采空区冲击波防护装置的制作方法

本实用新型涉及一种采空区冲击波防护装置。

背景技术：

矿山在开挖的过程中，必然会形成采空区，规模大小不一。而形成采空区即会存在一定的安全隐患，一旦失稳易引发或诱发了各类安全事故。其危害主要表现为：冒顶片帮、局部或整体垮塌、引发空气冲击波、地表塌陷等。其中，伴随着采空区顶板冒落而形成的空气冲击波对井下作业人员、设备将产生极大的安全威胁。据统计，2009年至2015年，花垣铅锌矿区共发生冒顶片帮事故26起，死亡48人。2006年8月19日，湖南省石门县天德石膏矿老采空区顶板大面积坍塌，造成天德、澧南两矿9人死亡，并造成地表大面积塌陷。

由于采空区引发或诱发的地质灾害具突发性和隐蔽性，难以防范，一旦发生，往往会发生灾难性事故，造成的损失巨大，产生的社会影响强烈。因此，在采空区形成的过程中，为了防止采空区垮塌引发冲击气浪、垮塌震动、飞石等危害，需要在采空区与矿山连接安全通道之间设置阻挡措施或装置，以消除或削弱采空区危害。而目前常用的阻挡措施，如设置钢筋混凝土挡墙、沙包挡墙等，基本是封闭或留有安全出口，这对人员通行可能影响不是很大，但对矿山的机械设备通行影响很大，还有通风、排水也有较大的影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种不影响矿山常规机械设备通行、对通风及排水影响较小的采空区冲击波防护装置。

本实用新型提供的这种采空区冲击波防护装置，设置在巷道靠近采空区的一端，包括多列对称布置在巷道两侧的支撑组件、与支撑组件一对一布置的钢板，位于巷道同侧的钢板通过连杆实现连动，所述支撑组件包括多排水平固定在巷道侧壁上的支撑杆和固定在各支撑杆上远离采空区一侧的限位杆，各支撑组件上的支撑杆相互平行的布置于同一竖直面内，限位杆伸出支撑杆布置，钢板高度比巷道高度矮0.05～0.1m、长度为巷道宽度的1/2～2/3，各钢板可转动的插装在支撑杆靠近采空区一侧的外端部上，对称布置的钢板向采空区内侧倾斜布置呈打开状，两侧钢板由采空区内的冲击波推动绕支撑杆旋转至由限位杆阻挡形成一一对接的挡板。

为进一步防止钢板向采空区外侧旋转呈打开状，在支撑杆面向采空区的一侧焊接有辅助限位板，对称布置的钢板由采空区内的冲击波推动绕支撑杆旋转至由限位杆和辅助限位板双向阻挡成闭合状。

为保证发生冲击波时支撑杆能够产生足够的抗剪强度，支撑杆长度1.8～2.2m，且留在巷道中的长度约0.3～0.4m。

为足够阻挡钢板往巷道方向打开，并在巷道中间支撑冲击波对钢板的冲击，限位杆长度为0.4～0.5m，且其焊接在支撑杆上的长度约0.25～0.3m。

为增大冲击波的接触面积，能够较为轻易的冲击钢板在巷道中形成封闭的挡板，在钢板远离支撑组件的一端设有向采空区外侧弯曲的圆弧段。

为保证冲击波具有足够冲击钢板的接触面积，钢板一端与支撑组件连接、一端指向采空区内侧呈与巷道侧壁成10°～15°夹角的倾斜布置。

为方便倾斜角的定位，在采空区与支撑组件间的巷道内设有用于限定钢板倾斜角度的定位杆。

所述定位杆相互对称的垂直固定在巷道各侧壁上。

所述定位杆相互对称的竖直固定在巷道顶壁两侧。

本实用新型通过在巷道侧壁对称设置多列支撑组件和钢板，将对称布置的钢板设成向采空区方向打开状，可实现采空区内矿山常规机械设备通行及通风和排水；通过插装结构使钢板在支撑杆上可以自由转动，通过限位杆使钢板只能运行至巷道中线位置，不能反向打开，可在采空区失稳引发冲击波时，利用冲击波推动钢板在巷道中旋转至闭合，从而阻挡或削弱采空区冲击波的危害；通过连杆将各侧的钢板连接成一整体，实现连动，利用各钢板叠加后的重力进一步削弱采空区冲击波的危害，加大钢板反向打开的阻力。本实用新型对矿山的正常生产不会造成较大的影响，不仅工作人员可以自由通行，常规的机械设备也可自由通行，对采空区内的运输、通风、排水影响小。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中a-a处剖视结构示意图。

图3为图1中b处局部剖视放大结构示意图。

图4为图1中c向局部放大结构示意图。

图中示出的标记及所对应的构件名称为：

1、采空区；2、巷道；3、支撑组件；4、钢板；5、连杆；6、定位杆；31、支撑杆；32、限位杆；33、辅助限位板；41、凹槽；42、直线段；43、圆弧段。

具体实施方式

从图1至图3可以看出，本实用新型这种采空区冲击波防护装置，包括支撑组件3、钢板4、连杆5和定位杆6，

支撑组件3有六列，各支撑组件3两两一组的对称布置在靠近采空区1一端的巷道2两侧壁上，每列支撑组件3均包括多个支撑杆31和多个支撑杆31上的限位杆32，支撑杆31呈水平的垂直锚固在巷道2侧面的围岩壁内，同列支撑组件3上的支撑杆31相互平行的布置于同一竖直面内并呈间距相同的多排布置，限位杆32一对一的焊接在支撑杆31远离采空区1的一侧上，限位杆32的端部伸出支撑杆31的端部布置，

钢板4有六块并与支撑组件3一对一布置，钢板4的高度比巷道2高度矮0.05～0.1m、长度为巷道2宽度的1/2～2/3、厚度≥2cm，在各钢板4的一端由上至下开设有与相应列支撑组件3上的支撑杆31对应布置的凹槽41，钢板4一端通过凹槽41插装在支撑杆31靠近采空区1一侧的外端部上、一端指向采空区1内侧倾斜布置，对称布置的钢板4向采空区1内侧倾斜布置呈打开状，两侧钢板4在采空区内冲击波的推动作用下可绕其与支撑杆31外端部的接触线向采空区1外侧转动，对称布置的钢板4旋转由限位杆32阻挡形成一一对接的挡板，

连杆5有十二个，各连杆5三三一组的相互平行的铰接于位于巷道2同侧的相邻钢板4之间，同侧的钢板4通过连杆5组成叠加的鱼鳞型的连动组件，

定位杆6有两个，两定位杆6相互对称的垂直固定在采空区1与支撑组件3间的巷道2的各侧壁上，巷道2两侧靠近采空区1的钢板4抵在对应侧的定位杆6上，使各钢板4与巷道2侧壁均相交成10°～15°夹角。

从图1和图2还可以看出，本实用新型中的支撑组件3还包括两块辅助限位板33，各辅助限位板33均焊接在面向采空区1一侧的相邻支撑杆31之间，辅助限位板33布置在支撑杆31靠近巷道2侧壁的一端，限位杆32焊接在支撑杆31靠近巷道2中心的一端，钢板4通过凹槽41插装在辅助限位板33与限位杆32之间的支撑杆31上，使用时，两侧钢板4的外侧段在采空区内冲击波的推动作用下绕其与支撑杆31外端部的接触线向采空区1外侧转动至抵在限位杆32上，钢板4内侧段则是向采空区内旋转至抵在辅助限位板33上，在限位杆32与辅助限位板33双向阻挡作用下，各钢板4被限定位置，对称布置的钢板4对接成闭合状，适用于采空区冲击波力度较大的情况。

在本实用新型中，支撑杆31由长度为1.8～2.2m的螺纹钢或锚杆制成，支撑杆31留在巷道2中的长度约0.3～0.4m。

在本实用新型中，限位杆32由长度为0.4～0.5m的螺纹钢制成，各限位杆32焊接在支撑杆31上的长度约0.25～0.3m。

从图1至图3可以看出，在本实用新型中，钢板4包括直线段42和圆弧段43，凹槽41设在直线段42的侧端部，钢板4由直线段42上的凹槽41可转动的插装在支撑杆31靠近采空区1一侧的外端部上，对称布置的钢板4的直线段42向采空区1内侧倾斜布置呈打开状，圆弧段43位于钢板4远离支撑组件3的一端，圆弧段43面向采空区外侧弯曲布置。

在本实用新型中，定位杆6还可相互对称的竖直固定在巷道2顶壁两侧。