[发明专利]一种快速吸能防冲抗底臌的巷道液压支架底梁

说明书

技术领域

本发明属于煤矿安全支护技术领域，特别是涉及一种快速吸能防冲抗底臌的巷道液压支架底梁。

背景技术

煤矿开采过程中突发冲击地压时，常会引发巷道围岩结构失稳，出现巷道冒顶、片帮及底臌等，从而导致巷道支架变形甚至垮塌破坏，造成人员伤亡事故，采煤作业被迫停止，给煤矿带来较大经济损失。

其中，巷道底臌发生时，伴随着底板的剧烈震动，岩体突发破碎并对上覆设备及支护体瞬间产生巨大冲击作用，常会造成支架底部损坏，轨道被抬起，皮带被掀翻，巷道断面缩小等，阻碍正常的运输和通行，因此不得不投入大量的人力和物力进行“挖底”等临时性处理。严重时会导致整条巷道报废，严重制约了煤矿的正常生产作业。

目前，已有部分矿井引入了一些新式巷道液压支架，旨在通过高强度的支护防御巷道冲击地压，但由此产生的效果是：由于支架刚度太大，在冲击地压下并不具备缓冲让压的能力，冲击较小时尚可抵御，但冲击较大时支架会在最薄弱部位首先损坏，导致支架的支护能力减弱，甚至存在失稳破坏的危险。以一种现有的门式巷道液压支架为例，这种由高强度箱型底梁、顶梁及两根液压支柱构成的支架结构，在冲击地压引起的底臌中，由于底梁限位铰接处产生应力集中，会导致底梁向上凸起、弯折，有的彻底折断，破坏程度比较严重。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种快速吸能防冲抗底臌的巷道液压支架底梁，当巷道突发冲击地压并有底臌趋势时，可有效吸收底板的冲击能量，保证底梁不发生损坏，从而缓解支架受到的冲击作用，防止巷道支护体系失稳破坏。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种快速吸能防冲抗底臌的巷道液压支架底梁，包括反拱变截面箱型梁、冲压吸能组件及碳纤维布，在所述反拱变截面箱型梁内均匀分布有若干冲压吸能组件安装腔，所述冲压吸能组件位于冲压吸能组件安装腔内，所述碳纤维布位于冲压吸能组件下侧，并与冲压吸能组件下部紧密贴合，碳纤维布端部与反拱变截面箱型梁相固连。

所述冲压吸能组件包括吸能块和冲压块，所述吸能块位于冲压块顶板上，吸能块顶部与冲压吸能组件安装腔上腔壁紧密贴合。

在所述冲压吸能组件安装腔侧壁上设置有导向筋，在所述冲压块侧板上设有导向槽，导向筋位于导向槽内，通过导向筋在导向槽的滑动，使冲压块与冲压吸能组件安装腔侧壁滑动配合。

所述吸能块由填充了多孔泡沫合金材料的金属薄壁管制成。

所述吸能块的上、下端面均为平面，且上、下端面相平行。

所述冲压块顶板上端面为平面，冲压块底板下端面为弧面。

本发明的有益效果：

本发明与现有技术相比，摒弃了传统巷道液压支架底梁采用的多段连接的结构形式，所采用的是受力更合理、承载效果更优的反拱变截面箱型梁，且在反拱变截面箱型梁内还加装了冲压吸能组件。在准静态围岩压力下，底梁基本保持刚性支护状态，当冲击地压发生时，底板有底臌趋势，可以通过吸能块的破坏变形让位，快速吸收底板围岩的冲击动能，缓解底梁以及整个支架结构受到的冲击作用，保护液压支架整体结构不受损坏，从而防止了巷道支护体系的失稳破坏。

本发明具备通过安置不同技术参数的吸能块，即可满足不同巷道抗底臌防冲支护要求；本发明通过采用耗能而不蓄能的方式，即将底板围岩的冲击动能吸收，而并非在底梁或支架中积蓄起来，避免支架逐渐趋向非稳定的高能态；本发明的冲压吸能组件由于反拱变截面箱型梁位于冲压吸能组件安装腔内，节省了巷道的开掘空间，同时冲压吸能组件可更换，保证了反拱变截面箱型梁的长期重复使用。

附图说明

图1为本发明的一种快速吸能防冲抗底臌的巷道液压支架底梁结构示意图；

图2为反拱变截面箱型梁俯视图；

图3为图1中A-A剖面图；

图4为吸能组件俯视图；

图中，1—反拱变截面箱型梁，2—碳纤维布，3—吸能块，4—冲压块，5—导向筋，6—导向槽，7—冲压吸能组件安装腔。

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、2、3、4所示，一种快速吸能防冲抗底臌的巷道液压支架底梁，包括反拱变截面箱型梁1、冲压吸能组件及碳纤维布2，在所述反拱变截面箱型梁1内均匀分布有若干冲压吸能组件安装腔7，所述冲压吸能组件位于冲压吸能组件安装腔7内，所述碳纤维布2位于冲压吸能组件下侧，并与冲压吸能组件下部紧密贴合，碳纤维布2端部与反拱变截面箱型梁1相固连。