[发明专利]一种复合式圆形巷道吸能防冲支护装置

说明书

技术领域

本发明属于煤矿巷道支护技术领域，特别是涉及一种复合式圆形巷道吸能防冲支护装置，主要应用于深部煤矿冲击地压的吸能防冲支护装置。

背景技术

随着我国能源需求量的增加以及浅部煤炭资源的枯竭，煤矿开挖深度日趋加深，我国东部部分矿井已经进入到深部开采阶段，数千米深的矿井已屡见不鲜。深部矿井埋深大，原岩应力大，巷道围岩在高地应力下变形大，加之使用现代化开采设备的开采强度的提高，深部矿井冲击地压发生的频率和强度增加，要求巷道支护装置具有吸能防冲功能。

现有的型钢构成的支护装置比较简单、承载能力较大，尤其是封闭式U型钢支护装置具有增阻速度快、支护强度高和可缩性等优点，被广泛应用于变形量较大的软岩巷道，以及受动压影响较大的煤矿回采巷道，其克服了刚性支架的不可收缩的缺点，当围岩作用于封闭式U型钢支护装置上的压力达到一定值时，封闭式U型钢支护装置的架体在连接处发生滑动缩动，滑动缩动的结果使围岩作用于架体上的压力下降，从而避免围岩压力大于架体的承载力而导致架体的破坏。但是目前封闭式U型钢支护装置属于被动支护，无法提高围岩残余强度，无法控制围岩破碎区的扩展，以及与围岩接触的不耦合性，导致封闭式U型钢支护装置的架体受力不均，局部出现集中载荷和偏心载荷，导致架体与围岩的相互作用差，使架体整体承载能力较低，甚至导致架体变形破坏。

对于冲击地压等动力现象较多的巷道，冲击释放大量冲击能量，直接作用在支护装置上，对其产生强烈的冲击破坏，这就要求支护装置不但能承受强大的围岩静载，更要其承受冲击地压产生的高速强烈动载，而现有的封闭式U型钢支护装置抗冲击强度较低，封闭式U型钢支护装置的架体滑移收缩后，卡揽预紧力增大，而卡揽搭接的连接形式无法做到快速收缩卸压，因此无法快速让位、及时吸收冲击地压过程中释放的能量，无法有效抵御冲击地压产生的高强动载。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种复合式圆形巷道吸能防冲支护装置，该支护装置通过吸能锚杆与巷道围岩耦合成一体，提高了对巷道围岩的支护强度，利用吸能垫块吸收冲击时的冲击能量，利用吸能连接杆收缩卸压解决了巷道围岩流变造成的压力过大的问题，通过铰接的吸能连接杆和吸能连接杆的串联连接的液压系统使支护装置具有自动调整功能，防止局部受力过大。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种复合式圆形巷道吸能防冲支护装置，包括若干段弧形架，相邻弧形架之间留有距离，形成不闭合的圆形架体，相邻弧形架之间通过吸能连接杆相连接，形成闭合架体，弧形架由外圈板，若干个吸能垫块及内圈板组成，外圈板，吸能垫块及内圈板均为弧形，外圈板的直径大于内圈板的直径，且设置在内圈板的外侧，吸能垫块设置在外圈板与内圈板之间；每段内圈板与外圈板的两端均通过卡揽相连接，在内圈板内侧、卡揽上均设置有卡揽铰支座，在外圈板上设置有吸能锚杆；所述吸能垫块由吸能外筒与设置在吸能外筒内的若干个吸能板组成，在与内、外圈板相邻的吸能外筒的侧壁上均设置有导轨，导轨分别与内、外圈板相配合，内、外圈板能够沿着吸能外筒的导轨滑动，吸能板为表面具有中空凸起的板，吸能板沿所在圆形架体的直径方向依次设置在吸能外筒的内部；所述吸能连接杆包括液压缸，液压缸的底端固定有左铰接吊环头，在液压缸内设置有活塞，在活塞左侧的液压缸侧壁上设置有注液孔，在液压缸的右端固定具有通孔的缸盖，缸盖的内径小于活塞的外径，支柱的左端通过缸盖的通孔与活塞相连接，支柱的右端设置在吸能筒左端内部，在吸能筒左端侧壁上设置有通槽，在具有通槽的吸能筒外壁上设置有若干个紧固卡子，吸能筒的底端固定有右铰接吊环头。

所述卡揽由卡揽上板、紧固螺栓、卡揽下板组成，卡揽上板与外圈板相配合，卡揽下板与内圈板相配合，卡揽上板与卡揽下板通过紧固螺栓固定连接，所述卡揽铰支座固定在卡揽下板上，所述吸能连接杆的左、右铰接吊环头与相邻弧形架的相邻卡揽铰支座相铰接。

所述内、外圈板的横截面为圆形、方形或U形。

所述相邻弧形架之间留有的距离相同。

所述吸能板为一侧表面具有中空凸起的板。

所述相邻吸能板按照凸起与凸起相对或板与板相对的方式设置在吸能外筒的内部。

所述吸能板的中空凸起为圆台形。

所述支柱与活塞之间以螺纹相连接。

所述液压缸与缸盖之间以螺纹相连接。

所述紧固卡子的端口通过紧固卡子螺杆、紧固卡子螺母相连接。

本发明的有益效果：