[發明專利]一種礦用快速吸能防沖讓位支護構件

無效

• 申請號: 201210087584.1
• 申請日: 2012-03-29
• 公開（公告）號: CN102619539A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 潘一山;王洪英;李忠華;陳志才;徐興強;肖永惠
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學;北京誠田恒業煤礦設備有限公司
• 主分類號: E21D15/50
• 分類號: E21D15/50
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司 11282
• 代理人: 徐金偉

技術領域

本發明涉及煤礦支護安全領域，尤其涉及一種能夠與現有支護形式相結合使用的快速吸能防沖讓位支護構件。?

背景技術

沖擊地壓是采礦工程主要的動力災害之一。隨著礦產資源開采深度的日益增加，沖擊地壓發生頻次和破壞程度也愈加強烈，發生沖擊時瞬間釋放大量的沖擊能，造成巷道片幫、冒頂和底鼓，支護結構整體失穩，機械設備傾翻、破壞，甚至人員傷亡等事故，嚴重影響煤礦安全開采和現場人員生命安全。?

沖擊地壓(也稱礦震或巖爆)是煤礦重大災害之一，是因采礦而誘發的一種巨大彈性能量的瞬間集中釋放。沖擊地壓發生的一瞬間釋放的巨大彈性能量，可以嚴重破壞運輸、通風巷道和采煤工作面，造成頂板瞬間下沉和底板瞬間臌起，大面積顛覆生產設備，破壞支架，還可以引起瓦斯涌出，甚至瓦斯爆炸等事故，并造成人員傷亡。據統計，目前我國具有沖擊地壓的煤礦已經達到一百多家。?

常用的支護形式有木支護、金屬支護、單體液壓支柱支護和液壓支架支護等，皆為剛性支護，靜態礦壓下基本可以滿足礦井支護體系的安全要求。但是，一旦突發沖擊地壓，破壞的圍巖攜帶的能量對支護體系產生巨大的沖擊作用，導致支護材料或支護設備瞬間變形破壞，從而引發支護系統的整體失穩事故。?

發明內容

為了克服上述缺陷，本發明提供一種礦用快速吸能防沖讓位支護構件，能夠與現有支護形式相結合使用的快速消減外部沖擊力、吸收沖擊能，且具有良好承載力。?

為實現上述發明目的，本發明提出一種礦用快速吸能防沖讓位支護構件，其特征在于，該構件具有折紋形狀的筒狀結構，包括凸折紋和凹折紋，所述凹折紋和所述凸折紋按照一定的夾角相連。其中，所述吸能防沖讓位支護構件的邊長、變數、節長、節數和夾角是根據所述吸能防沖讓位支護構件軸向受壓時的承載能力及壓潰時的吸能率利用計算機建模計算得到的。?

更優選地，所述吸能防沖讓位支護構件內置有筋板。?

本發明的優點在于，本技術方案就是針對沖擊地壓發生時能量以沖擊形式快速釋放和巖體高速變形的特點，設計一種能夠與液壓支架、單體液壓支柱或其它現有剛性支護形式相結合使用的防沖吸能構件，該構件選用強度高、沖擊韌性大的彈塑性材料制成具有特定折紋形?狀的薄壁筒狀結構，在軸向靜載作用下能夠達到額定的支撐能力，在沖擊載荷作用下可以實現大幅度彈塑性壓縮變形讓位，快速消減外部沖擊力、高效吸收沖擊能的功能，通過保證支護系統中支護材料或支護設備不被嚴重損壞，進而起到保護現場工作人員安全以及其它生產設備的作用。?

附圖說明

圖1為本發明提出的一種礦用快速吸能防沖讓位支護構件結構之一主視圖；?

圖2為圖1所示的吸能防沖讓位支護構件俯視圖；?

圖3為圖1所示的吸能防沖讓位支護構件展開圖。?

附圖標記：

51、夾角，52、凸折紋，53、凹折紋。?

具體實施方式

下面結合附圖以及具體實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的保護范圍并不限于此。?

吸能防沖讓位支護構件的基本結構是根據薄壁金屬管件軸向受壓所具有的良好承載能力以及壓潰時較高的吸能率這一特性，采用構件本體既可以采用金屬材料，也可以采用其他類似的彈塑性材料。制成有特殊折紋形狀的薄壁筒狀結構，使其具有更優越的承載與吸能特性。在材料的選取方面，優先選取高強度低碳鋼板或類似的彈塑性材料。?

吸能防沖讓位支護構件為有特殊折紋形態的薄壁筒狀結構，既可以制成多邊形結構，也可以制成圓筒形結構等類似的薄壁筒狀結構。內部可以加筋板，也可以不加筋板。?

吸能防沖讓位支護構件為多邊形薄壁筒狀結構，其高度方向上有多個節段，這里以四邊形兩節段構件為例來描述。如圖1所示，圖1為本發明提出的一種礦用快速吸能防沖讓位支護構件結構之一主視圖。如圖2所示，圖2為圖1所示的吸能防沖支護構件俯視圖。如圖3所示，圖3為圖1所示的吸能防沖讓位支護構件展開圖。該構件具有折紋形狀的筒狀結構，包括凸折紋52和凹折紋53，所述凹折紋53和所述凸折紋52按照一定的夾角51相連。?

吸能防沖讓位支護構件在形體上分節與邊，構件的尺寸由邊長、邊數、節長、節數來確定，也與相鄰對稱面間的夾角相關，根據計算機模擬結果得出的最合理的形狀尺寸比例作為該構件承載能力與吸能性能的主要設計依據。?

本發明是用鋼板沿凹凸折紋按相應的角度折合而成，其展開情況如圖3所示。構件形體可以由兩對稱部分合成，也可以由四部分合成。?