【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿安全支护，尤其涉及一种适于深部岩体工程的刚柔耦合吸能支护装置。
技术介绍
1、目前，我国煤矿开采深度正以每年8至12m的速度增加，东部矿井开采深度正以每年10至25m的速度发展，随着开采深度的增加，巷道围岩变形量大(一般在500mm以上，有些巷道的位移高达3000mm以上)，在高地应力环境和具有非线性力学响应的煤岩体空间实施的采矿活动，卸压开采是为减小深部工作面采动应力集中、降低工作面回采过程中发生动力灾害危险、实现工作面安全高效回采的方法，在深部开采过程中，埋深越大，其煤岩体的力学行为将更加复杂，而在此过程中，刚柔耦合吸能支护装置主要用于对开采工作中进行卸压作用，保证深部开采过程中，开采的安全性，降低底顶板与两边岩体产生较大的形变而发生底鼓现象。
2、在已经公开的公开号为cn106523003a的专利文件中，公开了一种适于深部开采巷道的刚柔耦合吸能支护技术，其运用在巷道开挖掘进过程中，将锚网和锚杆(锚索)安装在巷道顶部及两边，其中巷道顶部的锚网和锚杆(锚索)之间通过预应力板加以连接；然后对吸能螺纹锚杆和注浆锚索施加高预紧力，随后喷射素(或钢纤维)混凝土，在顶角和两帮分别用m型钢带固定吸能螺纹锚杆，进而实现了提高了巷道顶部及两帮的抗拉强度、抗弯强度及刚度，并能够承受更大的围岩变形，抵抗岩体内部破裂与岩爆等冲击荷载作用；
3、在已经公开的公开号为cn116181383a的专利文件中，公开了一种基于吸能钢带连接的吸能支护装置，其运用每个所述吸能锚杆底部均设置有吸能托盘；每排的所述吸能锚杆之间
4、上述方案存在以下缺陷：
5、第一个公开方案在实施时，其虽然采取了刚柔耦合吸能支护技术，但是随着开采设备在进行开采运动时，由于岩体内部破裂与岩爆等冲击，吸能支护装置与巷道表面的连接点会发生震动以及变形等因素，致使连接处发生移动或者压力的传导发生变化，则第一个公开方案的刚柔耦合吸能支护技术采用常规的运动弹性动力学建模，并不能较好的利用刚柔耦合吸能技术效果，提高吸能与卸压效果。
6、因此，本申请提出一种适于深部岩体工程的刚柔耦合吸能支护装置。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对
技术介绍
中存在巷道变形时压力传导点移动，无法有效吸能的问题，提出一种适于深部岩体工程的刚柔耦合吸能支护装置。
2、本专利技术的技术方案：一种适于深部岩体工程的刚柔耦合吸能支护装置，包括支护外壳组件和设置于支护外壳组件外表面的中央防御外壳，还包括：
3、伸缩式防护组件，所述伸缩式防护组件固定安装在中央防御外壳与支护外壳组件之间，所述伸缩式防护组件在中央防御外壳与支护外壳组件之间呈拉伸状态或者常态设置，所述伸缩式防护组件穿过中央防御外壳与支护外壳组件之间固定安装有吸能锚网；
4、三角抗压组件，固定安装于所述伸缩式防护组件的底端，所述三角抗压组件与伸缩式防护组件呈同步晃动状态设置；
5、所述三角抗压组件包括空心支撑杆，所述空心支撑杆的内部滑动连接有中心契合插块，所述空心支撑杆的两端分别铰接有两组第一铰接杆与第二铰接件，两组所述第一铰接杆与第二铰接件远离空心支撑杆的一端呈孔对孔拼接状设置，所述第一铰接杆与第二铰接件拼接处通过螺杆与螺帽拧紧固定，其中一组所述第一铰接杆与第二铰接件的拼接处通过螺杆铰接有第一滑槽顶杆，所述第一滑槽顶杆的内部滑动连接有第一滑行块，另一组所述第一铰接杆与第二铰接件的拼接处通过螺杆铰接有第二滑槽顶杆，所述第二滑槽顶杆的内部滑动连接有第二滑行块，所述第二滑行块、中心契合插块与第一滑行块呈孔对孔对齐状态设置，所述第二滑行块、中心契合插块与第一滑行块通过内部开设呈贯穿状的安装孔插接有长筒插杆，第二滑行块、中心契合插块与中心契合插块都开设有同等直径的安装孔，同时三个安装孔对齐插入长筒插杆。
6、可选的，所述三角抗压组件包括：
7、伸缩式抗压杆，所述伸缩式抗压杆滑动安装于第一铰接杆与第二铰接件的内壁之间，所述伸缩式抗压杆用于提高第二铰接件与第一铰接杆支撑力，对第二铰接件与第一铰接杆传递的压力进行分解支撑；
8、限位式弹簧，所述限位式弹簧固定安装于伸缩式抗压杆的两端。
9、可选的，所述伸缩式防护组件朝向巷道的面与吸能锚网齐平，所述伸缩式防护组件与吸能锚网通过预应力辅助夹板贴合于巷道内壁表面呈弧形状态设置，所述伸缩式防护组件通过巷道变形压力以两组吸能锚网之间呈拉伸状态设置。
10、可选的，所述支护外壳组件包括：
11、中空卡合架，所述中空卡合架的数量为多组，多组所述中空卡合架位于支护外壳组件的一端通过螺栓固定安装有预应力板；
12、吸能锚杆，所述吸能锚杆固定安装于中空卡合架的顶端，且所述吸能锚杆的数量与中空卡合架的数量一致，所述吸能锚杆通过巷道内壁开设的第一钻孔进行灌注混凝土进行进一步固定；
13、吸能锚索，所述吸能锚索固定安装于预应力板的上方，所述吸能锚索通过巷道内壁开设的第二钻孔进行灌注混凝土进行进一步固定。
14、可选的，所述吸能锚网固定安装于中央防御外壳与支护外壳组件的外表面，所述预应力板的数量为多组，多组所述预应力板分布于支护外壳组件与中央防御外壳的表面，所述吸能锚网与多组预应力板呈固定安装状态。
15、可选的，所述支护外壳组件的底端固定安装有多组拆卸式安装板，所述拆卸式安装板的底端插接有安装槽，所述拆卸式安装板通过安装槽插接有预应力环板，所述拆卸式安装板的外表面通过螺纹组件与预应力环板呈固定状态设置，所述预应力环板的内部插接有插合套环，所述预应力环板的底端通过插合套环固定安装有中空内防御组件，所述中空内防御组件、插合套环和预应力环板之间通过密封胶呈密封处理状态设置。
16、可选的，所述中空内防御组件包括：
17、承重橡胶板，所述承重橡胶板设于第二滑槽顶杆的下方；
18、空心槽，所述空心槽开设于承重橡胶板的内部，所述第二滑槽顶杆与空心槽呈贴合状态设置，所述空心槽通过第二滑槽顶杆的挤压呈下压状态设置。
19、可选的，所述中空内防御组件的内部滑动连接有凸块，所述凸块的一端固定安装有弧形气囊，所述弧形气囊的一端固定安装有橡胶承重架，所述中空内防御组件的内壁固定连接有预应力承重板，所述橡胶承重架滑动连接在预应力承重板之间，所述弧形气囊的数量为多组，每两组所述弧形气囊之间设置一组橡胶承重架，所述弧形气囊的底端固定安装有压力变化组件，所述压力变化组件的底端固定连接有橡胶变形环，所述橡胶变形环的两端固定连接有限位挡件。...
【技术保护点】
1.一种适于深部岩体工程的刚柔耦合吸能支护装置，包括支护外壳组件(1)和设置于支护外壳组件(1)外表面的中央防御外壳(5)，其特征在于，还包括：
2.根据权利要求1所述的一种适于深部岩体工程的刚柔耦合吸能支护装置，其特征在于，另一组所述第一铰接杆(1502)与第二铰接件(1503)的拼接处通过螺杆铰接有第二滑槽顶杆(1508)，所述第二滑槽顶杆(1508)的内部滑动连接有第二滑行块(1511)，所述第二滑行块(1511)、中心契合插块(1507)与第一滑行块(1505)呈孔对孔对齐状态设置，所述第二滑行块(1511)、中心契合插块(1507)与第一滑行块(1505)通过内部开设呈贯穿状的安装孔插接有长筒插杆(1506)；
3.根据权利要求2所述的一种适于深部岩体工程的刚柔耦合吸能支护装置，其特征在于，所述伸缩式防护组件(8)朝向巷道的面与吸能锚网(6)齐平，所述伸缩式防护组件(8)与吸能锚网(6)通过预应力辅助夹板(7)贴合于巷道内壁表面呈弧形状态设置，所述伸缩式防护组件(8)通过巷道变形压力以两组吸能锚网(6)之间呈拉伸状态设置。
4.根据权
5.根据权利要求4所述的一种适于深部岩体工程的刚柔耦合吸能支护装置，其特征在于，所述吸能锚网(6)固定安装于中央防御外壳(5)与支护外壳组件(1)的外表面，所述预应力板的数量为多组，多组所述预应力板分布于支护外壳组件(1)与中央防御外壳(5)的表面，所述吸能锚网(6)与多组预应力板呈固定安装状态。
6.根据权利要求5所述的一种适于深部岩体工程的刚柔耦合吸能支护装置，其特征在于，所述支护外壳组件(1)的底端固定安装有多组拆卸式安装板(11)，所述拆卸式安装板(11)的底端插接有安装槽(16)，所述拆卸式安装板(11)通过安装槽(16)插接有预应力环板(10)，所述拆卸式安装板(11)的外表面通过螺纹组件与预应力环板(10)呈固定状态设置，所述预应力环板(10)的内部插接有插合套环(9)，所述预应力环板(10)的底端通过插合套环(9)固定安装有中空内防御组件(14)，所述中空内防御组件(14)、插合套环(9)和预应力环板(10)之间通过密封胶呈密封处理状态设置。
7.根据权利要求6所述的一种适于深部岩体工程的刚柔耦合吸能支护装置，其特征在于，所述中空内防御组件(14)包括：
8.根据权利要求7所述的一种适于深部岩体工程的刚柔耦合吸能支护装置，其特征在于，所述中空内防御组件(14)的内部滑动连接有凸块，所述凸块的一端固定安装有弧形气囊(21)，所述弧形气囊(21)的一端固定安装有橡胶承重架(20)，所述中空内防御组件(14)的内壁固定连接有预应力承重板(19)，所述橡胶承重架(20)滑动连接在预应力承重板(19)之间，所述弧形气囊(21)的数量为多组，每两组所述弧形气囊(21)之间设置一组橡胶承重架(20)，所述弧形气囊(21)的底端固定安装有压力变化组件(22)，所述压力变化组件(22)的底端固定连接有橡胶变形环(23)，所述橡胶变形环(23)的两端固定连接有限位挡件(32)。
9.根据权利要求8所述的一种适于深部岩体工程的刚柔耦合吸能支护装置，其特征在于，所述中空内防御组件(14)的内部开设有用于灌输混凝土的混凝土开放槽(18)，所述中空内防御组件(14)的内部开设有多组冷却液填充孔(31)，多组所述冷却液填充孔(31)位于压力变化组件(22)、橡胶变形环(23)与限位挡件(32)的正下方，且所述弧形气囊(21)与冷却液填充孔(31)的数量一致，所述冷却液填充孔(31)的内部安装有止逆阀。
10.根据权利要求6所述的一种适于深部岩体工程的刚柔耦合吸能支护装置，其特征在于，所述中央防御外壳(5)的底端固定连接有中央定位架(12)，所述预应力环板(10)的内部开设有定位插槽(13)，所述中央定位架(12)和定位插槽(13)的内部滑动连接有滑行槽组件(17)，所述空心支撑杆(1501)固定安装于滑行槽组件(17)的内部，所述中央定位架(12)的内部固定安装有滑行槽架(25)，所述滑行槽架(25)的内部滑动连接有推行杆(24)，所述推行杆(24)固定安装于滑行槽组件(17)的一端，所述滑行槽架(25)的一端固定连接有用于对推行杆(24)滑行间距限位的限位插合架(26)，所述推行杆(24)位于限位插合架(26)的内部固定连接有弹簧(27)，所述弹簧(27)固定安装在限位插合架(26)的一端，所述限位插合架(26)远离推行杆(24)的一端固定连接有气囊(28)，所述气囊(28)固定安装在滑行...
【技术特征摘要】
1.一种适于深部岩体工程的刚柔耦合吸能支护装置，包括支护外壳组件(1)和设置于支护外壳组件(1)外表面的中央防御外壳(5)，其特征在于，还包括：
2.根据权利要求1所述的一种适于深部岩体工程的刚柔耦合吸能支护装置，其特征在于，另一组所述第一铰接杆(1502)与第二铰接件(1503)的拼接处通过螺杆铰接有第二滑槽顶杆(1508)，所述第二滑槽顶杆(1508)的内部滑动连接有第二滑行块(1511)，所述第二滑行块(1511)、中心契合插块(1507)与第一滑行块(1505)呈孔对孔对齐状态设置，所述第二滑行块(1511)、中心契合插块(1507)与第一滑行块(1505)通过内部开设呈贯穿状的安装孔插接有长筒插杆(1506)；
3.根据权利要求2所述的一种适于深部岩体工程的刚柔耦合吸能支护装置，其特征在于，所述伸缩式防护组件(8)朝向巷道的面与吸能锚网(6)齐平，所述伸缩式防护组件(8)与吸能锚网(6)通过预应力辅助夹板(7)贴合于巷道内壁表面呈弧形状态设置，所述伸缩式防护组件(8)通过巷道变形压力以两组吸能锚网(6)之间呈拉伸状态设置。
4.根据权利要求1所述的一种适于深部岩体工程的刚柔耦合吸能支护装置，其特征在于，所述支护外壳组件(1)包括：
5.根据权利要求4所述的一种适于深部岩体工程的刚柔耦合吸能支护装置，其特征在于，所述吸能锚网(6)固定安装于中央防御外壳(5)与支护外壳组件(1)的外表面，所述预应力板的数量为多组，多组所述预应力板分布于支护外壳组件(1)与中央防御外壳(5)的表面，所述吸能锚网(6)与多组预应力板呈固定安装状态。
6.根据权利要求5所述的一种适于深部岩体工程的刚柔耦合吸能支护装置，其特征在于，所述支护外壳组件(1)的底端固定安装有多组拆卸式安装板(11)，所述拆卸式安装板(11)的底端插接有安装槽(16)，所述拆卸式安装板(11)通过安装槽(16)插接有预应力环板(10)，所述拆卸式安装板(11)的外表面通过螺纹组件与预应力环板(10)呈固定状态设置，所述预应力环板(10)的内部插接有插合套环(9)，所述预应力环板(10)的底端通过插合套环(9)固定安装有中空内防御组件(14)，所述中空内防御组件(14)、插合套环(9)和预应力环板(10)之间通过密封胶呈密封处理状态设置。
7.根据权利要求6所述的一种适于深部岩体工程的刚柔耦合吸能支护装置，其特征在于，所述中空内...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓鼎，王琦，杨军，周跃进，朱淳，高玉兵，盛柯，尹乾，何满潮，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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