一种适用于破碎围岩钻孔塌陷的吸能减震防冲支护装置

本发明属于矿山开采技术领域，特别是涉及一种适用于破碎围岩钻孔塌陷的吸能减震防冲支护装置。

背景技术：

冲击地压是一类复杂的矿山动力灾害，通过在具有冲击危险的煤岩体中打孔，可以使钻孔周围应力降低，从而降低冲击地压危险。破碎围岩呈现出块系构造状态，在破碎围岩中，块体与块体间软弱介质的运动呈现低频大位移的动力特性，因此钻孔卸压成为防治冲击地压的重要手段。而钻孔塌陷、堵塞会严重影响卸压效果，威胁巷道稳定安全开采工作。由于有效的钻孔支护可以提高钻孔的利用率和矿山开采工作的安全性。因此，为了避免破碎围岩结构煤岩动力现象引发的冲击地压灾害，解决此类矿山工作环境引发的钻孔塌陷，钻孔防塌技术的创新显得尤为重要。但是，目前现有的钻孔防塌装置难以适应破碎围岩受各方向扰动产生非协调变形引发的钻孔塌陷现象。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种适用于破碎围岩钻孔塌陷的吸能减震防冲支护装置，特别针对破碎围岩受各方向扰动产生非协调变形引发的钻孔塌陷现象而研发，具有优良的吸能减震防冲支护效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种适用于破碎围岩钻孔塌陷的吸能减震防冲支护装置，包括承压滑杆、承压滑套、抗压弹簧、吸能套筒、托盘、螺母、承压支撑杆、承压滑块、滑轨及承压支护板；所述承压滑杆的首端设置有滑杆挡块，在承压滑杆的尾端杆体外表面设有外螺纹，所述螺母通过螺纹连接在承压滑杆的尾端杆体上；所述吸能套筒数量为两个，第一个吸能套筒套装在承压滑杆上并与滑杆挡块相邻，第二个吸能套筒套装在承压滑杆上并与螺母相邻，所述托盘套装在承压滑杆上并位于螺母与第二个吸能套筒之间；所述承压滑套数量若干，若干承压滑套套装在首尾两个吸能套筒之间的承压滑杆上，承压滑套在承压滑杆上具有直线移动自由度；所述承压滑套分为铰耳连接端和弹簧插接端，承压滑套两个为一组并构成滑套组，同一滑套组内的两个承压滑套的弹簧插接端正对，且在两个承压滑套的弹簧插接端之间设置抗压弹簧，抗压弹簧套装在承压滑杆上；在所述承压滑套的铰耳连接端外表面固定设置有三处铰耳座，且三处铰耳座沿承压滑套周向均布设置，每一个铰耳座均与一根承压支撑杆的内端相铰接，每一根承压支撑杆的外端均铰接有一个承压滑块；所述承压支护板数量为三个，三个承压支护板沿承压滑杆周向均布设置，每一个承压支护板内表面均设置有一条滑轨，滑轨与承压滑杆相平行，在滑轨的首端设置有滑轨挡块；每个所述承压滑块均连接在与之对应的滑轨上，承压滑块在滑轨上具有直线移动自由度。

在同一滑套组上，所有的承压支撑杆均朝向承压滑套的弹簧插接端一侧倾斜设置，且在相邻的滑套组之间，相邻的两个承压滑块彼此顶靠接触在一起。

与首尾两个所述吸能套筒相邻的承压滑套上不用设置承压支撑杆。

三个所述承压支护板扣合在一起后形成完整的圆柱形支护筒。

本发明的有益效果：

本发明的适用于破碎围岩钻孔塌陷的吸能减震防冲支护装置，特别针对破碎围岩受各方向扰动产生非协调变形引发的钻孔塌陷现象而研发，具有优良的吸能减震防冲支护效果。

附图说明

图1为本发明的适用于破碎围岩钻孔塌陷的吸能减震防冲支护装置的立体图；

图2为本发明的适用于破碎围岩钻孔塌陷的吸能减震防冲支护装置的剖视图；

图中，1—承压滑杆，2—承压滑套，3—抗压弹簧，4—吸能套筒，5—托盘，6—螺母，7—承压支撑杆，8—承压滑块，9—滑轨，10—承压支护板，11—滑杆挡块，12—滑轨挡块，13—铰耳座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1、2所示，一种适用于破碎围岩钻孔塌陷的吸能减震防冲支护装置，包括承压滑杆1、承压滑套2、抗压弹簧3、吸能套筒4、托盘5、螺母6、承压支撑杆7、承压滑块8、滑轨9及承压支护板10；所述承压滑杆1的首端设置有滑杆挡块11，在承压滑杆1的尾端杆体外表面设有外螺纹，所述螺母6通过螺纹连接在承压滑杆1的尾端杆体上；所述吸能套筒4数量为两个，第一个吸能套筒4套装在承压滑杆1上并与滑杆挡块11相邻，第二个吸能套筒4套装在承压滑杆1上并与螺母6相邻，所述托盘5套装在承压滑杆1上并位于螺母6与第二个吸能套筒4之间；所述承压滑套2数量若干，若干承压滑套2套装在首尾两个吸能套筒4之间的承压滑杆1上，承压滑套2在承压滑杆1上具有直线移动自由度；所述承压滑套2分为铰耳连接端和弹簧插接端，承压滑套2两个为一组并构成滑套组，同一滑套组内的两个承压滑套2的弹簧插接端正对，且在两个承压滑套2的弹簧插接端之间设置抗压弹簧3，抗压弹簧3套装在承压滑杆1上；在所述承压滑套2的铰耳连接端外表面固定设置有三处铰耳座13，且三处铰耳座13沿承压滑套2周向均布设置，每一个铰耳座13均与一根承压支撑杆7的内端相铰接，每一根承压支撑杆7的外端均铰接有一个承压滑块8；所述承压支护板10数量为三个，三个承压支护板10沿承压滑杆1周向均布设置，每一个承压支护板10内表面均设置有一条滑轨9，滑轨9与承压滑杆1相平行，在滑轨9的首端设置有滑轨挡块12；每个所述承压滑块8均连接在与之对应的滑轨9上，承压滑块8在滑轨9上具有直线移动自由度。

在同一滑套组上，所有的承压支撑杆7均朝向承压滑套2的弹簧插接端一侧倾斜设置，且在相邻的滑套组之间，相邻的两个承压滑块8彼此顶靠接触在一起。

与首尾两个所述吸能套筒4相邻的承压滑套2上不用设置承压支撑杆7。

三个所述承压支护板10扣合在一起后形成完整的圆柱形支护筒。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

当钻孔施工结束后，根据钻孔的直径大小，通过旋拧螺母6来增大托盘5与滑杆挡块11之间的距离，通过抗压弹簧3的自动伸长可以增大承压滑套2之间的间距，进而促使承压支撑杆7进一步向承压滑杆1偏转，从而使承压支护板10向承压滑杆1靠近，以缩小本发明的径向尺寸，最终使本发明的吸能减震防冲支护装置可以顺利插入钻孔内。

当本发明的吸能减震防冲支护装置插入钻孔之后，反向旋拧螺母6，以减小托盘5与滑杆挡块11之间的距离，抗压弹簧3受到轴向压力而压缩，同时承压滑套2之间的间距重新减小，进而促使承压支撑杆7进一步向钻孔内孔壁偏转，从而使承压支护板10远离承压滑杆1，以增大本发明的径向尺寸，直到三个承压支护板10均顶紧支撑在钻孔内孔壁上，此时本发明的吸能减震防冲支护装置安装结束。

当破碎围岩受扰动产生大位移变形引发的钻孔塌陷时，载荷力首先作用到三个承压支护板10上，并在径向方向上对承压支护板10产生挤压力，使承压支护板10向承压滑杆1靠近，由于托盘5与滑杆挡块11之间的距离已经固定，在承压支护板10向承压滑杆1靠近的过程中，会促使承压支撑杆7进一步承压滑杆1偏转，从而使承压滑套2之间的间距缩小，进而迫使抗压弹簧3被压缩，此时通过压缩抗压弹簧3来初步消耗冲击能量。

如果抗压弹簧3压缩到极限状态后，还没有将冲击能量全部消耗掉，此时位于承压滑杆1首尾两个吸能套筒4将被压缩变形，从而通过压缩吸能套筒4来进一步消耗冲击能量，从而达到防止钻孔塌陷以及减震防冲的效果。

假设吸能套筒4的压缩耗能也没有完全抵消冲击能量，此时在载荷力作用下将最终迫使三个承压支护板10完全闭合为完整的圆柱形支护筒，此时的圆柱形支护筒还可以继续抵抗钻孔的变形，最终实现防止钻孔塌陷的目的。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。