一种可开合的防冲支架的制作方法

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1.本实用新型涉及矿井巷道支护的技术领域，具体而言，涉及一种可开合的防冲支架。

背景技术：

2.冲击地压，也称为岩爆，是指地下开采的深部或构造应力很高的区域，在临空岩体中发生突发式破坏的现象。发生的原因是临空岩体积聚的应变能突然而猛烈地全部释放，致使岩体发生像爆炸一样的脆性断裂。冲击地压造成大量岩石崩落，并产生巨大声响和气浪冲击，不但可将矿井破坏，而且震动波可危及地面建筑物。
3.现有技术中，矿井巷道通常采用永久性或短时性的防冲支架，其中，永久性的防冲支架对冲击地压的防护效果好，但无法重复利用，所以成本高；短时或临时的防冲支架成本低，但对冲击地压的防护效果比较差。即，现有技术中的防冲支架无法重复利用，或对冲击地压的防护效果差。

技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种可开合的防冲支架，以解决现有技术中存在的防冲支架无法重复利用，或对冲击地压的防护效果差的技术问题。
5.本实用新型提供的防冲支架，包括能够折叠和展开的闭环支架，所述闭环支架包括多个防冲单元，相邻两个所述防冲单元铰接；
6.所述防冲单元包括扁管状的壳体以及填充于所述壳体内的囊体，所述囊体内用于填充非牛顿流体；
7.所述防冲支架还包括多个支柱，所述闭环支架处于展开状态时，所述支柱能够安装于所述闭环支架所围成的空间内，用于支撑所述闭环支架。
8.进一步地，所述防冲单元的数量为两组，每组所述防冲单元包括一个顶板单元、一个侧帮单元和一个底板单元且所述顶板单元、所述侧帮单元和所述底板单元自上而下依次连接；两组所述防冲单元的两个所述顶板单元铰接、两个所述底板单元铰接。
9.进一步地，所述顶板单元呈弧形，用于支护巷道的顶板；所述闭环支架处于折叠状态时，两个所述顶板单元呈倒“v”形，两个所述侧帮单元和两个所述底板单元均位于两个所述顶板单元围成的空间内，且呈“m”形。
10.进一步地，两组所述防冲单元对称设置。
11.进一步地，所述支柱为液压支柱，所述液压支柱的数量为两个，每组所述防冲单元配置一个所述液压支柱；所述壳体朝向所述闭环支架的外侧的部分为外壳部分，朝向所述闭环支架的内侧的部分为内壳部分，所述液压支柱的缸体安装于所述底板单元的内壳部分，所述液压支柱的活塞杆安装于所述顶板单元的内壳部分。
12.进一步地，两个所述液压支柱呈倒“八”字型。
13.进一步地，所述壳体朝向所述闭环支架的外侧的部分为外壳部分，朝向所述闭环
支架的内侧的部分为内壳部分，所述外壳部分和所述内壳部分之间还设置有弹性件，所述囊体设置有预留孔，所述弹性件嵌设于所述预留孔内，且两端均伸出所述预留孔并分别与所述外壳部分和所述内壳部分抵接。
14.进一步地，所述防冲单元的宽度不小于0.5m。
15.进一步地，所述弹性件为螺旋弹簧或橡胶柱。
16.进一步地，所述囊体设置有泄压流量阀，所述泄压流量阀用于维持所述囊体内的流体的压力以及监测所述囊体排出的流体的流量。
17.本实用新型提供的可开合的防冲支架，能够产生以下有益效果：
18.本实用新型提供的可开合的防冲支架，包括闭环支架和支柱，其中，闭环支架中相邻防冲单元之间铰接，使得闭环支架可以折叠和展开，所以，当该防冲支架完成某处的支护任务后，可以将其闭环支架与支柱分离，然后将闭环支架折叠起来，存放或移至下一待支护之处，即该防冲支架能够多次重复使用，综合防护成本低，且闭环支架折叠起来后占用空间小，非常便于存放和移动。
19.此外，本实用新型提供的防冲支架，能够对巷道的顶板、侧帮以及底板形成全方位的闭环支护，极大地减小了冲击地压保护盲区；且囊体内填充的非牛顿流体在受到瞬时冲击时会变硬，能够将外侧囊体受到的点力转换为面力施加于内侧壳体，从而使局部冲击力得到分散而实现卸压，减小了局部冲击力的破坏，提高了防护效果。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型实施例提供的可开合的防冲支架处于展开状态时的结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例提供的可开合的防冲支架的拆解结构示意图；
23.图3为本实用新型实施例提供的可开合的防冲支架的闭环支架处于折叠状态时的结构示意图。
24.附图标记说明：
25.100-闭环支架；110-防冲单元；111-外壳部分；112-内壳部分；113-囊体；114-弹性件；115-泄压流量阀；116-顶部安装座；117-底部安装座；
26.101-顶板单元；102-侧帮单元；103-底板单元；
27.200-液压支柱；210-缸体；211-阀门；220-活塞杆。
具体实施方式
28.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
29.本实施例提供一种可开合的防冲支架，如图1至图3所示，包括能够折叠和展开的
闭环支架100，闭环支架100包括多个防冲单元110，相邻两个防冲单元110铰接；防冲单元110包括扁管状的壳体以及填充于壳体内的囊体113，囊体113内用于填充非牛顿流体；防冲支架还包括多个支柱，闭环支架100处于展开状态时，支柱能够安装于闭环支架100所围成的空间内，用于支撑闭环支架100。
30.本实施例提供的可开合的防冲支架，包括闭环支架100和支柱，其中，闭环支架100中相邻防冲单元110之间铰接，使得闭环支架100可以折叠和展开，所以，当该防冲支架完成某处的支护任务后，可以将其闭环支架100与支柱分离，然后将闭环支架100折叠起来，存放或移至下一待支护之处，即该防冲支架能够多次重复使用，综合防护成本低，且闭环支架100折叠起来后占用空间小，非常便于存放和移动。
31.此外，本实施例提供的防冲支架，能够对巷道的顶板、侧帮以及底板形成全方位的闭环支护，极大地减小了冲击地压保护盲区；且囊体113内填充的非牛顿流体在受到瞬时冲击时会变硬，能够将外侧囊体113受到的点力转换为面力施加于内侧壳体，从而使局部冲击力得到分散而实现卸压，减小了局部冲击力的破坏，提高了防护效果。
32.具体地，本实施例中，继续如图1至图3所示，防冲单元110的数量为两组，每组防冲单元110包括一个顶板单元101、一个侧帮单元102和一个底板单元103且顶板单元101、侧帮单元102和底板单元103自上而下依次连接；两组防冲单元110的两个顶板单元101铰接、两个底板单元103铰接。
33.更具体地，本实施例中，如图3所示，顶板单元101呈弧形，用于支护巷道的顶板；闭环支架100处于折叠状态时，两个顶板单元101呈倒“v”形，两个侧帮单元102和两个底板单元103均位于两个顶板单元101围成的空间内，且呈“m”形。由于顶板通常呈拱形，所以，此种设置形式下，弧形的顶板单元101能够更好地与顶板贴合，且弧形的防冲单元110的结构强度高，从而能够更好地抵御顶板的冲击地压。进一步地，本实施例中，侧帮单元102也呈弧形，而底板单元103也略有弧度。
34.需要说明的是，在本技术的其他实施例中，底板单元103和侧帮单元102也可以呈直线形，其只要能够与底板或侧帮贴合，本技术对其具体形状可以不作限制。
35.优选地，本实施例中，两组防冲单元110对称设置。如此设置，闭环支架100的整体强度比较均匀，从而能够提高抵抗冲击地压的可靠性以及防护效果。
36.具体地，本实施例中，支柱为液压支柱200，液压支柱200的数量为两个，每组防冲单元110配置一个液压支柱200，且液压支柱200的缸体210安装于底板单元103的内壳部分112，液压支柱200的活塞杆220安装于顶板单元101的内壳部分112。
37.更具体地，如图1和图2所示，顶板单元101的内壳部分112可以设置有顶部安装座116，而底板单元103的内壳部分112可以设置有底部安装座117，液压支柱200的缸体210和活塞杆220分别安装于底部安装座117和顶部安装座116。
38.进一步地，本实施例中，如图1所示，顶部安装座116固定设置于顶板单元101，底部安装座117固定设置于底板单元103，而活塞杆220的顶端铰接于顶部安装座116，缸体210的底端铰接于底部安装座117。
39.需要说明的是，在本技术的其他实施例中，支柱不限于液压支柱200，还可以为气压支柱等，即，只要其能够实现伸长，以撑开闭环支架100并使闭环支架100呈展开状态以及支撑闭环支架100，以及能够缩短，以使闭环支架100可以折叠，本技术对支柱的具体结构形
式可以不作限制。
40.具体地，本实施例中，两个液压支柱200呈倒“八”字型。如此设置，液压支柱200对闭环支架100既有向上的支撑分力，又有向外的支撑分力，支撑效果更好，整个防冲支架抵御冲击地压的效果也更好。
41.需要说明的是，本实施例中，如图1所示，展开状态下，两个液压支柱200位于闭环支架100所围成的空间内，但是，在本技术的其他实施例中，支柱的数量不限于两个，支柱也不限于位于闭环支架100所围成的空间内，例如：支柱的数量还可以为四个，每组防冲单元110配置两个支柱，沿巷道的延伸方向，两个支柱可以呈“八”字形而分别斜撑于每组防冲单元110的前方和后方。
42.具体地，本实施例中，如图1至图3所示，外壳部分111和内壳部分112之间还设置有弹性件114，囊体113设置有预留孔，弹性件114嵌设于预留孔内，且两端均伸出预留孔并分别与外壳部分111和内壳部分112抵接。其中，囊体113的预留孔与“游泳圈”的中心孔结构类似，只是囊体113的预留孔孔径与弹性件114的直径匹配，且数量可以为多个，而游泳圈的孔径比较大，且数量为一个。此种设置形式下，弹性件114处于压缩状态，对外壳部分111施加有外推力，从而增大了防冲支架对冲击地压等的抵抗力，同时也起到缓冲作用，使囊体113能够逐渐泄压；弹性件114对内壳部分112也施加有推力，即弹性件114的两端均与壳体抵接，所以弹性件114的两端与壳体之间的摩擦力比较大，从而弹性件114本身的位置稳定性，以及外壳部分111、弹性件114和内壳部分112三者之间的连接稳定性、防冲支架整体结构的稳定性均比较好；此外，弹性件114嵌设于囊体113的预留孔内，预留孔的孔壁即位于预留孔处的囊体113对弹性件114起到限位作用，极大地提高了弹性件114在内壳部分112和外壳部分111之间的位置稳定性。
43.具体地，本实施例中，外壳部分111朝向内壳部分112的一侧设置有多个第一安装部，内壳部分112朝向外壳部分111的一侧设置有多个第二安装部，多个第二安装部与多个第一安装部一一对应，第一安装部和第二安装部分别用于安装弹性件114的两端。第一安装部和第二安装部分别对弹性件114的两端起到固定和限位作用。
44.具体地，本实施例中，如图1至图3所示，弹性件114为螺旋弹簧。此时，第一安装部和第二安装部均可以为安装槽，螺旋弹簧的两端分别置于两个安装槽内，安装槽的侧壁对螺旋弹簧起到限位作用。此外，第一安装部和第二安装部还均可以为安装柱，螺旋弹簧的两端分别套装于两个安装柱外，安装柱对螺旋弹簧起到限位作用；当安装柱的外径与螺旋弹簧的内径匹配时，安装柱还对螺旋弹簧起到固定作用。
45.需要说明的是，在本技术的其他实施例中，弹性件114不限于为螺旋弹簧，例如：弹性件114还可以为橡胶柱，橡胶柱同样能够起到抵抗冲击地压等破坏的作用。
46.具体地，本实施例中，防冲单元110的宽度不小于0.5m。进一步地，防冲单元110的内壳部分112、外壳部分111以及囊体113的宽度不小于0.5m，防冲支架整体的结构稳定性以及强度均有所保障，从而防护效果好。
47.此处需要说明的是，防冲单元110、内壳部分112、外壳部分111以及囊体113四者的“宽度”均是指各自沿巷道延伸方向的尺寸。
48.具体地，本实施例中，外壳部分111和内壳部分112的材质可以均为钢板。当然，在本技术的其他实施例中，外壳部分111和内壳部分112还可以采用其他材质，只要其能够达
到防护强度即可。
49.具体地，本实施例中，囊体113设置有泄压流量阀115，泄压流量阀115用于维持囊体113内的流体的压力以及监测囊体113排出的流体的流量。当囊体113受到巷壁的挤压而使得囊体113内的非牛顿流体的压力升高时，泄压流量阀115能够及时排出一定量的非牛顿流体，以使囊体113内非牛顿流体保持在设定的压力，避免了囊体113因其内流体压力过大而破裂的情况，同时使防冲支架能够持续拥有稳定的支护力。与此同时，泄压流量阀115可以通过排出的非牛顿流体的量而得出囊体113内剩余的非牛顿流体的量，进而便于对与外壳部分111抵接的巷道围岩的变形情况进行整体判断，并可依据此对巷道进行加固等灾害防治措施，避免造成更严重的影响。即，本实施例提供的防冲支架，既能够将囊体113内非牛顿流体的压力维持在设定压力，以持续稳定地抵御冲击地压，同时还能够实时、长期监测巷道发生变形的情况，为巷道局部灾害预测和加强支护提供有效依据。
50.更具体地，本实施例中，囊体113可以设置有管接头，内壳部分112开设有安装孔，管接头穿出安装孔，泄压流量阀115安装于管接头露出的部分，如此设置，方便泄压和观察流量情况。
51.综上，本实施例提供的防冲支架，其使用过程可以概括为如下：
52.(1)将折叠状态的防冲支架放置在待支护的巷道内，展开防冲支架，将液压支柱200的缸体210连接至底板单元103上的底部安装座117，将液压支柱200的活塞杆220连接至顶板单元101上的顶部安装座116，通过液压支柱200的缸体210上的阀门211将液压油注入缸体210内，缓慢升高活塞杆220，直至整个防冲支架贴合巷道展开。
53.(2)将弹性件114嵌入防冲单元110的预留孔内，并将防冲单元110放置于壳体内后，通过各防冲单元110上的泄压流量阀115填充非牛顿流体到囊体113内，当巷道受冲击地压灾害时，非牛顿流体受到冲击力硬化，将承受的点力转换为面力施加于内壳部分112，有效防治冲击地压灾害。
54.(3)当巷道围岩出现缓慢变形时，囊体113内非牛顿流体呈现液体的性质，会通过泄压流量阀115泄压，并监测防冲单元110排出的流体的流量，实现对防冲单元110所对应的巷道围岩的变形情况的监测。
55.(4)巷道支护结束，需要撤回防冲支架时，收回活塞杆220，使闭环支架100脱离巷道围岩，将囊体113内的非牛顿流体排出，再将液压支柱200从防冲单元110上拆下，即可将防冲支架折叠至最小体积并收起。
56.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
57.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点
相一致的最宽的范围。

技术特征：

1.一种可开合的防冲支架，其特征在于，包括能够折叠和展开的闭环支架(100)，所述闭环支架(100)包括多个防冲单元(110)，相邻两个所述防冲单元(110)铰接；所述防冲单元(110)包括扁管状的壳体以及填充于所述壳体内的囊体(113)，所述囊体(113)内用于填充非牛顿流体；所述防冲支架还包括多个支柱，所述闭环支架(100)处于展开状态时，所述支柱能够安装于所述闭环支架(100)所围成的空间内，用于支撑所述闭环支架(100)。2.根据权利要求1所述的可开合的防冲支架，其特征在于，所述防冲单元(110)的数量为两组，每组所述防冲单元(110)包括一个顶板单元(101)、一个侧帮单元(102)和一个底板单元(103)且所述顶板单元(101)、所述侧帮单元(102)和所述底板单元(103)自上而下依次连接；两组所述防冲单元(110)的两个所述顶板单元(101)铰接、两个所述底板单元(103)铰接。3.根据权利要求2所述的可开合的防冲支架，其特征在于，所述顶板单元(101)呈弧形，用于支护巷道的顶板；所述闭环支架(100)处于折叠状态时，两个所述顶板单元(101)呈倒“v”形，两个所述侧帮单元(102)和两个所述底板单元(103)均位于两个所述顶板单元(101)围成的空间内，且呈“m”形。4.根据权利要求3所述的可开合的防冲支架，其特征在于，两组所述防冲单元(110)对称设置。5.根据权利要求2-4任一项所述的可开合的防冲支架，其特征在于，所述支柱为液压支柱(200)，所述液压支柱(200)的数量为两个，每组所述防冲单元(110)配置一个所述液压支柱(200)；所述壳体朝向所述闭环支架(100)的外侧的部分为外壳部分(111)，朝向所述闭环支架(100)的内侧的部分为内壳部分(112)，所述液压支柱(200)的缸体(210)安装于所述底板单元(103)的内壳部分(112)，所述液压支柱(200)的活塞杆(220)安装于所述顶板单元(101)的内壳部分(112)。6.根据权利要求5所述的可开合的防冲支架，其特征在于，两个所述液压支柱(200)呈倒“八”字型。7.根据权利要求1-4任一项所述的可开合的防冲支架，其特征在于，所述壳体朝向所述闭环支架(100)的外侧的部分为外壳部分(111)，朝向所述闭环支架(100)的内侧的部分为内壳部分(112)，所述外壳部分(111)和所述内壳部分(112)之间还设置有弹性件(114)，所述囊体(113)设置有预留孔，所述弹性件(114)嵌设于所述预留孔内，且两端均伸出所述预留孔并分别与所述外壳部分(111)和所述内壳部分(112)抵接。8.根据权利要求7所述的可开合的防冲支架，其特征在于，所述防冲单元(110)的宽度不小于0.5m。9.根据权利要求7所述的可开合的防冲支架，其特征在于，所述弹性件(114)为螺旋弹簧或橡胶柱。10.根据权利要求1-4任一项所述的可开合的防冲支架，其特征在于，所述囊体(113)设置有泄压流量阀(115)，所述泄压流量阀(115)用于维持所述囊体(113)内的流体的压力以及监测所述囊体(113)排出的流体的流量。

技术总结

本实用新型提供一种可开合的防冲支架，涉及矿井巷道支护领域。该防冲支架，包括能够折叠和展开的闭环支架，闭环支架包括多个防冲单元，相邻两个防冲单元铰接；防冲单元包括扁管状的壳体及填充于壳体内的囊体，囊体内用于填充非牛顿流体；防冲支架还包括多个支柱，闭环支架处于展开状态时，支柱能够安装于闭环支架所围成的空间内，用于支撑闭环支架。该防冲支架，当完成某处的支护任务后，可以将其闭环支架与支柱分离，然后将闭环支架折叠起来，存放或移至下一待支护之处，即能够多次重复使用；此外，该防冲支架，能够对巷道形成全方位闭环支护，且囊体内填充的非牛顿流体受到瞬时冲击时会变硬，能够减小局部冲击力的破坏，提高防护效果。护效果。护效果。