一种楔形砌体式圆形巷道吸能支护装置的制作方法

本发明涉及煤矿安全，具体地说，涉及一种楔形砌体式圆形巷道吸能支护装置。

背景技术：

1、随着煤矿开采深度的增加和开采范围的不断扩大，冲击地压事故的显现频率与破坏程度愈加突出。冲击地压发生时，巷道围岩突发变形破坏，会对巷道支护体产生剧烈的冲击作用，造成支护体的破坏甚至垮塌，同时巷道还会发生片帮、冒顶及垮塌等，还会造成机械设备倾翻、破坏，从而引发巷道阻塞。

2、由于冲击地压事故显现的危害较大，因此，煤矿对其进行了大量、深入的研究和治理。经分析得知，支护体系的失稳破坏主要不是由于强度不足，而是由于支护体的抗冲击能力较差，没有良好的让位缓冲吸能的功能。目前我国煤矿已普遍进入深部开采阶段，面临着强大的矿压与愈加复杂的地质条件对支护提出的更高的要求，所以急需提出更合理的支护方法，设计更优越的支护设备，改善目前的煤矿防冲支护状况，以保障煤矿工人的人身安全和采矿工作的顺利进行。

技术实现思路

1、本发明的内容是提供一种楔形砌体式圆形巷道吸能支护装置，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。

2、根据本发明的一种楔形砌体式圆形巷道吸能支护装置，包括外圈支护结构和内圈吸能结构，所述外圈支护结构由多个刚性箱式壳体铰接而构成的封闭结构，所述内圈吸能结构由多个吸能箱式结构铰接而构成的封闭结构，所述外圈支护结构与所述内圈吸能结构同心且紧密贴合构成环形支护体，所述刚性箱式壳体与吸能箱式结构交替设置。

3、优选地，所述刚性箱式壳体与所述吸能箱式结构均为楔形结构，所述刚性箱式壳体的楔形向内，所述吸能箱式结构的楔形向外。

4、优选地，所述刚性箱式壳体的圆弧端设有让位孔和小圆孔，相邻的刚性箱式壳体由铰接轴进行连接，铰接轴位于小圆孔内。

5、优选地，所述让位孔为槽型结构，且中阶段的宽度小于圆弧段的直径。

6、优选地，所述吸能箱式结构底边设置连接耳，相邻的所述吸能箱式结构由铰接轴和连接耳相铰接。

7、优选地，所述刚性箱式壳体与所述吸能箱式结构的顶角大小相同。

8、优选地，所述吸能箱式结构由填充了多孔泡沫合金的金属薄壁管制成。

9、优选地，所述吸能箱式结构为填充了多孔泡沫合金的预折纹薄壁金属箱体。

10、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

11、1、刚性箱式壳体与吸能箱式结构交替设置，在一定的外力或外部能量作用下，外圈支护结构能够发生一定的位移，以使得内圈吸能结构能够产生吸能效果。

12、2、让位孔为槽型结构，且中阶段的宽度小于圆弧段的直径，使得外圈支护结构在铰接处能够发生一定的相对滑移，能够对吸能箱式结构产生挤压。

13、3、当冲击地压发生瞬间，外圈的刚性箱式壳体承受的压力超过其阈值后，通过让位孔而具有被挤压变形的趋势，当内部的吸能箱式结构承受的压力超过其阈值后，会立即发生快速变形而让位吸能，释放过载压力，消耗冲击波能量，缓解外圈的刚性圆形支护结构受到的冲击作用，保护支架免遭冲击破坏，当吸能箱式结构吸能达到顶峰时，本发明将产生更大的支护力，避免巷道直接被压垮塌，无逃生之道。

技术特征：

1.一种楔形砌体式圆形巷道吸能支护装置，其特征在于：包括外圈支护结构和内圈吸能结构，所述外圈支护结构由多个刚性箱式壳体(1)铰接而构成的封闭结构，所述内圈吸能结构由多个吸能箱式结构(3)铰接而构成的封闭结构，所述外圈支护结构与所述内圈吸能结构同心且紧密贴合构成环形支护体，所述刚性箱式壳体(1)与所述吸能箱式结构(3)交替设置，在外力作用下，外圈支护结构能够发生一定的位移，以使得内圈吸能结构能够产生吸能效果。

2.根据权利要求1所述的一种楔形砌体式圆形巷道吸能支护装置，其特征在于：所述刚性箱式壳体与所述吸能箱式结构均为楔形结构，所述刚性箱式壳体(1)的楔形向内，所述吸能箱式结构(3)的楔形向外。

3.根据权利要求1所述的一种楔形砌体式圆形巷道吸能支护装置，其特征在于：所述刚性箱式壳体(1)的圆弧端设有让位孔(7)和小圆孔(8)，相邻的刚性箱式壳体(1)由铰接轴进行连接，铰接轴位于小圆孔(8)内，铰接轴穿过上一个刚性箱式壳体(1)的小圆孔(8)后，与下一个刚性箱式壳体(1)的让位孔(7)连接。

4.根据权利要求3所述的一种楔形砌体式圆形巷道吸能支护装置，其特征在于：所述让位孔(7)为槽型结构，且中阶段的宽度小于圆弧段的直径，使得外圈支护结构在铰接处能够发生相对滑移，能够对吸能箱式结构(3)产生挤压。

5.根据权利要求1所述的一种楔形砌体式圆形巷道吸能支护装置，其特征在于：所述吸能箱式结构(3)底边设置连接耳(6)，相邻的所述吸能箱式结构(3)由铰接轴和连接耳(6)相铰接，铰接轴穿过上一个吸能箱式结构(3)后，与下一个吸能箱式结构(3)的连接耳(6)连接。

6.根据权利要求1所述的一种楔形砌体式圆形巷道吸能支护装置，其特征在于：所述刚性箱式壳体(1)与所述吸能箱式结构(3)的顶角大小相同。

7.根据权利要求1～6所述的任意一种楔形砌体式圆形巷道吸能支护装置，其特征在于：所述吸能箱式结构(3)为填充了多孔泡沫合金的预折纹薄壁金属箱体。

技术总结
本发明涉及煤矿安全技术领域，涉及一种楔形砌体式圆形巷道吸能支护装置，包括外圈支护结构和内圈吸能结构，外圈支护结构由多个刚性箱式壳体铰接而构成的封闭结构，内圈吸能结构由多个吸能箱式结构铰接而构成的封闭结构，刚性箱式壳体与吸能箱式结构交替设置，在一定的外力或外部能量作用下，外圈支护结构能够发生一定的位移，以使得内圈吸能结构能够产生吸能效果；当冲击地压发生瞬间，当吸能箱式结构承受的压力超过其阈值后，会立即发生快速变形而让位吸能，释放过载压力，消耗冲击波能量，缓解外圈的刚性圆形支护结构受到的冲击作用，保护支架免遭冲击破坏，当吸能箱式结构吸能达到顶峰时，本发明将产生更大的支护力，避免巷道直接被压垮塌。

技术研发人员：盛继权,肖永惠,王美琪,刘瀚琦,杨发武,陶涛,孙磊,肖和东,张龙,任唐闯,徐江龙,马征,王昊
受保护的技术使用者：抚顺矿业集团有限责任公司老虎台矿
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15