一种全封闭伸缩式压缩弹簧锚索断丝吸能防护装置

本发明涉及巷道支护，更具体的说是涉及一种全封闭伸缩式压缩弹簧锚索断丝吸能防护装置。

背景技术：

1、煤矿井巷道支护工程稳定是地下资源安全开采的重要保障，随着矿山支护技术的改革，煤矿巷道支护经历了木支护、砌碹支护、型钢支护到锚网(索)支护的漫长过程。锚网(索)支护属于“主动支护”，能及时加固围岩，减少围岩变形，防止顶板早期离层，并具有简化工作面端头支护、降低支护成本、减少工人劳动强度等特点，因而，作为矿山支护的主体技术被广泛应用。

2、但由于地下岩层条件的复杂恶劣，加之受到采动矿压的剧烈影响，造成巷道顶板压力复杂多变过大，导致锚索断丝弹射伤人的现象时有发生。针对此类问题，传统的技术方法为使用钢管，如cn201723249u-锚索断裂防射保护装置，其在钢管的前端连接钢丝绳，利用钢丝绳链接固定在巷道顶板固定位置，使用钢管套装在锚索尾部，利用钢丝绳固定在巷道顶板时，锚索尾部发生断裂，由于套装的钢管由钢丝绳刚性连接固定在顶板，断体只能推动套装钢管整体移动，无法缓冲吸收断体的巨大动能，仅能对断体进行“硬拦截”，拦截效果有限，对锚索崩断没有保护作用。

3、因此，如何提供一种拦截性高，能吸收大量冲击能量，且能够降低巷道顶板锚索弹射伤人风险，满足地下支护工程的安全需求的全封闭伸缩式压缩弹簧锚索断丝吸能防护装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种拦截性高，能吸收大量冲击能量，且能够降低巷道顶板锚索弹射伤人风险，满足地下支护工程的安全需求的全封闭伸缩式压缩弹簧锚索断丝吸能防护装置。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种全封闭伸缩式压缩弹簧锚索断丝吸能防护装置，包括：

4、锚索套筒组件，所述锚索套筒组件至少包括由外至内依次套装且均可上下伸缩移动的外套筒、中套筒、内套筒，所述外套筒的上筒口外壁与钢丝绳的一端固定连接，所述钢丝绳的另一端与巷道顶板的底端面固定连接，所述内套筒的下筒口具有封闭其筒口的止挡底板，所述巷道顶板上的锚索端头经所述内套筒的上筒口伸入至所述内套筒中并与所述止挡底板抵接，所述外套筒和所述中套筒之间具有第一容纳空间，所述中套筒和所述内套筒之间具有第二容纳空间；

5、弹簧组件，所述弹簧组件至少包括由外至内依次布置的第一压缩弹簧、第二压缩弹簧，所述第一压缩弹簧套设在所述中套筒上并位于所述第一容纳空间内，所述第一压缩弹簧的一端与所述外套筒上靠近其下筒口的位置固定连接，另一端与所述中套筒上靠近其上筒口的位置固定连接，所述第二压缩弹簧套设在所述内套筒上并位于所述第二容纳空间内，所述第二压缩弹簧的一端与所述中套筒上靠近其下筒口的位置固定连接，另一端与所述内套筒上靠近其上筒口的位置固定连接。

6、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种全封闭伸缩式压缩弹簧锚索断丝吸能防护装置，当巷道顶板上的锚索断丝后，锚索断丝冲击内套筒的止挡底板，使内套筒向下移动，内套筒带动第二压缩弹簧压缩，第二压缩弹簧在向下压缩过程中，带动中套筒向下移动，进而中套筒带动第一压缩弹簧压缩，第一压缩弹簧在向下压缩过程中，带动外套筒向下移动。因此，锚索断丝可在止挡底板的保护下，压缩第一压缩弹簧和第二压缩弹簧，发生变形，产生反作用力，使得第一压缩弹簧和第二压缩弹簧吸收锚索断丝时的冲击能量，即吸收锚索断丝的冲击动能，此外，在锚索断丝冲击止挡底板的过程中，内套筒、中套筒、外套筒同步向下伸缩，即锚索套筒组件的轴向长度变长，增大了对向下冲击的锚索断丝的防护长度，使得内套筒、中套筒、外套筒的内壁对锚索断丝进行阻挡，有效防止了断丝滑出该装置而造成安全隐患，并且，使用的第一压缩弹簧和第二压缩弹簧均为压缩弹簧，其锚索断丝压缩吸能过程中，弹簧的缝隙进一步压缩减小，从而避免了锚索断丝从弹簧的缝隙中射出的风险。因此，该装置在轴向可伸缩拉伸的锚索套筒组件配合压缩时其弹簧的缝隙减小的压缩弹簧的双重防护作用下，锚索断丝拦截成功性高，可抵抗多次断丝冲击，能够降低巷道顶板锚索弹射伤人风险，满足地下支护工程的安全需求。

7、进一步的，所述外套筒的下筒口具有向内弯折且封闭该筒口的第一底板，所述第一底板上开设有第一通孔，所述中套筒的上筒口具有向外弯折且可封闭所述外套筒的上筒口的第一顶板，所述中套筒的下筒口具有向内弯折且封闭该筒口的第二底板，所述第二底板上开设有第二通孔，所述内套筒的上筒口具有向外弯折且可封闭所述中套筒的上筒口的第二顶板；

8、所述中套筒依次经所述外套筒的上筒口、所述第一通孔套装在所述外套筒内，所述内套筒依次经所述中套筒的上筒口、所述第二通孔套装在所述中套筒内；

9、所述第一压缩弹簧的一端与所述第一底板固定连接，另一端与所述第一顶板固定连接，所述第二压缩弹簧的一端与所述第二底板固定连接，另一端与所述第二顶板固定连接。

10、采用上述技术方案产生的有益效果是：第一底板、第一顶板、第二底板、第二顶板的设置，便于第一压缩弹簧和第二压缩弹簧的固定安装，并且第一底板、第一顶板、第二底板、第二顶板使得该锚索套筒组件采用全封闭结构，避免锚索断裂钢丝射向巷道，造成人员伤亡，大大提高了锚索断丝的防护性能和防护效果。

11、进一步的，所述第一底板上位于所述第一通孔的孔沿上具有向上弯折的第一弹簧定位筒，所述第一顶板的外缘上具有向下弯折的第二弹簧定位筒，所述第二底板上位于所述第二通孔的孔沿上具有向上弯折的第三弹簧定位筒，所述第二顶板的外缘上具有向下弯折的第四弹簧定位筒；

12、所述第一压缩弹簧的底部套设在所述第一弹簧定位筒的外筒壁上，所述第一压缩弹簧的顶部限位在所述第二弹簧定位筒内，所述第二压缩弹簧的底部套设在所述第三弹簧定位筒的外筒壁上，所述第二压缩弹簧的顶部限位在所述第四弹簧定位筒内。

13、采用上述技术方案产生的有益效果是：第一弹簧定位筒、第二弹簧定位筒、第三弹簧定位筒、第四弹簧定位筒的设置便于第一压缩弹簧和第二压缩弹簧的定位安装；并且外套筒的上筒口可定位套装在第二弹簧定位筒外部，第一弹簧定位筒可定位套装在中套筒外部，中套筒的上筒口可定位套装在第四弹簧定位筒外部，第三弹簧定位筒可定位套装在内套筒外部，因此，第一弹簧定位筒、第二弹簧定位筒、第三弹簧定位筒、第四弹簧定位筒还起到内套筒、中套筒、外套筒的径向定位作用，保证内套筒、中套筒、外套筒能够在发生锚索断丝时随着断丝顺畅伸缩移动，起到有效的防护拦截作用。

14、进一步的，所述第一底板、所述第一顶板，所述第二底板上、所述第二顶板上均开设有焊接孔，所述第一压缩弹簧和所述第二压缩弹簧均与对应的所述焊接孔焊接固定。

15、采用上述技术方案产生的有益效果是：易于第一压缩弹簧和第二压缩弹簧的快速定位焊接，提高第一压缩弹簧和第二压缩弹簧的安装效率。

16、进一步的，所述外套筒、所述中套筒、所述内套筒、所述第一压缩弹簧、所述第二压缩弹簧均为金属件。

17、采用上述技术方案产生的有益效果是：防护强度大，不易损坏。

18、进一步的，所述第一压缩弹簧、所述第二压缩弹簧均为单螺旋或多螺旋压缩弹簧。

19、采用上述技术方案产生的有益效果是：第一压缩弹簧、第二压缩弹簧采用多螺旋压缩弹簧时，可大大提高弹簧的整体弹性系数，使得断丝吸能效果更好，并且断丝不易从弹簧中射出，可大大提高装置的防护性。

20、进一步的，所述外套筒的上筒口外壁上均布固定有多个吊耳，所述钢丝绳为多根，其一端分别与多个所述吊耳固定连接。

21、采用上述技术方案产生的有益效果是：易于钢丝绳与外套筒的连接。