[发明专利]一种单体液压支柱防冲阀

说明书

技术领域

本发明属于煤矿巷道支护技术领域，涉及一种单体液压支柱防冲阀，主要应用于深部煤矿冲击地压巷道的单体液压支柱。

背景技术

随着我国能源需求量的增加和开采强度的不断加大，矿井深度日趋加深，数千米深的矿井屡见不鲜。此类矿井具有如下特征：1、原岩应力大，要求支护强度也大；2、巷道围岩在高压力下变形大，要求支护大变形让位；3、顶板断裂高冲击或冲击地压发生的频率和强度增加，要求支护具有快速吸能防冲功能。现有的液压支架由于其纵横向稳定性好、防护性能强、移架速度快、对顶板适应性强等特点，被广泛应用于回采巷道。但深部开采易发生冲击地压区域地应力大，巷道变形速度快，要求液压支架既要满足巷道准静态变形时缓慢让位，保证液压支架压力在可承受范围内，又要满足冲击地压发生造成巷道准动态变形时液压支架快速让位，降低冲击载荷对液压支架的压力，确保液压支架压力在其可承受范围之内。

第一种情况是顶板压力较大，顶板的下沉速度很慢(0.005～0.05mm/min),处于被动支撑阶段的立柱活塞腔压力增长缓慢，立柱活塞腔压力经长时间缓慢增加，最终达到其额定工作阻力，超过额定工作阻力后，安全阀将缓慢开启，使其处于恒阻阶段，防止液压支架超载破坏，这种状态是体现安全阀小流量启溢闭特性的状态。

第二种情况发生在生产过程影响区，顶板下沉速度较快(60～80mm/min)，液压支架立柱活塞腔压力增长较快，超过额定工作阻力，安全阀开启，由于顶板下沉速度快，安全阀将出现较频繁的间断开启，体现了液压支架的恒阻性。

第三种情况在顶板快速来压时，顶板沉降速度可达200～500mm/s，冲击地压更大,甚至超过几倍。在这种情况下，液压支架立柱活塞腔的压力可能增高若干倍。由于冲击地压产生的强冲击动载荷常常超出液压支架的强度范围，液压支架普通安全阀的排液速度和流量有限，液压支架不能及时让位卸压，造成短时间内液压支架压力超出液压支架可以承受的范围，导致液压支架立柱压弯、压粗、爆裂与断裂等破坏现象，使得几百架液压支架破坏，几百米巷道坍塌,严重威胁到人员的安全和减慢生产进度。因此，支架的支护特性主要取决于顶板下沉速度与安全阀的特性，具体体现在安全阀大、小流量启溢闭特性的状态。

由此可见，液压支架在配置小流量安全阀的基础上再配置大流量安全阀是解决顶板冲击破坏问题的有效途径。正常情况下，大流量安全阀处于关闭状态，液压支架的恒阻特性是由小流量安全阀来实现。当顶板发生猛烈冲击时，大流量安全阀与吸能元件配合，达到冲击载荷下要求的启溢闭特性，迅速释放掉立柱活塞腔内的高压液体，使液压支架下缩速度适应顶板的冲击下沉速度，从而避免了液压支架因冲击过载而遭到破坏。但采用此种方法采用阀体数量多，操作复杂，功能单一。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种单体液压支柱防冲阀，不是常规三用阀的多阀简单组合形式，而是采用一阀多功用形式，该防冲阀在静载条件下利用溢流孔让位卸压，动载条件下利用储能器缓冲吸能和注液孔让位卸压，具有快速吸收冲击能的防冲功能，且集注液升柱、放液降柱、静压安全保护、动压防冲吸能和远程控制多种功能于一体。