[发明专利]一种矿用多级让压防冲支护装置、支护系统及使用方法

权利要求书

1.一种矿用多级让压防冲支护装置，其包括环形缸体，环形缸体的中部设置有用于安装锚杆或锚索的安装孔，其特征在于，环形缸体内设置有能沿环形缸体移动的密闭式滑动活塞与滑动连杆活塞，密闭式滑动活塞、滑动连杆活塞与环形缸体内壁之间均为动密封，密闭式滑动活塞上表面与环形缸体顶板之间形成一弹簧缓冲腔，弹簧缓冲腔内布置有第一弹簧，密闭式滑动活塞与滑动连杆活塞之间布置一液压腔；滑动连杆活塞的下表面与环形缸体底板之间形成一缓冲复位腔，缓冲复位腔内布置有第二弹簧；滑动连杆活塞的下表面上设置有多个阻尼孔，液压腔与缓冲复位腔通过阻尼孔相连通。

2.根据权利要求1所述的矿用多级让压防冲支护装置，其特征在于，第一弹簧处于原始状态，在与液压腔对应的环形缸体中部设置有安全阀，安全阀下方设置有液压传感器，该液压传感器与一数显压力表通信连接。

3.根据权利要求2所述的矿用多级让压防冲支护装置，其特征在于，与安全阀相对一侧的环形缸体上设置有用于向液压腔添加液压油的充液阀，充液阀与安全阀位于同一圆的直径上。

4.一种使用如权利要求1所述矿用多级让压防冲支护装置的支护系统，其特征在于，在巷道的顶板上设置有多个如权利要求1所述矿用多级让压防冲支护装置，每个矿用多级让压防冲支护装置安装孔内均设置有一锚杆或锚索，锚杆或锚索通过固定螺母固定在对应矿用多级让压防冲支护装置，锚杆或锚索另一端锚固在对应岩石层内。

5.一种如权利要求1所述矿用多级让压防冲支护装置的使用方法，其包括以下步骤：

步骤一：分别采用锚杆、锚索钻机在预定位置打钻孔，然后在对应钻孔内安装锚杆或锚索，完成巷道支护；

步骤二：巷道受冲击载荷作用时，弹簧缓冲腔迅速做出反应，腔体压缩，实现第一级让压，同时增大支护系统的支护阻力；然后，液压腔做出反应，液压腔内的液压油通过滑动连杆活塞上的阻尼孔进入缓冲复位腔内，实现第二级让压；当冲击载荷非常大，液压油压力超过规定值时，将通过安全阀释放部分液压油，防止支护系统被损坏；

步骤三：冲击载荷消失后，弹簧缓冲腔在第一弹簧的作用下恢复原状，缓冲复位腔在第二弹簧的作用下恢复原状。

步骤四：液压腔内安装有液压传感器，通过数显压力表可实时显示液压油压力p，按式(1)可获得支护系统支护阻力F，

F＝p(πR²-πr²)    (1)

式中：R为弹簧缓冲腔外圆半径，单位为米；r为弹簧缓冲腔内圆半径，单位为米。

6.根据权利要求5所述的使用方法，其特征在于，上述步骤三具体的还包括：若液压腔内液压油出现损失时，通过充液阀向液压腔内加注液压油，改变支护系统支护阻力。