[實用新型]一種礦用防沖主動接頂球形吸能支柱結構及支護系統

有效

• 申請號: 202023321344.2
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN214247362U
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 丁厚剛;吳京山;孫豹;云明;徐慶國
• 申請（專利權）人: 山東深博巷道支護技術有限公司;山東建筑大學
• 主分類號: E21D15/44
• 分類號: E21D15/44;E21D15/54;E21D15/55
• 代理公司: 北京佳信天和知識產權代理事務所(普通合伙) 11939
• 代理人: 田英楠

本實用新型涉及一種礦用防沖主動接頂球形吸能支柱結構及支護系統，包括包括下支撐體、上支撐體和吸能球體；所述上支撐體滑動設置于下支撐體上；所述上支撐體具有腔體，所述腔體內部設置有所述吸能球體，所述吸能球體的頂部與上支撐體的腔體頂壁接觸，吸能球體的底部與下支撐體的頂部接觸；所述下支撐體、上支撐體和吸能球體聯合組成支柱結構，支護于巷道頂底板之間。還涉及支護系統，由多個沿巷道支護的支柱結構。本實用新型結構簡單，承載能力高、可縮性能好且成本經濟。

技術領域

本實用新型屬于煤礦巷道防沖支護領域，具體涉及一種礦用防沖主動接頂球形吸能支柱結構及支護系統。

背景技術

隨著我國煤炭開采深度的增加，沖擊地壓發生的頻率和烈度顯著增大，常造成巷道支護結構整體失穩和人員傷亡事故，目前沖擊巷道常采用“強泄壓、強支護”的預防技術，常用的木支護、金屬支護、錨噴和單體液壓支柱支護等皆為剛性支護，這些支護方式支護強度低、勞動強度大、安全性差，并且不能滿足突發沖擊地壓所攜帶能量對支護體系的巨大沖擊作用，支護材料常瞬間發生變形破壞；而超前液壓支架雖然具有較高的防護能力，但是自身重量大、對頂板反復支撐引起頂板破碎、移動不方便、占用空間大，不如單體的支護形式靈活。因此，對沖擊地壓巷道穩定控制已成為我國礦產開挖中亟待解決的問題，發明一種承載能力高、可縮性能好且成本經濟的防沖支護體迫在眉睫。

實用新型內容

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種礦用防沖主動接頂球形吸能支柱結構及支護系統，提供一種具有較高的工作阻力，可以達到4000-10000kN/柱，在沖擊地壓發生時可以快速可縮，同時保持支柱承載力不降低，保證沖擊條件下巷道空間內安全完整，保證設備和人員安全。

本實用新型的目的是這樣實現的：

一種礦用防沖主動接頂球形吸能支柱結構，包括下支撐體、上支撐體和吸能球體；所述上支撐體滑動設置于下支撐體上；所述上支撐體具有腔體，所述腔體內部設置有所述吸能球體，所述吸能球體的頂部與上支撐體的腔體頂壁接觸，吸能球體的底部與下支撐體的頂部接觸；所述下支撐體、上支撐體和吸能球體聯合組成支柱結構，支護于巷道頂底板之間。

上、下支撐體可滑動地配合提供了一定的讓壓空間，同時吸能球體的阻力作用下能夠起到前期支護的作用，只有在沖擊地壓發生的時候可以快速可縮，既提供了有效地支護，又實現了空間上的讓壓，保證了巷道完整和人員安全。

本實用新型一種優選的實施方式，所述上、下支撐柱為鋼管結構，所述下支撐體的鋼管內部灌注漿液；所述上支撐體套設在下支撐體外壁上。

鋼管等慣性矩、不宜扭曲、支撐力高，通過內部填充漿液可以滿足支護的要求，同時成本可控。除此以外也可以采用FRP管。

本實用新型一種優選的實施方式，所述上支撐體頂部設置有頂蓋，所述吸能球體位于頂蓋與下支撐體頂部之間。

通過頂蓋可以較大面積支護于頂板。

本實用新型一種優選的實施方式，所述上支撐體空間內位于下支撐體頂部設置有可滑動的鋼板，所述鋼板與上支撐體內壁之間設置有第一密封圈，且第一密封圈固定于鋼板外周上；所述吸能球體位于頂蓋與鋼板之間。

通過可滑動的鋼板，在下支撐體內部灌注漿液的可以頂升鋼板，在鋼板的作用下頂升吸能球體從而帶動上支撐體支護于頂板上。通過密封圈的設置可以保證足夠的頂升壓力，防止漏漿。

本實用新型一種優選的實施方式，所述吸能球體貫通設置有排氣道，所述排氣道的頂部與所述頂蓋的排氣孔連通，所述排氣道的底部與所述下支撐體的鋼板的排氣孔連通。

支柱頂端設有穿過圓形鋼板、吸能材料和頂蓋的排氣道，用以排出注漿時支柱腔體內的氣體，保證灌漿更加充分。排氣道可以是鋼管結構。

本實用新型一種優選的實施方式，所述吸能球體為橡膠、水囊或者空心金屬球體。