡板和设置于所述弧形挡板上方的若干个弧形支撑梁，相邻两所述弧形支撑梁之间的距离相同，所述弧形挡板与所述弧形支撑梁之间设置有若干个吸能盒，所述吸能盒的两端分别与所述弧形挡板、所述弧形支撑梁固定连接；若干所述弧形支撑梁顶面固定连接有弧形盖板，所述压力传感器固定安装在所述弧形盖板的顶面上；所述弧形挡板与所述横梁通过所述弹性支撑块、所述第一支撑杆连接。
优选的，所述缓冲机构包括固定连接在所述第一支撑杆底端的安装板，所述横梁顶端开设有若干个安装槽，所述安装槽与所述第一支撑杆对应设置，所述安装板滑动连接在所述安装槽内；所述安装槽内固定安装有若干个缓冲器，所述缓冲器的顶端与所述安装板的底端固定连接。
优选的，所述第一支撑杆外侧滑动套设有支撑架，所述支撑架底端与所述横梁固定连接。
优选的，所述第一支撑杆的数量为三个，其中一个所述第一支撑杆设置于所述横梁的顶端中部，另两个所述第一支撑杆对称设置于所述横梁两端，且三个所述第一支撑杆均位于两所述弹性支撑块之间。
优选的，位于所述横梁顶端中部的所述第一支撑杆两侧均设置有预支撑机构，两所述预支撑机构关于所述横梁顶端中部的所述第一支撑杆对称设置；所述预支撑机构包括第二支撑杆，所述第二支撑杆顶端贯穿所述弧形挡板与所述弧形支撑梁固定连接，所述第二支撑杆与所述弧形挡板滑动配合；所述第二支撑杆上滑动套设有连接套环，所述连接套环位于所述弧形挡板下方，所述连接套环相对的两侧壁上均固定连接有连接杆，所述连接杆的末端与所述弧形挡板固定连接；所述第二支撑杆底端固定连接有限位板，所述第二支撑杆上套设有拉簧，所述拉簧两端分别与所述连接套环、所述限位板固定连接。
优选的，所述横梁顶端固定连接有两个限位块，两所述限位块分别与两所述第二支撑杆对应设置。
优选的，所述支撑柱顶部侧壁上固定安装有照明灯。
优选的，所述支撑柱包括底座，所述底座顶端固定连接有第三支撑杆，所述第三支撑杆顶端固定连接有支腿，所述支腿顶端与所述横梁固定连接，所述照明灯固定安装在所述支腿顶部侧壁上。
本发明公开了以下技术效果：本发明提供的用于冲击地压巷道的缓冲支架，在发生冲击地压时，能够对巷道进行支撑，避免巷道发生坍塌，且能够有效避免冲击地压产生时煤岩体抛出，避免了人员伤亡，同时在弧形顶板上安装压力传感器，当压力传感器受到较大压力时，控制箱控制第一支撑杆向上伸展，使第一支撑杆与弧形顶板抵接，进而对弧形顶板进行支撑，增加弧形顶板的承重能力，同时弹性支撑块和缓冲装置能够对弧形顶板受到的冲击力起到缓冲作用，能够避免弧形顶板在发生冲击地压瞬时受到较大的冲击力，提高了弧形顶板承重能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明用于冲击地压巷道的缓冲支架的结构示意图；
图2为图1中A的局部放大图；
图3为本发明弧形支撑梁与弧形挡板的连接俯视图；
其中，横梁-1、弹性支撑块-2、第一支撑杆-3、压力传感器-4、控制箱-5、弧形挡板-6、弧形支撑梁-7、吸能盒-8、弧形盖板-9、安装板-10、安装槽-11、缓冲器-12、支撑架-13、第二支撑杆-14、连接套环-15、连接杆-16、限位板-17、拉簧-18、限位块-19、照明灯-20、底座-21、第三支撑杆-22、支腿-23。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种用于冲击地压巷道的缓冲支架，包括横梁1，横梁1两端底部均固定安装有支撑柱，横梁1上方设置有弧形顶板，弧形顶板两端可拆卸连接有弹性支撑块2，两弹性支撑块2底端分别与横梁1两端可拆卸连接；横梁1与弧形顶板之间设置有若干个第一支撑杆3，第一支撑杆3顶端与弧形顶板抵接，第一支撑杆3底端安装有缓冲机构，缓冲机构包括固定连接在第一支撑杆3底端的安装板10，横梁1顶端开设有若干个安装槽11，安装槽11与第一支撑杆3对应设置，安装板10滑动连接在安装槽11内；安装槽11内固定安装有若干个缓冲器12，缓冲器12的顶端与安装板10的底端固定连接；弧形顶板顶面安装有压力传感器4，横梁1顶面安装有控制箱5，压力传感器4与控制箱5电性连接。
在使用时，首先通过螺钉将支撑柱紧固在巷道地面上，然后调整支撑柱的高度，利用支撑柱带动横梁1向上运动，横梁1向上运动带动弧形顶板向上运动，当弧形顶板与巷道顶面接触时，完成本装置的安装。当发生冲击地压时，弧形顶板在冲击地压的作用下会向下位移，弧形顶板在下移过程中，利用弧形顶板两端的弹性支撑块2以及第一支撑杆3下方的缓冲机构能够进行缓冲消能，避免弧形顶板和第一支撑杆3在突然受力的情况下发生损坏；与此同时，压力传感器4将检测到的压力数据传输至控制箱5，控制箱5控制第一支撑杆3向上伸展，利用第一支撑杆3对弧形顶板进行支撑，增加弧形顶板的承重能力。
进一步的，为提高弧形顶板的抗冲击能力，避免在发生冲击地压时，忽然受到冲击使防护装置发生损坏，弧形顶板包括弧形挡板6和设置于弧形挡板6上方的若干个弧形支撑梁7，相邻两弧形支撑梁7之间的距离相同，弧形挡板6与弧形支撑梁7之间设置有若干个吸能盒8，吸能盒8的两端分别与弧形挡板6、弧形支撑梁7固定连接；若干弧形支撑梁7顶面固定连接有弧形盖板9，压力传感器4固定安装在弧形盖板9的顶面上；弧形挡板6与横梁1通过弹性支撑块2、第一支撑杆3连接。
在发生冲击地压时，作用力首先对弧形盖板9进行冲击，并通过弧形盖板9底部的弧形支撑梁7传递给弧形挡板6，在此过程中，吸能盒8与弹性支撑块2发生变形并吸收冲击地压作用在弧形挡板6上的荷载，并配合缓冲机构的消能作用，从而起到缓冲的作用，避免防护装置发生损坏，而且吸能盒8在发生变形后，依然可以起到连接作用，将弧形支撑梁7固定在弧形挡板6的外侧，使弧形支撑梁7充当与弧形挡板6的结构强加件，提高弧形挡板6的抗冲击能力，
进一步的，为避免第一支撑杆3在受压缓冲过程中，发生位置偏移，进而无法对弧形挡板6起到良好的支撑效果，在第一支撑杆3外侧滑动套设有支撑架13，支撑架13底端与横梁1固定连接。
进一步的，为保证第一支撑杆3对弧形挡板6具备足够的支撑能力的同时，提高弧形支撑梁7的支撑效果，第一支撑杆3的数量为三个，其中一个第一支撑杆3设置于横梁1的顶端中部，另两个第一支撑杆3对称设置于横梁1两端，且三个第一支撑杆3均位于两弹性支撑块2之间；位于横梁1顶端中部的第一支撑杆3两侧均设置有预支撑机构，两预支撑机构关于横梁1顶端中部的第一支撑杆3对称设置；预支撑机构包括第二支撑杆14，在弧形挡板6上开设有长腰孔，第二支撑杆14顶端贯穿弧形挡板6上的长腰孔与弧形支撑梁7固定连接，第二支撑杆14与弧形挡板6滑动配合；第二支撑杆14上滑动套设有连接套环15，连接套环15位于弧形挡板6下方，连接套环15相对的两侧壁上均固定连接有连接杆16，连接杆16的末端与弧形挡板6固定连接；第二支撑杆14底端固定连接有限位板17，第二支撑杆14上套设有拉簧18，拉簧18两端分别与连接套环15、限位板17固定连接；横梁1顶端固定连接有两个限位块19，两限位块19分别与两第二支撑杆14对应设置。
第二支撑杆14在拉簧18的作用下，始终保持对弧形支撑梁7向上的作用力，弧形支撑梁7在受到冲击地压作用时，除了弹性支撑块2、吸能盒8和缓冲机构所能提供的作用力之外，弧形支撑梁7在受到冲击地压作用向下移动时，利用两个第二支撑杆14与弧形挡板6之间的连接关系，不仅可以起到对弧形支撑梁7的支撑作用，而且在第二支撑杆14随弧形支撑梁7一同下移时，拉簧18会被拉长，从而利用拉簧18起到消能效果，而且在横梁1上设置有限位块19，第二支撑杆14在下移过程中，当吸能盒8变形吸能后，吸能盒8无法继续变形时，第二支撑杆14上的限位板17会与限位块19接触，利用限位块19对第二支撑杆14起到支撑作用，从而利用第二支撑杆14分担作用在弧形挡板6上的冲击荷载，从而保证防护装置在受到突然的冲击荷载时不会发生损坏。
进一步的，为便于调整横梁1的高度，并未巷道提供照明，支撑柱包括底座21，底座21顶端固定连接有第三支撑杆22，第三支撑杆22顶端固定连接有支腿23，支腿23顶端与横梁1固定连接，照明灯20固定安装在支腿23顶部侧壁上。
本发明提供的用于冲击地压巷道的缓冲支架，在发生冲击地压时，能够对巷道进行支撑，避免巷道发生坍塌，且能够有效避免冲击地压产生时煤岩体抛出，避免了人员伤亡，同时在弧形顶板上安装压力传感器4，当压力传感器4受到较大压力时，控制箱5控制第一支撑杆3向上伸展，使第一支撑杆3与弧形顶板抵接，进而对弧形顶板进行支撑，增加弧形顶板的承重能力，同时弹性支撑块2和缓冲装置能够对弧形顶板受到的冲击力起到缓冲作用，能够避免弧形顶板在发生冲击地压瞬时受到较大的冲击力，提高了弧形顶板承重能力。
其中，第一支撑杆3、第二支撑杆14、第三支撑杆22均采用电动伸缩杆，且为市购件，其工作原理及工作过程为已知的现有技术，在此不在详细论述。
其中，第二支撑杆14的固定端贯穿弧形挡板6与弧形支撑梁7固定，连接套环15套设在第二支撑杆14固定端与活塞端之间的位置，第二支撑杆14的活塞端固定限位板17，通过第二支撑杆14可以调节拉簧18的拉伸长度，从而调整作用在弧形支撑梁7上的作用力。而且在受到冲击地压时，限位板17与限位块19接触时，也能够利用第二支撑杆14直接对弧形支撑梁7进行支撑，从而减轻弧形挡板6所承受的压力，进而提高弧形顶板整体的承重能力。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种用于冲击地压巷道的缓冲支架，其特征在于，包括横梁(1)，所述横梁(1)两端底部均固定安装有支撑柱，所述横梁(1)上方设置有弧形顶板，所述弧形顶板两端可拆卸连接有弹性支撑块(2)，两所述弹性支撑块(2)底端分别与所述横梁(1)两端可拆卸连接；所述横梁(1)与所述弧形顶板之间设置有若干个第一支撑杆(3)，所述第一支撑杆(3)顶端与所述弧形顶板抵接，所述第一支撑杆(3)底端安装有缓冲机构，所述第一支撑杆(3)通过所述缓冲机构与所述横梁(1)滑动配合；所述弧形顶板顶面安装有压力传感器(4)，所述横梁(1)顶面安装有控制箱(5)，所述压力传感器(4)与所述控制箱(5)电性连接。
2.根据权利要求1所述的用于冲击地压巷道的缓冲支架，其特征在于，所述弧形顶板包括弧形挡板(6)和设置于所述弧形挡板(6)上方的若干个弧形支撑梁(7)，相邻两所述弧形支撑梁(7)之间的距离相同，所述弧形挡板(6)与所述弧形支撑梁(7)之间设置有若干个吸能盒(8)，所述吸能盒(8)的两端分别与所述弧形挡板(6)、所述弧形支撑梁(7)固定连接；若干所述弧形支撑梁(7)顶面固定连接有弧形盖板(9)，所述压力传感器(4)固定安装在所述弧形盖板(9)的顶面上；所述弧形挡板(6)与所述横梁(1)通过所述弹性支撑块(2)、所述第一支撑杆(3)连接。
3.根据权利要求1所述的用于冲击地压巷道的缓冲支架，其特征在于，所述缓冲机构包括固定连接在所述第一支撑杆(3)底端的安装板(10)，所述横梁(1)顶端开设有若干个安装槽(11)，所述安装槽(11)与所述第一支撑杆(3)对应设置，所述安装板(10)滑动连接在所述安装槽(11)内；所述安装槽(11)内固定安装有若干个缓冲器(12)，所述缓冲器(12)的顶端与所述安装板(10)的底端固定连接。
4.根据权利要求3所述的用于冲击地压巷道的缓冲支架，其特征在于，所述第一支撑杆(3)外侧滑动套设有支撑架(13)，所述支撑架(13)底端与所述横梁(1)固定连接。
5.根据权利要求2所述的用于冲击地压巷道的缓冲支架，其特征在于，所述第一支撑杆(3)的数量为三个，其中一个所述第一支撑杆(3)设置于所述横梁(1)的顶端中部，另两个所述第一支撑杆(3)对称设置于所述横梁(1)两端，且三个所述第一支撑杆(3)均位于两所述弹性支撑块(2)之间。
6.根据权利要求5所述的用于冲击地压巷道的缓冲支架，其特征在于，位于所述横梁(1)顶端中部的所述第一支撑杆(3)两侧均设置有预支撑机构，两所述预支撑机构关于所述横梁(1)顶端中部的所述第一支撑杆(3)对称设置；所述预支撑机构包括第二支撑杆(14)，所述第二支撑杆(14)顶端贯穿所述弧形挡板(6)与所述弧形支撑梁(7)固定连接，所述第二支撑杆(14)与所述弧形挡板(6)滑动配合；所述第二支撑杆(14)上滑动套设有连接套环(15)，所述连接套环(15)位于所述弧形挡板(6)下方，所述连接套环(15)相对的两侧壁上均固定连接有连接杆(16)，所述连接杆(16)的末端与所述弧形挡板(6)固定连接；所述第二支撑杆(14)底端固定连接有限位板(17)，所述第二支撑杆(14)上套设有拉簧(18)，所述拉簧(18)两端分别与所述连接套环(15)、所述限位板(17)固定连接。
7.根据权利要求6所述的用于冲击地压巷道的缓冲支架，其特征在于，所述横梁(1)顶端固定连接有两个限位块(19)，两所述限位块(19)分别与两所述第二支撑杆(14)对应设置。
8.根据权利要求1所述的用于冲击地压巷道的缓冲支架，其特征在于，所述支撑柱顶部侧壁上固定安装有照明灯(20)。
9.根据权利要求8所述的用于冲击地压巷道的缓冲支架，其特征在于，所述支撑柱包括底座(21)，所述底座(21)顶端固定连接有第三支撑杆(22)，所述第三支撑杆(22)顶端固定连接有支腿(23)，所述支腿(23)顶端与所述横梁(1)固定连接，所述照明灯(20)固定安装在所述支腿(23)顶部侧壁上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20221125 |