[发明专利]一种矿井井下防冲击地压巷道支护设备及其使用方法

权利要求书

1.一种矿井井下防冲击地压巷道支护设备，其特征在于：包括：

底板支撑架(1)；

顶板支撑架(2)，其采用对称设置的支撑柱(3)支撑于底板支撑架(1)上；

支撑组件，其连接于顶板支撑架(2)与支撑柱(3)之间，且所述支撑组件上设置有应变片，用于监测来自于顶部支撑架(2)的压力和/或压力变化；以及

中空锚杆(9)，其固定于支撑柱(3)的一侧，且穿过顶板支撑架(2)伸入至锚孔(10)中；

还包括控制器，所述控制器与应变片以及中空锚杆的注液组件电连，且当应变片监测到压力大于第一阈值时，所述控制器控制注液组件向中空锚杆中注入能够使得岩石微爆破的液体和/或结构；当应变片监测到压力在第二阈值与第一阈值之间时，所述控制器控制注液组件向中空锚杆中注入能够压裂岩石的注浆液；

且所述第一阈值大于第二阈值。

2.根据权利要求1所述的矿井井下防冲击地压巷道支护设备，其特征在于：所述支撑柱(3)相互靠近的一侧还连接有延伸座(6)，两个延伸座(6)之间固定有连接架(8)，所述连接架(8)上阵列有多个用于支撑顶板支撑架(2)的可转换支撑组件(7)。

3.根据权利要求2所述的矿井井下防冲击地压巷道支护设备，其特征在于：初始阶段，所述支撑组件为第一支撑组件(4)，所述第一支撑组件(4)用于在第一区域进行刚性支护；

所述可转换支撑组件(7)用于在第二区域保持柔性支护。

4.根据权利要求3所述的矿井井下防冲击地压巷道支护设备，其特征在于：当应变片监测到压力变化频率低于第三阈值时，所述支撑组件更换为第二支撑组件(5)，所述第二支撑组件(5)用于在第一区域进行柔性支护；

所述可转换支撑组件(7)转换为在第二区域保持刚性支护。

5.根据权利要求2所述的矿井井下防冲击地压巷道支护设备，其特征在于：所述可转换支撑组件(7)包括支撑筒(72)，其固定于所述连接架(8)上，所述支撑筒(72)中采用高强度弹簧连接有密封滑动设置于所述支撑筒(72)中的支撑臂(71)，所述支撑臂(71)的一端伸出所述支撑筒(72)以便与顶板支撑架(2)相连，且所述支撑筒(72)的中部开设有转换孔(73)，以便通过转换孔(73)向支撑筒(72)中注入高强度凝固液。

6.根据权利要求5所述的矿井井下防冲击地压巷道支护设备，其特征在于：各个支撑筒(72)中在注入高强度凝固液时，其凝固液的量可调，且通过调节凝固液的量能够调节支撑臂(71)的伸出长度。

7.根据权利要求1所述的矿井井下防冲击地压巷道支护设备，其特征在于：所述锚孔(10)的端部开设有延伸孔(11)。

8.根据权利要求1所述的矿井井下防冲击地压巷道支护设备，其特征在于：所述中空锚杆(9)的端部固定连通有连接筒(14)，所述连接筒(14)的另一端分别连通有第一管体(12)和第二管体(13)，其中所述第一管体(12)用于向连接筒(14)中注入能够使得岩石微爆破的液体和/或结构；所述第二管体(13)用于向连接筒(14)中注入能够压裂岩石的注浆液。

9.根据权利要求4所述的矿井井下防冲击地压巷道支护设备，其特征在于：所述第二支撑组件(5)包括：

底座(51)；

支撑爪(52)，其采用囊体以及弹簧连接于所述底座(51)上；

对称铰接于支撑爪(52)两侧的第一臂体(53)，所述第一臂体(3)的另一端与第二臂体(54)相铰接，所述第二臂体(54)的另一端铰接至底座(51)上；

膨胀囊，其固定于所述底座(51)上，且用于支撑所述第二臂体，且所述膨胀囊与囊体相连通设置；以及

多个铰接于第一臂体与第二臂体之间的缓冲弹簧(56)。

10.一种矿井井下防冲击地压巷道支护设备使用方法，其使用如权利要求1～9任意一项所述的矿井井下防冲击地压巷道支护设备，其特征在于：包括如下步骤：

S1.架设底板支撑架(1)和顶板支撑架(2)，其中，顶板支撑架(2)采用对称设置的支撑柱(3)支撑于底板支撑架(1)上；且顶板支撑架(2)与支撑柱(3)之间连接有支撑组件，且所述支撑组件上设置有应变片；

S2.安装中空锚杆(9)，其固定于支撑柱(3)的一侧，且穿过顶板支撑架(2)伸入至锚孔(10)中；

将控制器与应变片以及中空锚杆的注液组件电连；

S3.在支撑柱(3)相互靠近的一侧连接延伸座(6)，两个延伸座(6)之间固定有连接架(8)，所述连接架(8)上阵列有多个用于支撑顶板支撑架(2)的可转换支撑组件(7)；

S4.初始阶段，所述支撑组件为第一支撑组件(4)，所述第一支撑组件(4)用于在第一区域进行刚性支护；

所述可转换支撑组件(7)用于在第二区域保持柔性支护；

S5.当应变片监测到压力大于第一阈值时，所述控制器控制注液组件向中空锚杆中注入能够使得岩石微爆破的液体和/或结构；

S6.当应变片监测到压力在第二阈值与第一阈值之间时，所述控制器控制注液组件向中空锚杆中注入能够压裂岩石的注浆液；

S7.当应变片监测到压力变化频率低于第三阈值时，所述支撑组件更换为第二支撑组件(5)，所述第二支撑组件(5)用于在第一区域进行柔性支撑；

所述可转换支撑组件(7)转换为在第二区域保持刚性支护。