一种套筒连杆式防冲支架的制作方法

本发明涉及煤矿开采技术领域，具体涉及一种套筒连杆式防冲支架。

背景技术：

冲击地压是煤矿生产中最严重的动力灾害之一，我国发生过冲击地压的矿井多起，随着煤矿开采深度的增加和开采强度的不断扩大，冲击地压的破坏程度也越来越突出，它是一种在井巷或工作面煤岩体内以突然、急剧、猛烈破坏为特征，并伴随着煤岩体中应变能的突然释放，不仅影响采掘进度，还常常威胁到采掘人员及机具的安全。

目前对于冲击地压巷道主要采用“强卸压、强支护”的预防技术，无法真正实现对煤矿巷道内顶板的长期支护，减少或解决在冲击地压发生时所产生的灾害损失。

技术实现要素：

针对现有技术在发生冲击地压时所采用的预防技术，无法实现对巷道顶板的有效支护，给采掘人员和机具造成威胁，本发明提供了一种套筒连杆式防冲支架。

所采用的技术方案如下：

一种套筒连杆式防冲支架，包括顶梁、支撑柱和底梁，所述支撑柱的两端分别与所述的顶梁和底梁铰接，所述顶梁呈圆弧状，沿所述顶梁的长度方向上设有多个与其下部相铰接的所述支撑柱，所述支撑柱为可伸缩结构，所述顶梁通过所述支撑柱驱动，使其在所述支撑柱所限定的伸缩方向上移动。

进一步地，所述顶梁包括圆弧形的第一顶梁和第二顶梁，所述支撑柱包括第一支撑柱、第二支撑柱和第三支撑柱，所述第一顶梁的一端与所述第二顶梁的一端通过转轴形成铰接，所述第一支撑柱的两端分别与所述第一顶梁的另一端和所述底梁的一端铰接，所述第三支撑柱的两端分别与所述第二顶梁的另一端和所述底梁的另一端铰接；所述第二支撑柱设置于所述第一支撑柱和第三支撑柱之间，其两端分别与所述的第一顶梁和底梁相铰接。

所述底梁包括第一底梁、第二底梁和第三底梁，所述第二底梁的两端分别与所述第一底梁的一端和第三底梁的一端通过转轴形成铰接；所述的第一支撑柱、第二支撑柱和第三支撑柱的下端分别与对应的第一底梁、第二底梁和第三底梁形成一一对应铰接。

所述第一支撑柱、第二支撑柱和第三支撑柱分别包括套筒、液压立柱和防冲装置，所述防冲装置设置于所述套筒内，所述液压立柱的下部设置于所述套筒内，其下端与所述防冲装置接触，所述液压立柱的上端与所述的第一顶梁或第二顶梁铰接，所述套筒的下端与所述底梁连接。

所述防冲装置为安装于所述套筒内部的可形变的吸能防冲件。

所述第一支撑柱和第三支撑柱还包括可伸缩的护套结构，所述液压立柱设置于所述护套结构中。

所述护套结构包括第一连杆套筒和第二连杆套筒，所述第一连杆套筒一端与所述第二连杆套筒的一端形成可滑动的插接配合结构，所述第一连杆套筒的上端与所述顶梁铰接，所述第二连杆套筒的下端与所述底梁铰接。

所述的第一底梁、第二底梁和第三底梁主体为矩形截面箱式结构，所述第一底梁和第三底梁可绕所述第二底梁两端的转轴旋转。

本发明技术方案，具有如下优点：

a.本发明将顶梁设置为弧形结构，能够更好地适应拱形巷道的断面形状，依靠其下方的多个具有伸缩结构的支撑柱实现对顶梁的支撑，使支架的支撑力更均匀。同时，弧形结构的顶梁还具有很好的结构强度，便于梁体的结构优化设计，提高材料利用率。

b.本发明将顶梁分为铰接的第一顶梁和第二顶梁，第一顶梁和第二顶梁可以绕转轴形成旋转连接，两段圆弧形的第一顶梁和第二顶梁可以很好地与圆弧状的巷道顶板接触，通过调节第一支撑柱、第二支撑柱和第三支撑柱对第一顶梁和第二顶梁所形成的顶梁弧度大小进行调节，使其支撑顶板的适应性更加强大，另外，本发明是通过三个支撑柱对顶梁进行支撑，稳固性更好，大大提高了对顶板的支撑强度，进一步减少冲击地压发生时所产生的灾害损失。

c.本发明在第一支撑柱、第二支撑柱和第三支撑柱的套筒内分别设有防冲装置，防冲装置的设置可以进一步缓冲冲击地压所带来的强烈冲击，有利于对支架及巷道作出防冲保护。

d.本发明中的第一支撑柱与第三支撑柱为带有可伸缩的护套结构，可以有效保护内部液压立柱，防止巷道两帮向内收缩挤压直接损坏液压立柱；同时，护套结构与巷道两帮为非平面接触，可以将巷道帮的挤压力向护套两侧导引，进一步提高了支架抗侧帮挤压的能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的防冲支架立体结构示意图；

图2为图1所示结构主视图；

图3为防冲支架置于巷道中的工作状态示意图。

附图标记说明：

1-顶梁

11-第一顶梁，12-第二顶梁

2-支撑柱

21-第一支撑柱

22-第二支撑柱

a-套筒，b-液压立柱

c-护套结构，c1-第一连杆套筒，c2-第二连杆套筒

23-第三支撑柱

3-底梁

31-第一底梁，32-第二底梁，33-第三底梁

4-转轴；5-煤矿；6-巷道。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明提供了一种套筒连杆式防冲支架，包括顶梁1、支撑柱2和底梁3，支撑柱2的两端分别与顶梁1和底梁3铰接，顶梁1呈圆弧状，沿顶梁1的长度方向上设有多个与其下部相铰接的支撑柱2，这里的支撑柱2为可伸缩结构，顶梁1通过支撑柱2驱动，使其在支撑柱2所限定的伸缩方向上移动。在使用时，通过多个固定在底梁3上的支撑柱2驱动调节弧形顶梁的支撑角度，其中弧形顶梁的自身弧形角与巷道顶板的形状相配，如图3所示。本发明将顶梁设置为弧形结构，能够更好地适应拱形巷道的断面形状，依靠其下方的多个具有伸缩结构的支撑柱实现对顶梁的支撑，使支架的支撑力更均匀。同时，弧形结构的顶梁还具有很好的结构强度，便于梁体的结构优化设计，提高材料利用率。

本发明中所采用的顶梁1优选的分为两段，方便对整个顶梁的支撑角度进行控制，具体包括圆弧形的第一顶梁11和第二顶梁12，支撑柱2包括第一支撑柱21、第二支撑柱22和第三支撑柱23，第一顶梁11的一端与第二顶梁12的一端通过转轴形成铰接，第一支撑柱21的两端分别与第一顶梁11的另一端和底梁3的一端通过转轴4形成铰接，第三支撑柱23的两端分别与第二顶梁32的另一端和底梁3的另一端通过转轴4形成铰接；第二支撑柱22设置于第一支撑柱21和第三支撑柱23之间，其两端分别与第一顶梁11和底梁3相铰接。在第一支撑柱21、第二支撑柱22的驱动作用下可以实现第一顶梁11沿着转轴4进行旋转，独立调整其支撑角度；而通过独立调整第三支撑柱23可以快速对第二顶梁12的支撑角度做出调整，使整个顶梁的支撑面更贴合于巷道顶板上。

另外，本发明还将底梁3分为多个活动连接的第一底梁31、第二底梁32和第三底梁33，第二底梁32的两端分别与第一底梁31的一端和第三底梁33的一端通过转轴4形成铰接；第一支撑柱21、第二支撑柱22和第三支撑柱23的下端分别与对应的第一底梁31、第二底梁32和第三底梁33形成一一对应铰接。底梁采用分段组合式结构，方便生产加工及井下安装拆卸，同时还能使底梁更好地与巷道底板贴合，实现对巷道更有效地支护。

采用两段圆弧形的第一顶梁11和第二顶梁12，通过调节第一支撑柱21、第二支撑柱22和第三支撑柱23对第一顶梁11和第二顶梁12所形成的顶梁1整个弧度大小进行调节，使其支撑顶板的适应性更加强大。另外，本发明是通过三个支撑柱对顶梁进行支撑，稳固性更好，大大提高了对顶板的支撑强度，进一步减少冲击地压发生时所产生的灾害损失。

本发明中的第一支撑柱21、第二支撑柱22和第三支撑柱23分别包括套筒a、液压立柱b和防冲装置(图中未画出)，防冲装置设置于套筒a内，采用与套筒a内侧面相接触的可形变的吸能防冲件，比如橡胶防冲件或弹性金属防冲件；液压立柱b的下部设置于套筒a内，其下端与防冲装置接触，液压立柱b的上端与第一顶梁11或第二顶梁12铰接，在套筒a的下端呈垂直与底梁3连接。防冲装置的设置可以进一步缓冲冲击地压所带来的强烈冲击，有利于对巷道作出防冲保护。

为了更有效保护底梁两端的第一支撑柱21和第三支撑柱23，本发明在第一支撑柱21和第三支撑柱23中还包括可伸缩的护套结构c，液压立柱b设置于护套结构c中。如图2所示，具体的护套结构c可以采用如下结构，包括第一连杆套筒c1和第二连杆套筒c2，第一连杆套筒c1一端与第二连杆套筒c2的一端形成可滑动的插接配合结构，第一连杆套筒c1的上端与顶梁1铰接，第二连杆套筒c2的下端与底梁3铰接。在液压立柱b伸缩时，第一连杆筒体c1和第二连杆套筒c2之间会发生相对滑动，从而改变顶梁的高低，其中中部的第二支撑柱22作为主要支撑，可以受到两侧第一支撑柱21和第三支撑柱23的保护。第一支撑柱21与第三支撑柱23为带有可伸缩的护套结构，可以有效保护内部液压立柱b，防止巷道两帮向内收缩挤压直接损坏液压立柱b；同时，护套结构与巷道两帮为非平面接触，可以将巷道帮的挤压力向护套两侧导引，进一步提高了支架抗侧帮挤压的能力。

本发明中的第一底梁31、第二底梁32和第三底梁33均优选为矩形截面的箱式结构，第一底梁31和第三底梁33可绕第二底梁32两端的转轴4旋转。

如图3所示，当将本发明所示结构的防冲支架置于煤矿5的巷道6中时，只需要同时启动三个支撑柱，使两弧形的第一顶梁11和第二顶梁12升高至巷道顶板处即可实现完成对巷道的支撑。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。