[实用新型]用于井下采矿工作面顶板支护的支柱

说明书

技术领域

本实用新型涉及煤矿开采领域，具体涉及用于井下采矿工作面顶板支护的支柱。

背景技术

目前井下采矿工作面顶板支护多采用单体液压支柱，而市场上应用最广泛的单体液压支柱是DZ型支柱、DWX型柱塞悬浮式单体液压支柱。但单体液压支柱卸载时经三用阀排出大量的工作液，通常直接排放在工作现场，造成底板潮湿、积水，而且排出液体还会造成底板整体性被破坏，支柱容易插底，顶板周期性来压时造成支柱下沉，从而引发严重的安全事故。特别是对于支护高度在630mm以下的工作面，工人操作时只能仰卧在底板上进行作业，所以工人的作业环境极其恶劣，而且支柱工作液使用的乳化液中含有防锈剂、乳化剂、醇类化合物、脂类化合物等多种化学成分，对地下水资源造成了极大地污染，同时又浪费了大量的乳化液。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供用于井下采矿工作面顶板支护的支柱，对支柱内的工作液进行循环使用或是有效回收，以防止排出液对地下水源形成破坏性污染。

本实用新型通过下述技术方案实现：

用于井下采矿工作面顶板支护的支柱，包括柱体以及设置在柱体下端的底座，在所述柱体内滑动设置有套管，顶盖固定在套管上端，在所述套管内设置有活塞，隔板固定在套管的底部，且活塞、隔板将套管内部分隔成气腔与液腔，在活塞上设有单向阀，在所述柱体上设置有进气管以及进液管，所述进液管端部向柱体内部中心延伸，且在进液管上依次连接有注液管以及回液管，隔板与底座之间留有间隙，所述回液管分别贯穿活塞、隔板后与该间隙连通，所述注液管以及回液管的上端相互连通且在两者之间设置有控制阀；还包括推动板，所述推动板套设在回液管上，所述注液管下端依次贯穿活塞、推动板后进入液腔内，在进气管内设有注气管，所述注气管下端贯穿活塞后与推动板上表面接触。针对现有技术中顶板支护的工作液体中含有多种化学成分且对地下水源造成极大污染问题，发明人通过对柱体的重新设计，使得工作液体在支柱内循环使用，并且能够对套筒内的工作液进行彻底回收，以防止排出液对地下水源形成破坏性污染，同时降低工作液体的消耗量；

具体工作时，底座固定，确保对柱体以及套筒的稳定支撑，而顶盖、套筒、活塞构成气腔，套筒、活塞以及隔板构成液腔，气腔与液腔组成气液支柱的工作腔室；当支柱进行升柱工序时，工作液通过注液管持续注入液腔内，然后向气腔注入压缩空气，随着气体的注入，气腔内部压力达到一定值时，迫使套筒、活塞以及隔板开始下移，液腔的工作液通过单向阀流入间隙内，随着间隙内工作液流量的不断增加，活塞以及套筒开始上升，达到支撑高度后，继续通过进气管向气腔内加压，直至达到支柱的初撑力后停止加压；支柱进行降柱工序时，通过将气腔内的高压气体排出，迫使气腔形成负压，在负压的作用下，活塞上行，液腔内的压强减小，而间隙内的高压液体则通过回液管以及控制阀、注液管回流至液腔中，以确保工作液的重复使用，即压缩空气单次注入或是外排，支柱便实现升柱或是降柱，即完成一个完整的工作循环，以实现在低于630mm以下的工作面的支护。通过循环利用工作液，大大降低了工作液的消耗量；进一步地，在支柱使用完毕后，向进气管中的注气管中持续注入高压空气，且注气管采用可伸缩的柔性软管，以带动推动板向下移动，而活塞在与进液管接触后被限位，此时液腔中的工作液沿注液管重新回流至进液管中，方便工作液被重新收集，在推动板移动至液腔底部时，液腔中的工作液被完全排出，此时将活塞与推动板之间的高压气体排出，使得该部分形成负压，推动板重复与活塞接触，即支柱实现复位，以方便下一次使用；通过将液腔内的工作液进行收集，避免了液腔中的工作液直接外排至工作面附近，防止工作液对地下水源造成污染。

所述注液管下端依次贯穿活塞、推动板后向液腔底部延伸。注液管的下端延伸至靠近隔板上表面的区域，在注入工作液时能够降低工作液对液腔的冲击，同时在支柱使用完成后对液腔内的工作液进行收集时，保证液腔内的工作液能够实现快速外排，确保工作液的彻底排出，以方便下次支护使用。

所述回液管的轴线与活塞以及隔板的轴线重合。作为优选，回液管与活塞以及隔板的轴线重合，使得无论是升柱或是降柱时，活塞以及隔板上受到气体或是液体的压力均衡，避免活塞或是隔板的局部与套管内壁之间产生较大的磨损，以延长支柱的使用寿命。

所述推动板为高强度塑料板。作为优选，推动板采用高强度塑料板，能够保证推动板在液腔内的稳定移动，同时避免推动板与液腔内工作液发生化学反应而出现腐蚀，以确保液腔内工作液的彻底外排。