[实用新型]一种煤矿用高速吸能防冲让位液压支架

说明书

所属领域

本实用新型涉及一种煤矿用高速吸能防冲让位液压支护设备，尤其涉及一种用于冲击地压工作面上下顺槽超前安全支护的、可有效避免因冲击地压造成矿工伤亡事故和破坏工作巷道的液压支架系统。

背景技术

冲击地压是煤矿井下巷道、煤柱、采掘工作面等煤岩体突然迅猛破坏而造成的一种动力灾害。一般情况下，冲击地压发生，造成重大人员伤亡和财产损失。据不完全统计，中国已有百余个煤矿发生过严重冲击地压灾害，灾害范围几乎遍布全中国各大矿区。随着煤矿开采深度的不断增加，开采强度不断加大，冲击地压灾害愈发严重，冲击地压灾害已成为煤矿重大灾害之一。

目前，世界范围内防治冲击地压灾害的方法主要有区域防范措施、卸压措施、支护措施。这些措施对防治冲击地压都有一定的效果，但都是单方面的弱化岩体应力或者强化围岩的承载能力。例如，锚杆(锚索)支护、喷射混凝土支护、棚-索协同支护和U型钢支护能起到加强围岩整体性的作用，但这些支护方式的共同缺陷是承受静载的能力都比较差。垛式液压支架可以强化抵抗顶板压力的能力，对防治顶板冲击能够起到一定作用，但垛式液压支架承受侧向冲击载荷的能力却很差，因此已基本被淘汰。

近年来，人们对支护设备也做了些改进，例如，专利号为CN201020615845.9的实用新型名称为“垛式液压支架”和专利号为201120061926.3的实用新型名称为“门式巷道支护支架”均采用了液压支柱，不仅提高了围岩的整体稳定性，而且强化了抵抗冲击载荷的能力，在支护性能上具有一定的先进性。不论是新型垛式液压支架还是门式巷道支护支架，都属于“刚性支护”，虽然承受静载的能力强，但在冲击载荷作用下液压支架让位速度慢，没有吸收冲击能量的能力，以致液压支架受到严重弯曲变形、甚至被破坏。并且此种液压支架存在重量大、拆装不便、运输困难等缺陷。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，基于冲击地压的特性和发生机理的理论，保留和集合了现有支护方式的优点，依据“刚柔耦合”的原理，设计了一种煤矿用高速吸能防冲让位液压支架。

本实用新型所述的煤矿用高速吸能防冲让位液压支架包括：底梁、吸能让位构件、连杆、液压支柱、顶梁，两个顶梁用铰接方式连接在一起，底梁和顶梁通过连杆连接，所述吸能让位构件内部填充有吸能材料，吸能让位构件的一端与底梁或者顶梁连接，吸能让位构件的另一端与液压支柱的一端配合，液压支柱的另一端安装于顶梁的柱窝内或者底梁的柱窝内。

吸能让位构件的材料为具有良好力学性能和弹性的材料，能够根据不同的工作环境和使用状态选用多孔泡沫铝、聚氨酯类材料或者橡胶材料。

为了进一步提高本实用新型所述液压支架的缓冲性能，在两个顶梁的铰接处填充吸能材料。

由于煤矿的巷道尺寸不同，从而采用不同规格的支架，当支架的规格较大时，各部件自身的重量很大，将不易于安装。为了更容易的组装支架，本实用新型采用的连杆可以根据具体情况需用单连杆或者双连杆。当支架重量加大时可以采用双连杆，利于支架的组装。但是，在采用双连杆的情况下，当支架受到冲击时，不同连杆的的受力不均衡，从而导致受力较大的连杆被损坏。当有个别连杆损坏时，能够单独更换受损的连杆，以保证在较短的时间内恢复生产。

为了降低梁体的重量，本发明采用桁架式的梁体结构，不仅可以改善梁体的受力结构，而且提高了材料的利用率。

为了减少安装步骤，作为进一步的改进，吸能让位构件与液压支柱设置为一个整体。

当组装完毕后，将液压支柱注液，使液压支架整体立起，并与巷道形成支撑状态，继续升压液压支柱以形成支架对巷道圆周方向的初撑力，从而实现对巷道的主动有效安全支护。

在开采过程中，如果发生冲击地压，岩体内释放的巨大弹性能首先作用于液压支架的吸能让位构件上，吸能让位构件和吸能材料能够在瞬间吸收围岩体释放的巨大弹性能量而发生让位和压缩变形，支架也随吸能让位构件和吸能材料的变形而同步收敛。这一过程，既是吸收弹性能量的过程，也是保护支架和工作巷道的过程。由此可见，本实用新型高速吸能防冲让位液压支架不仅有效地保护了液压支架和围岩的完整性，还可以最大限度的防止了巷道的严重收敛变形，直接效果就是为矿工人身安全和安全生产现场环境提供了保证。