[实用新型]一种矿用防冲主动接顶球形吸能支柱结构及支护系统

说明书

本实用新型涉及一种矿用防冲主动接顶球形吸能支柱结构及支护系统，包括包括下支撑体、上支撑体和吸能球体；所述上支撑体滑动设置于下支撑体上；所述上支撑体具有腔体，所述腔体内部设置有所述吸能球体，所述吸能球体的顶部与上支撑体的腔体顶壁接触，吸能球体的底部与下支撑体的顶部接触；所述下支撑体、上支撑体和吸能球体联合组成支柱结构，支护于巷道顶底板之间。还涉及支护系统，由多个沿巷道支护的支柱结构。本实用新型结构简单，承载能力高、可缩性能好且成本经济。

技术领域

本实用新型属于煤矿巷道防冲支护领域，具体涉及一种矿用防冲主动接顶球形吸能支柱结构及支护系统。

背景技术

随着我国煤炭开采深度的增加，冲击地压发生的频率和烈度显著增大，常造成巷道支护结构整体失稳和人员伤亡事故，目前冲击巷道常采用“强泄压、强支护”的预防技术，常用的木支护、金属支护、锚喷和单体液压支柱支护等皆为刚性支护，这些支护方式支护强度低、劳动强度大、安全性差，并且不能满足突发冲击地压所携带能量对支护体系的巨大冲击作用，支护材料常瞬间发生变形破坏；而超前液压支架虽然具有较高的防护能力，但是自身重量大、对顶板反复支撑引起顶板破碎、移动不方便、占用空间大，不如单体的支护形式灵活。因此，对冲击地压巷道稳定控制已成为我国矿产开挖中亟待解决的问题，发明一种承载能力高、可缩性能好且成本经济的防冲支护体迫在眉睫。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种矿用防冲主动接顶球形吸能支柱结构及支护系统，提供一种具有较高的工作阻力，可以达到4000-10000kN/柱，在冲击地压发生时可以快速可缩，同时保持支柱承载力不降低，保证冲击条件下巷道空间内安全完整，保证设备和人员安全。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种矿用防冲主动接顶球形吸能支柱结构，包括下支撑体、上支撑体和吸能球体；所述上支撑体滑动设置于下支撑体上；所述上支撑体具有腔体，所述腔体内部设置有所述吸能球体，所述吸能球体的顶部与上支撑体的腔体顶壁接触，吸能球体的底部与下支撑体的顶部接触；所述下支撑体、上支撑体和吸能球体联合组成支柱结构，支护于巷道顶底板之间。

上、下支撑体可滑动地配合提供了一定的让压空间，同时吸能球体的阻力作用下能够起到前期支护的作用，只有在冲击地压发生的时候可以快速可缩，既提供了有效地支护，又实现了空间上的让压，保证了巷道完整和人员安全。

本实用新型一种优选的实施方式，所述上、下支撑柱为钢管结构，所述下支撑体的钢管内部灌注浆液；所述上支撑体套设在下支撑体外壁上。

钢管等惯性矩、不宜扭曲、支撑力高，通过内部填充浆液可以满足支护的要求，同时成本可控。除此以外也可以采用FRP管。

本实用新型一种优选的实施方式，所述上支撑体顶部设置有顶盖，所述吸能球体位于顶盖与下支撑体顶部之间。

通过顶盖可以较大面积支护于顶板。

本实用新型一种优选的实施方式，所述上支撑体空间内位于下支撑体顶部设置有可滑动的钢板，所述钢板与上支撑体内壁之间设置有第一密封圈，且第一密封圈固定于钢板外周上；所述吸能球体位于顶盖与钢板之间。

通过可滑动的钢板，在下支撑体内部灌注浆液的可以顶升钢板，在钢板的作用下顶升吸能球体从而带动上支撑体支护于顶板上。通过密封圈的设置可以保证足够的顶升压力，防止漏浆。

本实用新型一种优选的实施方式，所述吸能球体贯通设置有排气道，所述排气道的顶部与所述顶盖的排气孔连通，所述排气道的底部与所述下支撑体的钢板的排气孔连通。

支柱顶端设有穿过圆形钢板、吸能材料和顶盖的排气道，用以排出注浆时支柱腔体内的气体，保证灌浆更加充分。排气道可以是钢管结构。

本实用新型一种优选的实施方式，所述吸能球体为橡胶、水囊或者空心金属球体。