一種單向背板的吸能支架的制作方法
【專利摘要】一種單向背板的吸能支架，屬于煤礦巷道支護【技術(shù)領域】，主要應用于深部沖擊地壓礦井回采巷道內(nèi)的U?型鋼支架。本實用新型裝置一種單向背板的吸能支架，包括上墊板，吸能柱，下墊板?，氣壓防沖缸?，卡環(huán)，連接桿和吸能連接梁，在上墊板和下墊板中間設有能夠阻礙上下墊板相去運動的單向收縮裝置，所述單向收縮裝置包括護套。本實用新型具有強度高、抗腐蝕性等特點，在動載條件能夠快速讓位、吸能，安全可靠。
【專利說明】一種單向背板的吸能支架

【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型屬于煤礦巷道支護【技術(shù)領域】，涉及一種單向背板的吸能支架，主要應用于深部沖擊地壓礦井回采巷道內(nèi)的U型鋼支架抗沖擊防護。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，深部礦井回采巷道支護的防沖主要依靠支架防護，而現(xiàn)有的U型鋼支架構(gòu)成的支護結(jié)構(gòu)比較簡單、承載能力較大、具有增阻速度快、支護強度高和可縮性高等優(yōu)點，被廣泛應用于巷道圍巖不穩(wěn)定、變形量較大、受動壓影響較大的煤礦回采巷道，其克服了剛性支架的不可收縮缺點。隨著礦井開采深度的不斷增加，巷道沖擊地壓等動力現(xiàn)象增多，沖擊地壓發(fā)生時，釋放大量沖擊能量，這些能量以沖擊波的形式通過介質(zhì)傳播到U型鋼支架構(gòu)成的支護結(jié)構(gòu)上，對其產(chǎn)生強烈的沖擊破壞。這就要求U型鋼支架構(gòu)成的支護結(jié)構(gòu)不但能承受強大的圍巖靜載，更要其承受沖擊地壓產(chǎn)生的高速、強烈動載，而現(xiàn)有U型鋼支架構(gòu)成的支護結(jié)構(gòu)抗沖擊性較差，且其采用的搭接的連接方式無法做到快速收縮卸壓，因此很難做到快速讓位卸壓，無法及時吸收沖擊地壓發(fā)生過程中釋放的能量，因此難以有效抵御沖擊地壓產(chǎn)生的高強動載。
[0003]為了保護U型鋼支架，中國專利CN201310489010—種支架的吸能防沖背板，公開了一種吸能防沖背板，在U型鋼支架頂梁與巷道圍巖之間，具有強度高、抗腐蝕性等特點，在動載條件能夠快速讓位、吸能。在發(fā)生弱沖擊時，該裝置利用氣壓防沖缸內(nèi)氣體的快速壓縮及安全閥卸壓釋放過載壓力，實現(xiàn)吸能讓位功能，保證弱沖擊時支架的支護承載力在可承受范圍之內(nèi)，使支架免受破壞；在強沖擊地壓發(fā)生瞬間，氣壓防沖缸內(nèi)的氣體被快速壓縮、吸能柱快速讓位吸能，吸能連接梁變形吸能，錐套擠壓脹環(huán)增強其吸能能力，消耗沖擊波能量，保護支架免遭沖擊破壞。
[0004]但是在復雜的巷道工況環(huán)境必然會有多次的沖擊，而該專利公開的吸能背板在承受多次強弱不同的沖擊后周遭環(huán)境必然發(fā)生變化，導致背板回彈，反向沖擊周遭圍巖，導致圍巖變疏松，如此反復，重復回彈極可能導致周遭坍塌等安全事故。
實用新型內(nèi)容
[0005]針對現(xiàn)有吸能防沖背板的缺陷，本實用新型要解決的技術(shù)問題是:提供一種單向背板的吸能支架，在動載條件能夠快速讓位、吸能，單向收縮，安全可靠。
[0006]解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為:設計一種單向背板的吸能支架，包括上墊板，吸能柱，下墊板，氣壓防沖缸，卡環(huán)，連接桿和吸能連接梁，其特征在于:在上墊板和下墊板中間設有能夠阻礙上下墊板相去運動的單向收縮裝置，所述單向收縮裝置包括護套，單向收縮裝置上下端通過轉(zhuǎn)軸分別連接上墊板和下墊板，所述單向收縮裝置包括滑動板和限位卡，限位卡用于限制滑動板的回縮，所述滑動板設置連續(xù)的卡槽，所述限位卡包括限位軸、彈性限位片、限位鍵、檔桿和扳手，包括分別連接在上墊板和下墊板上的帶有突出鋸齒的剛性板，其中，連接在上墊板的剛性板的鋸齒向上傾斜，連接在下墊板的剛性板的鋸齒向下傾斜，與連接在上墊板的剛性板的鋸齒呈反方向排列；包括分別連接在上墊板和下墊板上的帶有突出方向相反的突出部分的剛性板，其中，連接在上墊板的剛性板的突出部分向上傾斜突出，連接在下墊板的剛性板的突出部分向下傾斜突出，與連接在上墊板的剛性板的突出部分呈反方向排列。
[0007]本實用新型取得的有益效果是:
[0008]利用本裝置和方法，吸能背板在被壓縮過程中，吸收大部分沖擊能，可大幅度降低作用到U型鋼支架上的沖擊能，保證作用在U型鋼支架上的載荷在其可承受范圍之內(nèi)，而沖擊過后，吸能背板被自帶的單向收縮裝置鎖死，不會反復重復回彈引起圍巖晃動疏松，從而保證巷道穩(wěn)定與安全。
[0009]巷道圍巖擠壓沖擊過后，上下墊板在吸能柱推動作用下發(fā)生相去方向的運動，帶動單向收縮裝置，將上下墊板的相去運動鎖死。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]下面結(jié)合附圖及實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明:
[0011]圖1為護套結(jié)構(gòu)示意圖
[0012]圖2為滑動板結(jié)構(gòu)示意圖
[0013]圖3為限位片結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]圖4為限位卡結(jié)構(gòu)示意圖
[0015]圖5為帶有彈性鋸齒支架整體示意圖
[0016]圖6為帶有限位卡支架整體示意圖
[0017]圖7為滑動板和限位卡結(jié)構(gòu)示意圖
[0018]圖中:1上墊板 2吸能柱 3連接桿4吸能連接梁 5下墊板 6氣壓防沖缸7卡環(huán) 8上剛性板 9下剛性板 10單向收縮裝置11滑動板 12限位卡13卡槽14限位軸 15彈性限位片 16限位鍵 17檔桿 18扳手 19轉(zhuǎn)軸20護套21膠墊。

【具體實施方式】
[0019]實施例1
[0020]如圖所示，一種單向背板的吸能支架，上墊板1，吸能柱2，下墊板5，氣壓防沖缸6，卡環(huán)7，連接桿3和吸能連接梁4，在上墊板I和下墊板5中間設有能夠阻礙上下墊板相去運動的單向收縮裝置10，所述單向收縮裝置10包括護套20 ;單向收縮裝置10上下端通過轉(zhuǎn)軸19分別連接上墊板I和下墊板5，所述單向收縮裝置10包括滑動板11和限位卡12，限位卡12用于限制滑動板11的回縮，所述滑動板11設置連續(xù)的卡槽13，所述限位卡12包括限位軸14、彈性限位片15、限位鍵16、檔桿17和扳手18。
[0021]井下環(huán)境惡劣，粉塵顆粒雜物較多，進入單向收縮裝置10會損壞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，阻礙滑動板10的正常運動；設置所述護套20，可以有效的進行內(nèi)部防護；護套20采用兩邊扣合的組裝方式，容易拆分進行內(nèi)部清理，膠墊21阻止顆粒從上方灌入。
[0022]限位軸14、彈性限位片15、限位鍵16、扳手18固定連接在一起，限位軸14的轉(zhuǎn)動帶動彈性限位片15轉(zhuǎn)動，限位鍵16為彈性限位片15的尖化邊緣，該尖化邊緣即限位鍵16，限位鍵16的寬度與卡槽13的寬度相配合，檔桿17用于限制彈性限位片15的轉(zhuǎn)動。將本實用新型放置于U型鋼支架頂梁與巷道圍巖之間，左、右兩個下墊板5分別放置在相鄰兩架U型鋼支架上，當巷道圍巖緩慢變形，巷道圍巖作用于本實用新型的上墊板1，壓迫上墊板I向下移動，滑動板11向下運動，限位鍵16卡入卡槽13，卡槽13限制滑動板11回縮，當滑動板11繼續(xù)向下運動，所述滑動板11設置連續(xù)的卡槽13，限位鍵16卡入下一個卡槽13。這樣上墊板I和下墊板5之間的距離只會單向縮小，不會回彈。
[0023]當回縮到一定程度，扳動扳手18，限位軸14帶動限位片15轉(zhuǎn)動，限位鍵16從卡槽13中脫出，滑動板11得以回縮，滑動到合適的卡槽位置限位鍵16再次進入卡槽13，上墊板I回復到未受壓狀態(tài)。
[0024]所述彈性限位片15在自身彈力作用下封閉滑動板11的滑動入口，當滑動板11接入后封閉的入口被沖開，彈性限位片15壓迫著滑動板11的卡槽一帶，滑動板11只被允許下滑并被卡槽13鎖定無法回縮，包括扳手18，當上墊板I和下墊板5之間的距離持續(xù)縮小，需要放松滑動板11，讓滑動板11和上墊板I回復原狀時，轉(zhuǎn)動扳手18，扳手18帶動彈性限位片15轉(zhuǎn)動，限位鍵16從卡槽13脫出，按住扳手18不放，滑動板11的回縮不再受到阻礙，得以解鎖。
[0025]其中轉(zhuǎn)軸19起到單向收縮裝置10可以相對上下墊板傾斜的作用，不會因為上下墊板水平方向的位移而破壞裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，不必嚴格要求單向收縮裝置10與上下墊板的夾角。
[0026]其中，限位軸14同時起到加固限位片15的作用，檔桿17控制和限定限位片15的轉(zhuǎn)動幅度。
[0027]實施例2
[0028]如圖所示，一種單向背板的吸能支架，包括左、右上墊板1，左、右吸能柱2，左、右下墊板5，左、右氣壓防沖缸6，左、右卡環(huán)7，連接桿3和吸能連接梁4，連接在上墊板1、和下墊板5上的帶有突出鋸齒的上剛性板8和下剛性板9，其中，剛性板8的鋸齒向上傾斜，剛性板9的鋸齒向下傾斜，與剛性板8上面的鋸齒反方向。
[0029]將本實用新型放置于U型鋼支架頂梁與巷道圍巖之間，左、右兩個下墊板5分別放置在相鄰兩架U型鋼支架上，當巷道圍巖緩慢變形，巷道圍巖作用于本實用新型的上墊板1，壓迫上墊板I向下移動，給巷道圍巖提供讓位變形空間，避免自身承受過高壓力而損壞；當發(fā)生沖擊時，由于氣體具有較好的可壓縮性,沖擊時缸體內(nèi)氣體被快速壓縮,吸收沖擊能并提供讓位空間，為圍巖提供讓位變形空間。同時帶有鋸齒狀突出物的上剛性板8、下剛性板9因鋸齒方向相反且進行相互靠近的相對運動，剛性板發(fā)生順方向錯位位移。
[0030]當沖擊過后，沖擊力消除，氣缸內(nèi)的壓力開始推動上墊板I向外即向擠壓圍巖方向移動，此時上剛性板8、下剛性板9將發(fā)生相互遠離的相對運動，由于上下剛性板的鋸齒為反方向，此時鋸齒相互嚙合，鎖死整個吸能背板裝置，上墊板I將不再回彈移動。即不會對裝置周遭圍巖發(fā)生反方向作用力，避免反復沖擊可能引起的圍巖疏松、垮塌。
[0031]本領域內(nèi)技術(shù)人員應當明白，基于本專利的構(gòu)想容易想到和實現(xiàn)的構(gòu)造設計，以及可達到多重目的的裝置和方法，均在本專利的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種單向背板的吸能支架，包括上墊板，吸能柱，下墊板，氣壓防沖缸，卡環(huán)，連接桿和吸能連接梁，其特征在于:在上墊板和下墊板中間設有能夠阻礙上下墊板相去運動的單向收縮裝置，所述單向收縮裝置包括護套。
2.按照權(quán)利要求1所述一種單向背板的吸能支架，其特征在于:單向收縮裝置上下端通過轉(zhuǎn)軸分別連接上墊板和下墊板。
3.按照權(quán)利要求1或2所述一種單向背板的吸能支架，其特征在于:所述單向收縮裝置包括滑動板和限位卡，限位卡用于限制滑動板的回縮。
4.按照權(quán)利要求3所述一種單向背板的吸能支架，其特征在于:所述滑動板設置連續(xù)的卡槽。
5.按照權(quán)利要求3所述一種單向背板的吸能支架，其特征在于:所述限位卡包括限位軸、彈性限位片、限位鍵、檔桿和扳手。
6.按照權(quán)利要求1或2所述一種單向背板的吸能支架，其特征在于:包括分別連接在上墊板和下墊板上的帶有突出鋸齒的剛性板，其中，連接在上墊板的剛性板的鋸齒向上傾斜，連接在下墊板的剛性板的鋸齒向下傾斜，與連接在上墊板的剛性板的鋸齒呈反方向排列。
7.按照權(quán)利要求1或2所述一種單向背板的吸能支架，其特征在于:包括分別連接在上墊板和下墊板上的帶有突出方向相反的突出部分的剛性板，其中，連接在上墊板的剛性板的突出部分向上傾斜突出，連接在下墊板的剛性板的突出部分向下傾斜突出，與連接在上墊板的剛性板的突出部分呈反方向排列。
【文檔編號】E21D15/44GK203925533SQ201420383268
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月12日
【發(fā)明者】朱林學 申請人:朱林學