[發明專利]礦用籠式防沖擊地壓構件

在審

• 申請號: 201310396534.6
• 申請日: 2013-09-04
• 公開（公告）號: CN103452570A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 閻海鵬;唐冶;李國臻;潘一山;李忠華;徐連滿;唐巨鵬
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: E21D15/48
• 分類號: E21D15/48
• 代理公司: 阜新市和達專利事務所 21206
• 代理人: 邢志宏;趙景浦

技術領域

本發明屬于煤礦安全支護設備，特別涉及一種礦用籠式防沖擊地壓構件。

背景技術

我國煤炭資源豐富，目前已探明的煤炭儲量占全世界煤炭總資源的11.1%，且煤炭儲量在深部居多，埋深在1000m以下的煤炭資源約為2.5萬億噸，約占煤炭資源總量的53%，現在進入1000m以下礦井還相對較少，隨著我國國民經濟的迅速發展，煤炭的需求量不斷增加，煤礦開采深度和難度逐漸增大，沖擊地壓的發生越來越頻繁，給人民生命、財產和生產安全產生極大的威脅。

沖擊無空地壓的發生具有瞬時性、突發性和破壞性，同時伴隨著大量能量釋放，釋放沖擊能大到10³MJ，釋放沖擊能主要作用于兩部分，一部分作用于煤巖體，造成煤巖體的破碎；另一部分通過傳遞消耗作用于巷道圍巖和支護結構，其巨大沖擊能作用于煤巖體及巷道，造成煤巖體破碎和巷道及其支護結構破壞。現在常用的支架支護皆為剛性支護，可變空間較小，一旦突發沖擊地壓，將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

本發明的目的在于克服上述技術不足，提供一種結構簡單，可與現有支護形式結合使用，安全可靠的礦用籠式防沖擊地壓構件。

本發明解決技術問題采用的技術方案是：礦用籠式防沖擊地壓構件包括頂板、液壓支架、支架底梁、支架頂梁，其特點是液壓支架上面的支架頂梁上方勻距通過構件固定連接座和固定螺栓固定數個上、下端面為正多邊形的籠式防沖擊地壓構件，籠式防沖擊地壓構件是數根構件鋼管焊接成側面的外圍帶凸凹棱的三邊形狀構件模塊，構件模塊疊加焊接成整體的籠式防沖擊地壓構件，它的頂端用頂板與頂板上方煤巖體連接；籠式防沖擊地壓構件還可以采用在鋼制圓筒內通過弧形剛性墊板設在液壓支架的下方。

本發明的有益效果是：本發明是針對煤礦沖擊地壓發生時能量以沖擊形式快速釋放的特點，設計一種能夠與現有液壓支架或其它現有剛性支護形式相結合使用的籠式沖擊地壓構件，構件在靜載作用下能夠達到額定的支撐能力，在沖擊載荷作用下能實現作用反力保持恒定或變化較小被大幅度彈塑性壓縮變形；在壓潰變形過程中吸收部分沖擊能，變形后所占空間小，被壓縮空間給煤巖提供了能量釋放空間，又間接吸收了部分沖擊能。這將大大減小了作用在支架上的沖擊力，較好的起到保護巷道及支護系統的作用，籠式防沖擊地壓構件安裝位置不同，可使現有支架成為頂梁吸能支架，或底梁吸能支架，或兩幫吸能支架，或吸能支柱，或組合式吸能，籠式防沖擊地壓構件被沖壞后，還可方便更換。

附圖說明

以下結合附圖以實施例具體說明。

圖1是礦用籠式防沖擊地壓構件在煤礦中使用狀態圖。

圖2是圖1中籠式防沖擊地壓構件安裝在液壓支架下面狀態圖。

圖中，1-頂板；2-支架頂梁；3-構件模塊；3-1-構件鋼管；4-構件固定連接座；5-頂板上方煤巖體；6-固定螺栓；7-底梁下方煤巖體；8-支架底梁；9-液壓支架；10-弧形剛性墊板；11-鋼制圓筒。

具體實施方式

實施例，參照附圖1、2，礦用籠式防沖擊地壓構件的上、下端面可以制成正四邊、正五邊形或正六邊形的單個構件模塊3，構件模塊3的側面為三邊形凸、凹相間結構，每個構件模塊3采用鋼管3-1或鋼桿焊接而成，構件模塊3的個數及采用鋼管3-1或鋼桿的長度、直徑要根據承載的能力來確定，整體的籠式防沖擊地壓構件是用多個構件模塊3疊加焊接固定在一起。礦井內的已有的液壓支架9的下端固定在支架底梁8上面，支架底梁8的下面連接底梁下方煤巖體7，液壓支架9的上方固定支架頂梁2，在支架頂梁2的上面勻距通過構件固定連接座4和固定螺栓6固定數個由構件模塊3組成的籠式防沖擊地壓構件，在籠式防沖擊地壓構件的上方固定頂板1，頂板1的上方連接頂板上方煤巖體5。籠式防沖擊地壓構件還可以采用裝在鋼制圓筒11內，構件上方連接弧形剛性墊板10，弧形剛性墊板10的上方連接液壓支架9的安裝方式，實現防沖擊地壓。

礦用籠式防沖擊地壓構件的工作原理是：構件本身被壓潰過程中能吸收部分沖擊能，構件被壓潰后給頂板上方煤巖體5提供一定的能量釋放空間，也就是構件又一次吸收了部分沖擊無空能，這就大大減少了作用在液壓支架9上的沖擊力，起到保護支架系統的作用。