CN103321660B - 一种矿用恒阻让压吸能防冲支护装置 - Google Patents

一种矿用恒阻让压吸能防冲支护装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103321660B
CN103321660B CN201310258013.4A CN201310258013A CN103321660B CN 103321660 B CN103321660 B CN 103321660B CN 201310258013 A CN201310258013 A CN 201310258013A CN 103321660 B CN103321660 B CN 103321660B
Authority
CN
China
Prior art keywords
support tube
energy
absorbing
screw thread
base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310258013.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103321660A (zh
Inventor
潘一山
肖永惠
马箫
李忠华
徐连满
李国臻
崔乃鑫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Liaoning Technical University
Original Assignee
Liaoning Technical University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Liaoning Technical University filed Critical Liaoning Technical University
Priority to CN201310258013.4A priority Critical patent/CN103321660B/zh
Publication of CN103321660A publication Critical patent/CN103321660A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103321660B publication Critical patent/CN103321660B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Vibration Dampers (AREA)

Abstract

一种矿用恒阻让压吸能防冲支护装置,属于煤矿安全支护技术领域。本发明包括顶盖、第一支撑筒、第二支撑筒、底座、定位环及定力环,所述顶盖与第一支撑筒的上端通过螺纹相连接,第一支撑筒的下端与第二支撑筒的上端接触配合,第二支撑筒的下端与底座通过螺纹相连接;在顶盖与底座之间安装有吸能芯体;所述定位环套装在第一支撑筒外部,且与第二支撑筒外筒壁的上端相固接;所述定力环固定套装在第二支撑筒外筒壁的中下部。本发明利用吸能芯体受压后的筒壁外翻实现让位吸能,且结构简单、反应迅速、阻力恒定、变形幅度大、吸能效率高,能够实现冲击地压下快速让位卸压。

Description

一种矿用恒阻让压吸能防冲支护装置
技术领域
本发明属于煤矿安全支护技术领域,特别是涉及一种矿用恒阻让压吸能防冲支护装置。
背景技术
冲击地压是煤矿中的主要动力灾害,也是世界性的采矿难题。冲击地压发生时,岩体内积聚的大量弹性能瞬间释放,引起采空区及巷道围岩的剧烈震动,造成巷道底臌、片帮及冒顶,甚至造成围岩整体结构的突发性失稳破坏,使巷道或工作面的支护体瞬间承受巨大的冲击荷载,导致支护体的变形、损伤或彻底垮塌破坏,严重威胁了工作人员的生命安全,影响了矿产资源的正常开采。
目前,煤矿支护基本都以刚性支护为主,即以强力支撑为主的刚性结构支护体系,往往刚性支护设备的抗冲击能力较差,在静态矿压下尚可保持相对稳定的支撑状态,一旦出现外界冲击振动,就会明显地表现出比较脆弱的一面,往往由于部分支护体突发损伤而导致整个支护***的冲击性失稳破坏。
以液压支架来说,虽然液压支架本身具有一定的缓冲功能,但是液压支架的支柱是通过调节流量阀来实现支撑力的调控,使支柱的让压速度受到一定的限制,当液压支架的支柱部分受到冲击地压时,可能会导致其内流量阀被瞬间的高压冲坏或者爆缸,从而造成液压支架整体的倾倒及损坏,针对这一情况,便需要一种支护装置来弥补液压支架抗冲击能力弱的缺陷,保护液压支架的支柱不受损坏,提高支护体的安全系数。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供一种结构简单、反应迅速、阻力恒定、变形幅度大、吸能效率高及能够实现冲击地压下快速让位卸压的矿用恒阻让压吸能防冲支护装置。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种矿用恒阻让压吸能防冲支护装置,包括顶盖、第一支撑筒、第二支撑筒、底座、定位环及定力环,所述顶盖与第一支撑筒的上端通过螺纹相连接,第一支撑筒的下端与第二支撑筒的上端接触配合,第二支撑筒的下端与底座通过螺纹相连接;在顶盖与底座之间安装有吸能芯体;所述定位环套装在第一支撑筒外部,且与第二支撑筒外筒壁的上端相固接;所述定力环固定套装在第二支撑筒外筒壁的中下部。
所述第一支撑筒设置为圆柱筒形结构,在第一支撑筒外筒壁的下端设置有若干凸台,凸台在第一支撑筒外筒壁圆周方向上均匀分布。
所述第二支撑筒设置为圆柱筒形结构,第二支撑筒的筒壁设置为栅型结构,相邻两栅板依次设置为光板和凸台板,第二支撑筒筒壁下端设置为一体结构;在光板外表面的中上部设置有螺纹,在凸台板外表面的中下部设置有螺纹;在凸台板内表面的上端设置有凸台,凸台板的凸台与第一支撑筒的凸台相对应;所述光板在圆周方向上的宽度大于凸台板在圆周方向上的宽度,光板在轴向上的长度大于凸台板在轴向上的长度。
所述定位环的下端面设置有若干突檐块,突檐块在圆周方向上均匀分布,突檐块的内表面设置有螺纹,所述突檐块的螺纹与光板外表面的螺纹相配合;所述突檐块在圆周方向上的宽度,大于凸台板在圆周方向上的宽度且小于光板在圆周方向上的宽度。
所述顶盖的下端面中心处设置有第一圆柱形凸台;所述吸能芯体设置为圆柱筒形结构,吸能芯体的下端筒壁采用外翻结构;所述底座的上端面中心处设置有第二圆柱形凸台,在第二圆柱形凸台侧方的底座上设置有圆弧形凹槽;所述吸能芯体的上端与顶盖通过第一圆柱形凸台相连接,吸能芯体的下端与底座通过第二圆柱形凸台相连接,吸能芯体下端的外翻结构与底座的圆弧形凹槽相对应。
所述定力环的内表面设置有螺纹,定力环通过其内表面的螺纹与凸台板外表面的螺纹相配合。
本发明的有益效果:
本发明的吸能芯体采用圆柱筒形结构,并利用吸能芯体受压后的筒壁外翻实现让位吸能,且让位速度快,吸能效率高;本发明的第一支撑筒与第二支撑筒通过凸台相配合,且第二支撑筒的筒壁采用栅型结构,在第一支撑筒受到轴向冲击力时,在第一支撑筒的压力下,第二支撑筒的凸台板会快速向外弯曲,使第一支撑筒快速突破第二支撑筒的阻挡,实现本发明支护装置的快速让位;通过调节定力环的上、下位置,可以实现对本发明支护装置承载力的调节,增大了本发明支护装置的适用性。
附图说明
图1为本发明的一种矿用恒阻让压吸能防冲支护装置结构示意图;
图2为本发明的第一支撑筒结构示意图;
图3为图2的俯视图;
图4为本发明的第二支撑筒结构示意图;
图5为图4的俯视图;
图6为图5的A—A剖视图;
图7为本发明的定位环结构示意图;
图8为图7的俯视图;
图9为本发明的底座结构示意图;
图中,1—顶盖,2—第一支撑筒,3—定位环,4—第二支撑筒,5—定力环,6—底座,7—吸能芯体,8—光板,9—凸台板,10—凸台,11—圆弧形凹槽,12—突檐块,13—第一圆柱形凸台,14—第二圆柱形凸台。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示,一种矿用恒阻让压吸能防冲支护装置,包括顶盖1、第一支撑筒2、第二支撑筒4、底座6、定位环3及定力环5,所述顶盖1与第一支撑筒2的上端通过螺纹相连接,第一支撑筒2的下端与第二支撑筒4的上端接触配合,第二支撑筒4的下端与底座6通过螺纹相连接;在顶盖1与底座6之间安装有吸能芯体7;所述定位环3套装在第一支撑筒2外部,且与第二支撑筒4外筒壁的上端相固接;所述定力环5固定套装在第二支撑筒4外筒壁的中下部。
如图2、3所示,所述第一支撑筒2设置为圆柱筒形结构,在第一支撑筒2外筒壁的下端设置有四处凸台10,四处凸台10在第一支撑筒2外筒壁圆周方向上均匀分布。
如图4、5、6所示,所述第二支撑筒4设置为圆柱筒形结构,第二支撑筒4的筒壁设置为栅型结构,共设置有八条栅板,且相邻两栅板依次设置为光板8和凸台板9,第二支撑筒4筒壁下端设置为一体结构;在光板8外表面的中上部设置有螺纹,在凸台板9外表面的中下部设置有螺纹;在凸台板9内表面的上端设置有凸台10,凸台板9的凸台10与第一支撑筒2的凸台10相对应;所述光板8在圆周方向上的宽度大于凸台板9在圆周方向上的宽度,光板8在轴向上的长度大于凸台板9在轴向上的长度。
如图7、8所示,所述定位环的下端面设置有四块突檐块12,突檐块12在圆周方向上均匀分布,突檐块12的内表面设置有螺纹,所述突檐块12的螺纹与光板8外表面的螺纹相配合;所述突檐块12在圆周方向上的宽度,大于凸台板9在圆周方向上的宽度且小于光板8在圆周方向上的宽度。
如图1、9所示,所述顶盖1的下端面中心处设置有第一圆柱形凸台;所述吸能芯体7设置为圆柱筒形结构,吸能芯体7的下端筒壁采用外翻结构;所述底座6的上端面中心处设置有第二圆柱形凸台,在第二圆柱形凸台侧方的底座6上设置有圆弧形凹槽11;所述吸能芯体7的上端与顶盖1通过第一圆柱形凸台相连接,吸能芯体7的下端与底座6通过第二圆柱形凸台相连接,吸能芯体7下端的外翻结构与底座6的圆弧形凹槽11相对应。
如图1所示,所述定力环5的内表面设置有螺纹,定力环5通过其内表面的螺纹与凸台板9外表面的螺纹相配合。
下面结合附图说明本发明的一次使用过程:
本发明应用于煤矿巷道中,并与液压支架配合使用。
本实施例中,顶盖1、底座6、第一支撑筒2、定位环3及定力环5均采用高刚性的材料(具体材料选用低合金超高强度钢或PH不锈钢),第二支撑筒4采用强度及弹性均较好的材料(具体材料选用弹簧钢),吸能芯体7采用强度高、韧性高及延展性好的金属材料(具体材料选用EP/Y=3.5或EP/Y=5.5的薄壁钢筒,其中EP为线性强化模量,Y为屈服强度;且薄壁钢筒的壁厚d与钢筒的外径R的比值范围为0.02≤d/R≤0.1)。
组装本发明的一种矿用恒阻让压吸能防冲支护装置。首先将吸能芯体7下端套装在底座6的第二圆柱形凸台14上,同时令吸能芯体7下端的外翻结构位于圆弧形凹槽11内,然后将第二支撑筒4套过吸能芯体7,令其的下端与底座6通过螺纹紧固连接在一起,再将第一支撑筒2套过吸能芯体7,令其下端的凸台10与第二支撑筒4凸台板9上的凸台10相接触,使第一支撑筒2安放在第二支撑筒4上,此时将定位环3套过第一支撑筒2,通过定位环3的突檐块12使定位环3与第二支撑筒4光板8螺纹紧固在一起,并令凸台板9位于两突檐块12之间的空隙内,同时稳固住第一支撑筒2,然后将顶盖1的第一圆柱形凸台嵌入吸能芯体7上端筒体内,同时令顶盖1与第一支撑筒2螺纹紧固在一起,最后将定力环5通过螺纹固定在第二支撑筒4外,此时组装工作完毕。
根据初撑力和工作阻力确定本发明支护装置的承载力,通过调节定力环5在第二支撑筒4外的上、下位置,就可实现调节本发明支护装置承载力的大小,本实施例中将承载力设定为液压支柱内的流量阀的额定值。
将组装好并且设定好承载力的本发明支护装置,安装于液压支柱的上端或者下端,并通过顶盖1或底座6与液压支柱相固接。
在准静态压力下,通过顶盖1、底座6、第一支撑筒2、第二支撑筒4、定位环3及定力环5的组合结构,承担轴向的载荷作用;当冲击地压发生时,当遇到液压支柱内流量阀的压力超过了流量阀的额定值时,此时本发明支护装置的第一支撑筒2的凸台10会突破第二支撑筒4凸台10的阻挡顺势下降,同时顶盖1在冲击力的推动下,促使吸能芯体7快速变形(筒壁快速外翻),以实现快速的让位和吸能,缓解液压支柱受到的冲击作用,可以避免液压支柱及其相关支护发生失控性破坏。

Claims (6)

1.一种矿用恒阻让压吸能防冲支护装置,其特征在于:包括顶盖、第一支撑筒、第二支撑筒、底座、定位环及定力环,所述顶盖与第一支撑筒的上端通过螺纹相连接,第一支撑筒的下端与第二支撑筒的上端接触配合,第二支撑筒的下端与底座通过螺纹相连接;在顶盖与底座之间安装有吸能芯体;所述定位环套装在第一支撑筒外部,且与第二支撑筒外筒壁的上端相固接;所述定力环固定套装在第二支撑筒外筒壁的中下部。
2.根据权利要求1所述的一种矿用恒阻让压吸能防冲支护装置,其特征在于:所述第一支撑筒设置为圆柱筒形结构,在第一支撑筒外筒壁的下端设置有若干凸台,凸台在第一支撑筒外筒壁圆周方向上均匀分布。
3.根据权利要求2所述的一种矿用恒阻让压吸能防冲支护装置,其特征在于:所述第二支撑筒设置为圆柱筒形结构,第二支撑筒的筒壁设置为栅型结构,相邻两栅板依次设置为光板和凸台板,第二支撑筒筒壁下端设置为一体结构;在光板外表面的中上部设置有螺纹,在凸台板外表面的中下部设置有螺纹;在凸台板内表面的上端设置有凸台,凸台板的凸台与第一支撑筒的凸台相对应;所述光板在圆周方向上的宽度大于凸台板在圆周方向上的宽度,光板在轴向上的长度大于凸台板在轴向上的长度。
4.根据权利要求3所述的一种矿用恒阻让压吸能防冲支护装置,其特征在于:所述定位环的下端面设置有若干突檐块,突檐块在圆周方向上均匀分布,突檐块的内表面设置有螺纹,所述突檐块的螺纹与光板外表面的螺纹相配合;所述突檐块在圆周方向上的宽度,大于凸台板在圆周方向上的宽度且小于光板在圆周方向上的宽度。
5.根据权利要求3所述的一种矿用恒阻让压吸能防冲支护装置,其特征在于:所述定力环的内表面设置有螺纹,定力环通过其内表面的螺纹与凸台板外表面的螺纹相配合。
6.根据权利要求1所述的一种矿用恒阻让压吸能防冲支护装置,其特征在于:所述顶盖的下端面中心处设置有第一圆柱形凸台;所述吸能芯体设置为圆柱筒形结构,吸能芯体的下端筒壁采用外翻结构;所述底座的上端面中心处设置有第二圆柱形凸台,在第二圆柱形凸台侧方的底座上设置有圆弧形凹槽;所述吸能芯体的上端与顶盖通过第一圆柱形凸台相连接,吸能芯体的下端与底座通过第二圆柱形凸台相连接,吸能芯体下端的外翻结构与底座的圆弧形凹槽相对应。
CN201310258013.4A 2013-06-25 2013-06-25 一种矿用恒阻让压吸能防冲支护装置 Expired - Fee Related CN103321660B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310258013.4A CN103321660B (zh) 2013-06-25 2013-06-25 一种矿用恒阻让压吸能防冲支护装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310258013.4A CN103321660B (zh) 2013-06-25 2013-06-25 一种矿用恒阻让压吸能防冲支护装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103321660A CN103321660A (zh) 2013-09-25
CN103321660B true CN103321660B (zh) 2015-04-22

Family

ID=49190677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310258013.4A Expired - Fee Related CN103321660B (zh) 2013-06-25 2013-06-25 一种矿用恒阻让压吸能防冲支护装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103321660B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103541747B (zh) * 2013-10-10 2015-08-19 辽宁工程技术大学 一种花形薄壁吸能防冲支护装置
CN103557017B (zh) * 2013-11-08 2015-06-17 辽宁工程技术大学 一种单体支柱防冲吸能加长杆
CN103628901B (zh) * 2013-12-10 2016-09-28 辽宁工程技术大学 矿用扩径式防冲单体液压支架
CN104121025A (zh) * 2014-06-11 2014-10-29 华北水利水电大学 一种抗冲击地压的联合支护方法
CN105422145B (zh) * 2015-12-30 2018-01-09 辽宁工程技术大学 一种具有增阻吸能功效的u型钢可缩性支架
CN110130954A (zh) * 2019-06-19 2019-08-16 辽宁工程技术大学 一种直纹管外翻式吸能装置
CN110307022B (zh) * 2019-07-16 2024-03-08 北京诚田恒业煤矿设备有限公司 一种反折纹形变恒阻吸能装置
CN112648332A (zh) * 2020-12-03 2021-04-13 北京科技大学 一种球形胞孔梯状变形矿压控制器及方法
CN113803090B (zh) * 2021-10-20 2022-12-13 石家庄铁道大学 隧道让压支护装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4096927A (en) * 1976-06-11 1978-06-27 Suehiro Takatsu Shock absorber
GB2096202B (en) * 1981-04-03 1984-06-27 Coal Industry Patents Ltd Stilts for use with underground mine roof supports
IL103233A (en) * 1992-09-21 1994-10-07 Sintram Ltd Energy absorbing device
CN2791253Y (zh) * 2005-05-04 2006-06-28 中国矿业大学 抗冲击气囊两柱式液压支架
CN2809216Y (zh) * 2005-04-19 2006-08-23 中国矿业大学 单体液压支柱防冲击保护装置
JP2008201578A (ja) * 2007-02-16 2008-09-04 Adachi Kikai Seisakusho:Kk 円筒体の衝突による反転を利用した緩衝機構
CN102182478A (zh) * 2011-05-16 2011-09-14 辽宁工程技术大学 矿用快速消波耗能缓冲装置
CN103075168A (zh) * 2011-10-26 2013-05-01 斯特塔产品全球公司 可缩性支架及方法
CN203347809U (zh) * 2013-06-25 2013-12-18 辽宁工程技术大学 矿用恒阻让压吸能防冲支护装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4096927A (en) * 1976-06-11 1978-06-27 Suehiro Takatsu Shock absorber
GB2096202B (en) * 1981-04-03 1984-06-27 Coal Industry Patents Ltd Stilts for use with underground mine roof supports
IL103233A (en) * 1992-09-21 1994-10-07 Sintram Ltd Energy absorbing device
CN2809216Y (zh) * 2005-04-19 2006-08-23 中国矿业大学 单体液压支柱防冲击保护装置
CN2791253Y (zh) * 2005-05-04 2006-06-28 中国矿业大学 抗冲击气囊两柱式液压支架
JP2008201578A (ja) * 2007-02-16 2008-09-04 Adachi Kikai Seisakusho:Kk 円筒体の衝突による反転を利用した緩衝機構
CN102182478A (zh) * 2011-05-16 2011-09-14 辽宁工程技术大学 矿用快速消波耗能缓冲装置
CN103075168A (zh) * 2011-10-26 2013-05-01 斯特塔产品全球公司 可缩性支架及方法
CN203347809U (zh) * 2013-06-25 2013-12-18 辽宁工程技术大学 矿用恒阻让压吸能防冲支护装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN103321660A (zh) 2013-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103321660B (zh) 一种矿用恒阻让压吸能防冲支护装置
US20200011178A1 (en) M-type energy-absorbing rockbolt
CN108868856B (zh) 抗高冲击大变形吸能锚固托盘组件的吸能锚固方法
CN108119175B (zh) 一种让位缓冲吸能防冲锚杆
CN102182478B (zh) 矿用快速消波耗能缓冲装置
CN203296794U (zh) 一种让压可延伸玻璃钢锚杆
CN108547649B (zh) 一种结构精简化的大变形吸能锚杆
CN203347809U (zh) 矿用恒阻让压吸能防冲支护装置
CN104818723A (zh) 边坡支护用抗滑桩
CN102619539A (zh) 一种矿用快速吸能防冲让位支护构件
CN110925001B (zh) 一种防止锚索失效弹射的缓冲保护装置
CN103982212B (zh) 矿用六边形管式抗让吸能防冲装置
CN110966030B (zh) 一种多级应力及位移控制可伸长锚杆与可回收锚杆装置
CN112879057A (zh) 一种全向环压负膨胀锚杆装置及增强锚固方法
CN203114315U (zh) 一种自测预应力让压锚杆
CN205297608U (zh) 一种新型液压膨胀式可回收锚杆
CN218177258U (zh) 一种恒阻让压锚杆
CN109057843B (zh) 锚固段高延伸率抗冲击锚杆及其锚固方法
CN110617094A (zh) 能够加强锚固作用的减震定位复合式注浆锚杆
CN215292549U (zh) 一种适用于软岩大变形及高应力地质隧道的吸能锚杆
CN102392662A (zh) 一种弯曲式动静组合锚杆
CN103541747B (zh) 一种花形薄壁吸能防冲支护装置
CN109914487A (zh) 一种隐蔽式木结构古建筑柱脚粘滞阻尼器耗能减震装置
CN103982211A (zh) 一种高强度大变形活塞式增阻锚杆
CN205778956U (zh) 一种深部动压巷道支护装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150422