[发明专利]矿用笼式防冲击地压构件

说明书

技术领域

本发明属于煤矿安全支护设备，特别涉及一种矿用笼式防冲击地压构件。

背景技术

我国煤炭资源丰富，目前已探明的煤炭储量占全世界煤炭总资源的11.1%，且煤炭储量在深部居多，埋深在1000m以下的煤炭资源约为2.5万亿吨，约占煤炭资源总量的53%，现在进入1000m以下矿井还相对较少，随着我国国民经济的迅速发展，煤炭的需求量不断增加，煤矿开采深度和难度逐渐增大，冲击地压的发生越来越频繁，给人民生命、财产和生产安全产生极大的威胁。

冲击无空地压的发生具有瞬时性、突发性和破坏性，同时伴随着大量能量释放，释放冲击能大到10³MJ，释放冲击能主要作用于两部分，一部分作用于煤岩体，造成煤岩体的破碎；另一部分通过传递消耗作用于巷道围岩和支护结构，其巨大冲击能作用于煤岩体及巷道，造成煤岩体破碎和巷道及其支护结构破坏。现在常用的支架支护皆为刚性支护，可变空间较小，一旦突发冲击地压，将导致支护材料或支护设备瞬间变形破坏，从而引发支护系统的整体失稳事故。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种结构简单，可与现有支护形式结合使用，安全可靠的矿用笼式防冲击地压构件。

本发明解决技术问题采用的技术方案是：矿用笼式防冲击地压构件包括顶板、液压支架、支架底梁、支架顶梁，其特点是液压支架上面的支架顶梁上方匀距通过构件固定连接座和固定螺栓固定数个上、下端面为正多边形的笼式防冲击地压构件，笼式防冲击地压构件是数根构件钢管焊接成侧面的外围带凸凹棱的三边形状构件模块，构件模块叠加焊接成整体的笼式防冲击地压构件，它的顶端用顶板与顶板上方煤岩体连接；笼式防冲击地压构件还可以采用在钢制圆筒内通过弧形刚性垫板设在液压支架的下方。

本发明的有益效果是：本发明是针对煤矿冲击地压发生时能量以冲击形式快速释放的特点，设计一种能够与现有液压支架或其它现有刚性支护形式相结合使用的笼式冲击地压构件，构件在静载作用下能够达到额定的支撑能力，在冲击载荷作用下能实现作用反力保持恒定或变化较小被大幅度弹塑性压缩变形；在压溃变形过程中吸收部分冲击能，变形后所占空间小，被压缩空间给煤岩提供了能量释放空间，又间接吸收了部分冲击能。这将大大减小了作用在支架上的冲击力，较好的起到保护巷道及支护系统的作用，笼式防冲击地压构件安装位置不同，可使现有支架成为顶梁吸能支架，或底梁吸能支架，或两帮吸能支架，或吸能支柱，或组合式吸能，笼式防冲击地压构件被冲坏后，还可方便更换。

附图说明

以下结合附图以实施例具体说明。

图1是矿用笼式防冲击地压构件在煤矿中使用状态图。

图2是图1中笼式防冲击地压构件安装在液压支架下面状态图。

图中，1-顶板；2-支架顶梁；3-构件模块；3-1-构件钢管；4-构件固定连接座；5-顶板上方煤岩体；6-固定螺栓；7-底梁下方煤岩体；8-支架底梁；9-液压支架；10-弧形刚性垫板；11-钢制圆筒。

具体实施方式

实施例，参照附图1、2，矿用笼式防冲击地压构件的上、下端面可以制成正四边、正五边形或正六边形的单个构件模块3，构件模块3的侧面为三边形凸、凹相间结构，每个构件模块3采用钢管3-1或钢杆焊接而成，构件模块3的个数及采用钢管3-1或钢杆的长度、直径要根据承载的能力来确定，整体的笼式防冲击地压构件是用多个构件模块3叠加焊接固定在一起。矿井内的已有的液压支架9的下端固定在支架底梁8上面，支架底梁8的下面连接底梁下方煤岩体7，液压支架9的上方固定支架顶梁2，在支架顶梁2的上面匀距通过构件固定连接座4和固定螺栓6固定数个由构件模块3组成的笼式防冲击地压构件，在笼式防冲击地压构件的上方固定顶板1，顶板1的上方连接顶板上方煤岩体5。笼式防冲击地压构件还可以采用装在钢制圆筒11内，构件上方连接弧形刚性垫板10，弧形刚性垫板10的上方连接液压支架9的安装方式，实现防冲击地压。

矿用笼式防冲击地压构件的工作原理是：构件本身被压溃过程中能吸收部分冲击能，构件被压溃后给顶板上方煤岩体5提供一定的能量释放空间，也就是构件又一次吸收了部分冲击无空能，这就大大减少了作用在液压支架9上的冲击力，起到保护支架系统的作用。