CN219240336U - 一种落石被动柔性防护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种落石被动柔性防护系统，包括边坡系统、移动防护网系统和固定防护网系统，边坡系统向外倾斜设置在露天矿四周，移动防护网系统设置在边坡系统底部，固定防护网系统设置在边坡系统上，固定防护网系统各功能部根据重量对落石进行筛选，固定防护网系统由上至下拦截的落石平均直径依次减小。本实用新型可充分吸收露天矿高陡边坡落石的冲击力，与传统技术上的减压环缓冲相比，设计合理，性能可靠，且缓冲装置可以重复使用，且具有较好的消能的作用。

Description

一种落石被动柔性防护系统

技术领域

本实用新型涉及边坡治理领域，特别是涉及一种落石被动柔性防护系统。

背景技术

露天矿边坡落石是指由于受到爆破震动、风化、雨水等多种因素的影响，有个别的石块会从露天矿边坡表面失稳后，沿着坡面下落、回弹、跳跃、滚动或滑动等，从而形成露天矿边坡落石。随着露天矿开采的不断推进，形成了越来越多的高陡边坡，因此露天矿边坡落石问题显得日益突出，落石灾害不仅给矿山带来重大安全隐患严重影响矿山的持续正常生产同时还危及工人生命和设备安全。目前防止露天矿边坡落石通常采用的技术措施包括：(1)每隔一定高度设置清扫平台，用来拦截滑落的石块并用设备进行清扫作业；(2)采取合理的防护措施，对露天矿边坡落石进行拦截。

目前矿山通常采用的是被动柔性防护系统，包括：钢丝绳网(或者环形网)、高强度铁丝格栅网、锚杆、工字钢柱、上下拉锚绳、减压环、底座及上下支撑绳等部件构成。钢柱与钢丝绳网组成一个面域阻止松散岩块下掉，为防止小石块的掉落，还需要钢丝绳网(或环形网)上附着一层高强度铁丝格栅网，钢柱与基座采用可动铰连接。同时为抵消边坡落石的冲击力，主要依靠钢筋绳网、减压环等构件构成缓冲装置。但是目前这种防护系统存在的问题：(1)防护系统的缓冲装置主要依靠减压环，钢筋绳网等装置，一旦完成较大落石的拦截，减压环发生消能后，不能重复使用，需要及时更换新的部件才能使用，维护不方便。(2)大量从边坡体上掉落的较小的石块，随着时间推移，大量的堆积在防护网的下部，不易清理，形成防护网底部“鼓肚子”现象。(3)钢丝绳网(或者环形网)发生破损后，不易修补，一般需要整体更换后才能达到防护效果，造成使用寿命短。

现需一种落石被动柔性防护系统解决上述问题。

发明内容

本实用新型是为了解决现有技术中防护系统的缓冲装置主要依靠减压环，钢筋绳网等装置，一旦完成较大落石的拦截，减压环发生消能后，不能重复使用，需要及时更换新的部件才能使用，维护不方便；大量从边坡体上掉落的较小的石块，随着时间推移，大量的堆积在防护网的下部，不易清理，形成防护网底部“鼓肚子”现象；钢丝绳网发生破损后，不易修补，一般需要整体更换后才能达到防护效果，造成使用寿命短的问题，提供了一种落石被动柔性防护系统，采用多级拦截系统加弹性下防护网机构筛选和削弱石块势能，解决了上述问题。

本实用新型提供了一种落石被动柔性防护系统，包括边坡系统、移动防护网系统和固定防护网系统，边坡系统向外倾斜设置在露天矿四周，移动防护网系统设置在边坡系统底部，固定防护网系统设置在边坡系统上，固定防护网系统各功能部根据重量对落石进行筛选，固定防护网系统由上至下拦截的落石平均直径依次减小。

固定防护网系统安装在4落石清扫台阶的外侧，用于拦截落石清扫平台以上的落石。所述落石清扫台阶设置于露天矿边坡上，一般每隔2-3个台阶设置一个，用于拦截落石清扫平台以上的落石；从而缩短露天矿高陡边坡落石滚落的距离，防止落石坠落距离过长，造成冲击能量太大，从而损坏防护网；

移动防护网设置于生产台阶上台阶内侧，为增大防护面积，移动防护网进行倾斜布置，首先在生产台阶上台阶内侧设置倾斜基础，然后进行安装移动防护网。移动防护网系统可随工作面的推进而移动，以保护工作面作业人员设备安全

本实用新型所述的一种落石被动柔性防护系统，作为优选方式，固定防护网系统包括若干倾斜防护网装置，各倾斜防护网装置设置在边坡系统上，倾斜防护网装置包括倾斜基座、第一上防护网机构、第一下防护网机构和第一缓冲器，倾斜基座上表面为非水平面，第一下防护网机构垂直设置在倾斜基座上表面，第一上防护网机构下端活动连接第一上防护网机构上端，第一缓冲器两功能端分别连接第一上防护网机构和第一下防护网机构，第一缓冲部为弹性复位机构，第一上防护网机构和第一下防护网机构均为带有若干相互平行的钢丝线的柔性网，钢丝线设置在柔性网功能面反面。

本实用新型所述的一种落石被动柔性防护系统，作为优选方式，第一下防护网机构的柔性网设置有以第一下防护网机构和第一上防护网机构铰接轴为旋转轴旋转自由度，第一下防护网机构的柔性网具有复位机构，复位机构复位方向与第一缓冲器复位方向相反。

本实用新型所述的一种落石被动柔性防护系统，作为优选方式，移动防护网系统包括水平基座、第二上防护网机构、第二下防护网机构和第二缓冲器，倾斜基座上表面为水平面，第二下防护网机构垂直设置在倾斜基座上表面，第二上防护网机构下端活动连接第二上防护网机构上端，第二缓冲器两功能端分别连接第二上防护网机构和第二下防护网机构，第二缓冲部为弹性复位机构，第二上防护网机构和第二下防护网机构均为带有若干相互平行的钢丝线的柔性网，钢丝线设置在柔性网功能面反面。

本实用新型所述的一种落石被动柔性防护系统，作为优选方式，落石被动柔性防护系统还包括截水沟和混凝土挡墙，混凝土挡墙设置于边坡系统顶部内侧边，截水沟设置在混凝土挡墙外侧的边坡系统上。

截水沟布置于露天矿边坡台阶最高处，用于拦截地表雨水，防止地表雨水流入露天边坡内，造成露天矿边坡不稳固岩石掉落，截水沟通常采用浆砌片石、浆砌块石或水泥混凝土预制块的形式。

本实用新型所述的一种落石被动柔性防护系统，作为优选方式，边坡系统包括若干边坡台阶、若干落石清扫平台、生产台阶和境界外台阶，境界外台阶、若干边坡台阶和落石清扫平台一次阶梯式由上至下排列，落石清扫平台每隔若干边坡台阶设置在边坡台阶之间，移动防护网系统设置在生产台阶上方的水平工作面上，截水沟和混凝土挡墙设置在境界外台阶上，固定防护网系统设置在落石清扫平台水平工作面上。

本实用新型有益效果如下：

(1)可充分吸收露天矿高陡边坡落石的冲击力，与传统技术上的减压环缓冲相比，设计合理，性能可靠，且缓冲装置可以重复使用，且具有较好的消能的作用；

(2)本装置拦截的落石主要堆积在拦截网的前面，比较容易清理；对于本水平不易清理的落石，可解开下面的钢丝绳，将落石下放到下一个水平后，再进行处理。可避免大量的堆积在防护网的下部，形成防护网底部“鼓肚子”现象，减少堆积的落石对防护网的持续拉伸的作用，大大提高了整个防护系统的使用寿命；

(3)本防护系统采用拦截钢丝绳，与传统技术采用钢丝绳网(或者环形网)相比，局部损坏之后更换较为方便，不需要将整个网更换，维护更为方便；

(4)通过下防护网翻转结构使得石块大小得到筛选，让同等级石块处于同一防护网中，得到势能看合理化的效果，提高安全性。

附图说明

图1为一种落石被动柔性防护系统示意图；

图2为一种落石被动柔性防护系统固定防护网系统示意图；

图3为一种落石被动柔性防护系统倾斜防护网装置示意图；

图4为一种落石被动柔性防护系统移动防护网系统示意图；

图5为一种落石被动柔性防护系统边坡系统示意图。

附图标记：

1、边坡系统；11、边坡台阶；12、落石清扫平台；13、生产台阶；14、境界外台阶；2、移动防护网系统；21、水平基座；22、第二上防护网机构；23、第二下防护网机构；24、第二缓冲器；3、固定防护网系统；31、倾斜防护网装置；311、倾斜基座；312、第一上防护网机构；313、第一下防护网机构；314、第一缓冲器；4、截水沟；5、混凝土挡墙。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

如图1所示，一种落石被动柔性防护系统，包括边坡系统1、移动防护网系统2、固定防护网系统3、截水沟4和混凝土挡墙5，边坡系统1向外倾斜设置在露天矿四周，移动防护网系统2设置在边坡系统1底部，固定防护网系统3设置在边坡系统1上，固定防护网系统3各功能部根据重量对落石进行筛选，固定防护网系统3由上至下拦截的落石平均直径依次减小。混凝土挡墙5设置于边坡系统1顶部内侧边，截水沟4设置在混凝土挡墙5外侧的边坡系统1上。

如图2所示，固定防护网系统3包括若干倾斜防护网装置31，各倾斜防护网装置31设置在边坡系统1上；

如图3所示，倾斜防护网装置31包括倾斜基座311、第一上防护网机构312、第一下防护网机构313和第一缓冲器314，倾斜基座311上表面为非水平面，第一下防护网机构313垂直设置在倾斜基座311上表面，第一上防护网机构312下端活动连接第一上防护网机构312上端，第一缓冲器314两功能端分别连接第一上防护网机构312和第一下防护网机构313，第一缓冲部314为弹性复位机构，第一上防护网机构312和第一下防护网机构313均为带有若干相互平行的钢丝线的柔性网，钢丝线设置在柔性网功能面反面。

第一下防护网机构313的柔性网设置有以第一下防护网机构313和第一上防护网机构312铰接轴为旋转轴旋转自由度，第一下防护网机构313的柔性网具有复位机构，复位机构复位方向与第一缓冲器314复位方向相反。

如图4所示，移动防护网系统2包括水平基座21、第二上防护网机构22、第二下防护网机构23和第二缓冲器24，倾斜基座311上表面为水平面，第二下防护网机构23垂直设置在倾斜基座311上表面，第二上防护网机构22下端活动连接第二上防护网机构22上端，第二缓冲器24两功能端分别连接第二上防护网机构22和第二下防护网机构23，第二缓冲部24为弹性复位机构，第二上防护网机构22和第二下防护网机构23均为带有若干相互平行的钢丝线的柔性网，钢丝线设置在柔性网功能面反面。

安装基座时，可以直接在基岩面打锚杆孔(深度1米)安装直径的套丝钢筋，将基座套入地脚螺栓并用螺帽拧紧即可；所述支撑系统，上防护网机构可以围绕下防护网机构做一定范围的运动，且上防护网机构安装的时。保持一定的前倾；所述缓冲系统包括连杆、滑块、弹簧及滑道，滑块通过连杆与上支柱连在一起，当柔性网系统承受冲击时，上防护网机构围绕下防护网机构旋转，由连杆带动滑块沿着滑道移动，从而压缩弹簧，从而达到缓冲的目的，从而延长作用的时间，避免了局部集中受力而发生破坏。

上、下防护网机构之间内侧固定由高强度铁丝格栅网，外侧固定有拦截钢丝绳。

拦截落石的过程：当从边坡上下落的落石速度较低时，落石沿着边坡滚动，可由下支柱之间的高强度铁丝网及外侧的拦截钢丝绳进行拦截，通过铁丝网及拦截钢丝绳进行缓冲。当从边坡下落的落石速度较快时，落石落到地面后，会弹起一定的高度，可由上防护网机构之间的高强度铁丝网及外侧的拦截钢丝绳进行拦截，当柔性网系统承受冲击时，上防护网机构围绕下防护网机构旋转，由连杆带动滑块沿着滑道移动，从而压缩弹簧，从而达到缓冲的目的，延长作用的时间，避免了局部集中受力而发生破坏。

由于落石特性重量较高的石块往往飞行高度低，这样通过重力作用，大块石块大部分都会处于拦截的下防护网机构位置，这样达成将石块按照不同大小筛选在防护网上，而大型石块本身具有的势能在同高度要大于小石块，由此我们降低大石块的势能，既能够解决石块冲击问题，由此下防护网机构通过弹性装置制成可反正，当石块大小小于防护网高度，同时重量满足释放重量时，下防护网机构向下一级防护网释放超重石块，这样使得石块按大小被各级防护网装置拦截和筛选，使得边披上势能处于最低装填。石块大小可以通过调整下防护网的松紧实现。

如图5所示，边坡系统1包括若干边坡台阶11、若干落石清扫平台12、生产台阶13和境界外台阶14，境界外台阶14、若干边坡台阶11和落石清扫平台12一次阶梯式由上至下排列，落石清扫平台12每隔若干边坡台阶11设置在边坡台阶11之间，移动防护网系统2设置在生产台阶13上方的水平工作面上，截水沟4和混凝土挡墙5设置在境界外台阶14上，固定防护网系统3设置在落石清扫平台12水平工作面上。

通过设置落石清扫平台，便于机械设备进入需要处理边坡落石的位置，可方便的处理露天矿高陡边坡的落石；

通过落石清扫平台设置的固定防护网，可有效缩短露天矿高陡边坡落石滚落的距离，防止落石坠落距离过长，造成冲击能量太大，从而损坏防护网；

对于个别冲击能较大的落石，通过各个防护网的缓冲作用，最后由位于工作台阶上的移动防护网拦截，从而保证作业面人员设备安全。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种落石被动柔性防护系统，其特征在于：包括边坡系统(1)、移动防护网系统(2)和固定防护网系统(3)，所述边坡系统(1)向外倾斜设置在露天矿四周，所述移动防护网系统(2)设置在所述边坡系统(1)底部，所述固定防护网系统(3)设置在所述边坡系统(1)上；

所述边坡系统(1)包括若干边坡台阶(11)、若干落石清扫平台(12)、生产台阶(13)和境界外台阶(14)，所述境界外台阶(14)、若干所述边坡台阶(11)和所述落石清扫平台(12)一次阶梯式由上至下排列，所述落石清扫平台(12)每隔若干所述边坡台阶(11)设置在所述边坡台阶(11)之间，所述移动防护网系统(2)设置在所述生产台阶(13)上方的水平工作面上，截水沟和混凝土挡墙设置在所述境界外台阶(14)上，所述固定防护网系统(3)设置在所述落石清扫平台(12)水平工作面上。

2.根据权利要求1所述的一种落石被动柔性防护系统，其特征在于：所述固定防护网系统(3)包括若干倾斜防护网装置(31)，各所述倾斜防护网装置(31)设置在所述边坡系统(1)上，所述倾斜防护网装置(31)包括倾斜基座(311)、第一上防护网机构(312)、第一下防护网机构(313)和第一缓冲器(314)，所述倾斜基座(311)上表面为非水平面，所述第一下防护网机构(313)垂直设置在所述倾斜基座(311)上表面，所述第一上防护网机构(312)下端活动连接所述第一上防护网机构(312)上端，所述第一缓冲器(314)两功能端分别连接所述第一上防护网机构(312)和所述第一下防护网机构(313)，所述第一缓冲器(314)为弹性复位机构，所述第一上防护网机构(312)和所述第一下防护网机构(313)均为带有若干相互平行的钢丝线的柔性网，所述钢丝线设置在所述柔性网功能面反面。

3.根据权利要求2所述的一种落石被动柔性防护系统，其特征在于：所述第一下防护网机构(313)的所述柔性网设置有以所述第一下防护网机构(313)和所述第一上防护网机构(312)铰接轴为旋转轴旋转自由度，所述第一下防护网机构(313)的所述柔性网具有复位机构，所述复位机构复位方向与所述第一缓冲器(314)复位方向相反。

4.根据权利要求2所述的一种落石被动柔性防护系统，其特征在于：所述移动防护网系统(2)包括水平基座(21)、第二上防护网机构(22)、第二下防护网机构(23)和第二缓冲器(24)，所述倾斜基座(311)上表面为水平面，所述第二下防护网机构(23)垂直设置在所述倾斜基座(311)上表面，所述第二上防护网机构(22)下端活动连接所述第二上防护网机构(22)上端，所述第二缓冲器(24)两功能端分别连接所述第二上防护网机构(22)和所述第二下防护网机构(23)，所述第二缓冲器(24)为弹性复位机构，所述第二上防护网机构(22)和所述第二下防护网机构(23)均为带有若干相互平行的钢丝线的柔性网，所述钢丝线设置在所述柔性网功能面反面。

5.根据权利要求1所述的一种落石被动柔性防护系统，其特征在于：所述落石被动柔性防护系统还包括截水沟(4)和混凝土挡墙(5)，所述混凝土挡墙(5)设置于所述边坡系统(1)顶部内侧边，所述截水沟(4)设置在所述混凝土挡墙(5)外侧的所述边坡系统(1)上。

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