[發(fā)明專利]礦用六邊形管式抗讓吸能防沖裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410209651.1
• 申請日: 2014-05-19
• 公開（公告）號: CN103982212A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘一山;唐治;劉洋;李忠華;李祁
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;E21D17/00
• 代理公司: 阜新市和達(dá)專利事務(wù)所 21206
• 代理人: 邢志宏;趙景浦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦安全用設(shè)備，特別涉及一種礦用六邊形管式抗讓吸能防沖裝置。

背景技術(shù)

隨著礦井開采強(qiáng)度不斷增大、采深日益增加，深井、變形、動壓以及它們的復(fù)合型巷道的有效維護(hù)已成為制約礦井安全生產(chǎn)的關(guān)鍵問題之一。

目前國內(nèi)外支護(hù)方式主要包括錨桿、U型鋼、棚-索協(xié)同支護(hù)、噴射混凝土支護(hù)、門式液壓支架。錨桿支護(hù)是通過圍巖內(nèi)部的錨桿改變圍巖本身的力學(xué)狀態(tài)，在巷道周圍形成一個整體而又穩(wěn)定的巖石帶，利用錨桿與圍巖共同作用，達(dá)到維護(hù)巷道穩(wěn)定的目的。錨桿支護(hù)經(jīng)濟(jì)實(shí)用，被廣泛應(yīng)用于煤礦工程中，但現(xiàn)有錨桿的設(shè)計還達(dá)不到防沖的作用，在有沖擊性巷道支護(hù)中難以推廣應(yīng)用。U型鋼支護(hù)能提供較高支撐力，其優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)圍巖作用于支架上的壓力達(dá)到一定值時，支架便產(chǎn)生屈服縮動，縮動的結(jié)果使圍巖作用于支架上的壓力下降，從而避免了圍巖的壓力大于支架的承載力而導(dǎo)致支架的破壞，但U型鋼連接件提供的摩擦力達(dá)不到要求，工作阻力只能達(dá)到其承載能力的40%~60%，支架的支撐能力得不到充分發(fā)揮。另外，U型支架容易受力不均，局部出現(xiàn)集中載荷和偏心載荷，支架發(fā)生扭曲變形，大幅降低支架承載能力，發(fā)生沖擊時極易發(fā)生整體失穩(wěn)破壞。棚-索協(xié)同支護(hù)能增強(qiáng)圍巖強(qiáng)度，提高支護(hù)能力，但可變行量小，防沖能力差。噴射混凝土支護(hù)增強(qiáng)了圍巖強(qiáng)度，起到減小和阻止圍巖變形作用，但不適合用于防治沖擊地壓。門式液壓支架采用液壓支柱作為支撐，支護(hù)強(qiáng)度高，達(dá)到了支護(hù)上覆巖層的作用，液壓支柱的溢流閥設(shè)定額定阻力，即起到了抑制圍巖的變形又保護(hù)了門式液壓支架在高應(yīng)力下的壓縮破壞，在達(dá)到額定阻力時，溢流閥打開，但當(dāng)發(fā)生沖擊地壓時，門式液壓支架很難抵抗強(qiáng)大的沖擊載荷（沖擊地壓過程幾秒到幾十秒，沖擊加載到最大載荷在幾毫秒到幾十毫秒，溢流閥的動態(tài)響應(yīng)時間不夠，在沖擊地壓發(fā)生時，溢流閥來不及打開），發(fā)生沖擊地壓時會造成支架支柱彎曲、斷裂和爆缸等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、抗沖擊能力強(qiáng)的礦用六邊形管式抗讓吸能防沖裝置。

本發(fā)明解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：礦用六邊形管式抗讓吸能防沖裝置包括：鋼板、錨桿、托盤、螺母、支架頂梁，其特點(diǎn)是在錨桿上穿裝托盤，錨桿的下端制成鍥形，楔形上面帶有螺紋，托盤用螺母與錨桿固定，在托盤上方的錨桿上截面方向穿裝六邊形管，六邊形管為薄壁剛性金屬制成，在六邊形管上方的錨桿上穿裝鋼板，錨桿的上端與圍巖層固定連接；可以一根六邊形管等長順向置于支架頂梁上方，六邊形管固定在頂梁上；六邊形管可以數(shù)段勻距順向置于支架頂梁上方，在數(shù)段六邊形管上方放置鋼板；還可以用數(shù)根六邊形管橫向勻距置于支架頂梁上方，在六邊形管上方放置鋼板。

本發(fā)明的有益效果是：礦用六邊形管式抗讓吸能防沖裝置中的六邊形管具有一定的承載力和一定的抗圍巖變形能力，圍巖壓力或沖擊力沒有達(dá)到構(gòu)件承載力前構(gòu)件不變形或變形較小，圍巖沖擊力超過峰值力時構(gòu)件才開始讓位變形吸能。可根據(jù)承載能力調(diào)整六邊形管的材質(zhì)和厚度，六邊形管在圍巖沖擊力壓潰變形過程中，具有恒定的反作用力和較長的有效變形讓位行程，六邊形管最后可壓成兩層管的厚度，具有穩(wěn)定性和可重復(fù)性的變形破壞模式。通過塑性變形將圍巖沖擊能耗散，起到保護(hù)煤礦支護(hù)系統(tǒng)的作用。

附圖說明

以下結(jié)合附圖以實(shí)施例具體說明。

圖1是礦用六邊形管式抗讓吸能防沖裝置的錨桿結(jié)合裝配圖。

圖2是圖1中六邊形管與支架頂梁通長順向結(jié)合裝配圖。

圖3是圖1中六邊形管數(shù)段與支架頂梁順向結(jié)合裝配圖。

圖4是圖1中六邊形管與支架頂梁橫向結(jié)合裝配圖。

圖中，1-支架頂梁；2-鋼板；3-六邊形管；4-托盤；5-螺母；6-錨桿。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例，參照附圖1，錨桿6的下端帶有螺紋，在錨桿6的螺紋段上方穿裝托盤4，托盤4用螺母5與錨桿6固定。在托盤4上方的錨桿6上截面方向穿裝六邊形管3作為防沖構(gòu)件，六邊形管為薄壁的剛性金屬管，六邊形管是正六邊形也可以是非正六邊形狀。在六邊形管3上方的錨桿6上穿裝鋼板2，錨桿6的頂端與圍巖層固定連接。在圍巖體受到?jīng)_擊時，鋼板2承受的壓力作用在六邊形管3上，六邊形管3逐漸被壓，最后潰變成偏形。參照附圖2，多根六邊形管3與液壓支護(hù)系統(tǒng)上方的支架頂梁1等長順向結(jié)合放置，六邊形管3與上方的圍巖接觸，不需在六邊形管3上方設(shè)置鋼板2，在圍巖體受沖擊時，六邊形管3直接承受圍巖的壓力，直至六邊形管3吸能潰變成偏形，在潰變過程中為液壓支柱打開溢流閥提供了時間，大大減少作用在支架頂梁1的沖擊力，起到保護(hù)液壓支護(hù)系統(tǒng)的作用。參照附圖3和附圖4，六邊形管3均為順向和橫向勻距分布在支架頂梁1的上方，在六邊形管3的上方設(shè)置鋼板2，在圍巖沖擊時，先由鋼板2承受沖擊力，六邊形管3慢慢變形吸能，最后潰變成偏形，緩解作用在支架頂梁1上的沖擊力。