一种巷道防冲支架顶梁锁紧装置

本发明涉及巷道防冲支护，具体地说，涉及一种巷道防冲支架顶梁锁紧装置。

背景技术：

1、冲击地压是影响矿井开采安全的典型动力灾害之一，多年以来煤炭的大规模开采使浅部煤层赋存大量减少，为满足需求则继续向深部开采进发。但随着开采深度加深，煤层的地应力特征、围岩应力状态、煤体应力水平、赋存环境等多方面变得尤为复杂。综采工作面所采用的液压支架强度高、密度大，抵御冲击地压的能力较强。巷道作为井下采掘的关键通路，是运输、排水、通风的重要地下结构，由于对其需求的特殊性，巷道内液压支架的支护强度及支护密度不能够达到工作面的水平。

2、我国巷道冲击地压发生次数约占煤矿冲击地压发生总数的90％左右，而随着巷道开挖时间的增加，上覆岩层的弹性区逐渐向塑性区转化，塑性区逐渐向破碎区转化，因此为了保证回采工作安全有效的进行，对巷道的支护及对冲击地压的抵御是极为重要的。

3、现阶段针对于巷道支护，采用的主流液压支架形式包括垛式液压支架、单体液压支架、单元式液压支架、自移式液压支架、门式液压支架等，各类支架均具有自身特色，但在针对冲击地压防冲方面均略显不足，巷道冲击地压的发生是一种能量转换过程，当该能量传至巷道围岩处需通过支护系统吸能，液压支架作为支护系统的重要一环，其能够保证支护应力的要求，但不能满足吸能要求。液压支架虽均配备安全阀，但由于冲击地压产生时间极短，通常小于50ms，而安全阀开启时间大于该值，因此在安全阀未开启之前，支架整体显现为全局刚性，不能够对冲击地压释放的能量进行有效的转换，仅能够通过设备的损坏完成吸能，支架常常会发生胀缸、弯曲、爆缸、折断等多种失效问题，支架是巷道支护的最后一环，当其损坏后，巷道整体性、稳定性均发生变化，会对工人生命安全和生产安全带来极大的危害。

4、经过现场勘察与理论分析，可知巷道在长时间采动应力作用下会发生变形，造成顶底板变形，两巷向内收缩，导致巷道在走向上宽窄不一，除门式支架外，大部分支架并未考虑对两巷进行支护，且门式支架宽度并不可调，对变形巷道得适应性并不强；同时，巷道内受潮湿与高温的影响，螺栓易发生锈蚀现象，导致其拆装困难。

技术实现思路

1、本发明的内容是提供一种巷道防冲支架顶梁锁紧装置，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。

2、根据本发明的一种巷道防冲支架顶梁锁紧装置，包括单元支架和桥式吸能顶梁，所述桥式吸能顶梁设于单元支架上方，通过所述单元支架支撑位于上方的桥式吸能顶梁，以实现对巷道的支护；

3、在所述单元支架上方设有单元支架顶梁，所述单元支架顶梁上端设计有多个矩形定位凸台，在所述桥式吸能顶梁两端下方开设有多组限位凹槽，多组所述限位凹槽与限位凹槽搭配使用；在所述单元支架顶梁的前后侧设有锁紧装置，通过所述锁紧装置将桥式吸能顶梁与单元支架顶梁连接为一体；

4、所述锁紧装置包括固定座、底座、压杆和压头，其中，所述固定座焊接于单元支架顶梁底端，便于对所述压杆的固定，所述底座焊接于单元支架顶梁的侧面，其内部设有连杆将压杆与底座进行铰接，同时，压头与底座铰接，压杆与压头铰接，以构成四连杆机构对压杆和压头的回转与限位；

5、优选地，在桥式吸能顶梁两侧设有弧形槽，压头与弧形槽相匹配，以使得压头能够恰好卡入弧形槽内，实现单元支架顶梁与桥式吸能顶梁的限位固定。

6、优选地，在所述单元支架顶梁的前后侧至少各设有两组锁紧装置，在所述桥式吸能顶梁的上平台梁段侧方开设有多个弧形槽，配合所述锁紧装置完成对两单元支架之间的距离进行调节。

7、优选地，所述弧形槽的个数为锁紧装置的整数倍，构成多档宽度调节以提高支架对巷道的适应性。

8、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

9、①桥式吸能顶梁与两侧的单元支架采用锁紧装置进行固定，易拆分运输，也可进行自由组装搭配，桥式吸能顶梁搭配单元支架及其单元支架顶梁进行双列断面支护，也可单独使用单元支架构成单列支护，满足断面支护稳定性与安全性更好的特点，也兼容单列支护活动性强的优势。

10、②桥式吸能顶梁与两侧的单元支架之间采用限位凹槽与定位凸台搭配方式进行连接，配合锁紧机构的多挡位锁紧模式，两单元支架在巷道宽度方向可调，适应巷道宽度能力更强。

11、③采用四连杆机构形成的锁紧装置，能够快速实现锁紧与松开，能够有效避免了锈蚀的影响。

技术特征：

1.一种巷道防冲支架顶梁锁紧装置，包括单元支架(1)和桥式吸能顶梁(9)，所述桥式吸能顶梁(9)设于单元支架(1)上方，通过所述单元支架(1)支撑位于上方的桥式吸能顶梁(9)；在所述单元支架(1)上方设有单元支架顶梁(5)，所述单元支架顶梁(5)上端设计有多个矩形定位凸台(501)，在所述桥式吸能顶梁(9)两端下方开设有多组限位凹槽(907)，多组所述限位凹槽(907)与限位凹槽(907)搭配使用；在所述单元支架顶梁(5)的前后侧设有锁紧装置(10)，通过所述锁紧装置(10)将桥式吸能顶梁(9)与单元支架顶梁(5)连接为一体；

2.根据权利要求1所述的一种巷道防冲支架顶梁锁紧装置，其特征在于：在桥式吸能顶梁(9)两侧设有弧形槽(906)，压头(1004)与弧形槽(906)相匹配，以使得压头(1004)能够恰好卡入弧形槽(906)内，实现单元支架顶梁(5)与桥式吸能顶梁(9)的限位固定。

3.根据权利要求2所述的一种巷道防冲支架顶梁锁紧装置，其特征在于：在所述单元支架顶梁(5)的前后侧至少各设有两组锁紧装置(10)，在所述桥式吸能顶梁(9)的上平台梁段(901)侧方开设有多个弧形槽(906)，配合所述锁紧装置(10)完成对两单元支架(1)之间的距离进行调节。

4.根据权利要求3所述的一种巷道防冲支架顶梁锁紧装置，其特征在于：所述弧形槽(906)的个数为锁紧装置(10)的整数倍，构成多档宽度调节以提高支架对巷道的适应性。

技术总结
本发明涉及煤矿安全支护技术领域，涉及一种巷道防冲支架顶梁锁紧装置，包括单元支架和桥式吸能顶梁；所述单元支架上方设有单元支架顶梁，所述单元支架顶梁的前后侧设有锁紧装置；所述锁紧装置包括固定座、底座、压杆和压头，其中，所述固定座焊接于单元支架顶梁底端，便于对所述压杆的固定，所述底座焊接于单元支架顶梁的侧面，其内部设有连杆将压杆与底座进行铰接，同时，压头与底座铰接，压杆与压头铰接，以构成四连杆机构对压杆和压头的回转与限位；有益效果：可解决支架顶梁受力不均问题，实现支架顶梁多点多支撑力防护；易拆分运输，也可进行自由组装搭配；两单元支架在巷道宽度方向可调，适应巷道宽度能力更强。

技术研发人员：肖永惠,王朝引,王黔,张建卓,赵雷,郭昊,徐再燃
受保护的技术使用者：辽宁大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15