一种抗冲解危的巷道支护-围岩胀裂一体化系统的制作方法

1.本发明涉及支护系统的技术领域，特别是涉及一种抗冲解危的巷道支护-围岩胀裂一体化系统。


背景技术：

2.冲击地压是煤矿围岩由于弹性变形能瞬间的释放而产生的突然的、猛烈的破坏动力现象，是煤矿生产中的重大动力灾害之一。支护是最直接面临冲击危险和阻止围岩失稳破坏的一道屏障。液压支柱是利用液体压力产生工作阻力并实现升柱和卸载的可伸缩性支柱，当外载荷超过液压支柱设定的阈值时，安全阀则立即开启进行排液泄压，当载荷降至阈值以内时安全阀自动关闭。
3.在地下开采过程中，普通液压支柱虽应用广泛，但存在一个较为严重的缺陷，液压支柱安全阀单位时间泄压而排出的流量是一定的，突发冲击时，如果冲击过大，那么安全阀来不及泄压就会引起爆缸、密封圈压碎、支柱失稳折弯等危害，进而引发整个支护体系的支护失效，对矿下安全造成隐患。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种抗冲解危的巷道支护-围岩胀裂一体化系统，以解决上述现有技术存在的问题，使液压支柱泄压的同时，劈裂围岩释放多余岩体应力，进而维护整个支护体系的安全。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供了一种抗冲解危的巷道支护-围岩胀裂一体化系统，包括支护系统和胀裂系统；所述支护系统由液压支柱与三用阀组成；所述胀裂系统由压力继电器、两位两通电磁阀、单向阀、两位四通电磁阀、岩石胀裂设备组成；所述支护系统与胀裂系统通过液压支柱的导管连接。
6.优选的，所述支护系统中的液压支柱包括缸体、底座和导管；所述缸体套设于底座上，并且二者之间设置有密封槽；所述底座上设置有一与液压支柱内腔连通的通孔；所述通孔的外端设置有一环形槽；所述环形槽上设有螺纹，以便与导管螺纹连接；所述导管内部设有螺纹，与环形槽螺纹连接，并且导管内部设有阶梯孔；所述阶梯孔上设有密封槽，阶梯孔与通孔外端面接触配合；所述导管一端与液压支柱内腔连接，另一端与胀裂系统连接。
7.优选的，所述底座的上端密封槽设置密封圈密封，下端密封槽设置钢丝复合密封条密封；所述阶梯孔的密封槽设置密封圈密封。
8.优选的，所述支护系统中的三用阀由单向阀、卸载阀和安全阀集成为一体；所述单向阀与液压泵相连，用于注液；所述卸载阀和安全阀所在的油路并联；所述卸载阀用于卸荷，使液压支柱回柱；所述安全阀在压力达到一定值时卸载，保持液压支柱内压恒定。
9.优选的，所述胀裂系统与液压支柱的导管连接；所述两位两通电磁阀与导管之间设置有压力继电器；所述压力继电器可将压力信号转换为电信号，控制两位两通电磁阀、两
位四通电磁阀磁铁的得电与失电，并且其设置的压力阈值略低于安全阀开启阈值；所述两位两通电磁阀在得到信号后可实现管路的连接与中断；所述两位四通电磁阀在得到信号后可实现管路的换向；所述岩石胀裂设备可将液体压力转换为胀裂力进而胀裂围岩。
10.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明可将液压支柱释放的乳化液二次利用，用于岩石胀裂设备胀裂围岩，同时避免液压支柱安全阀来不及泄压导致的支柱损坏，维护了整个支护体系的安全。该一体化系统能实现围岩胀裂应力释放与巷道支护的协同作用进而达到消除围岩冲击灾害的效果。
附图说明
11.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1为本发明抗冲解危的巷道支护-围岩胀裂一体化系统的原理示意图。
13.图2为本发明中液压支柱底部结构示意图。
14.图3为本发明中底座的结构示意图。
15.图4为本发明中缸体的结构示意图。
16.图5为本发明中导管的结构示意图。
17.其中：1-液压支柱，2-缸体，3-油箱，4-液压泵，5-单向阀，6-卸载阀，7-安全阀，8-三用阀，9-压力继电器，10-两位两通电磁阀，11-两位四通电磁阀，12-岩石胀裂设备，13-底座，14-导管，15-密封槽，16-环形槽，17-通孔外端面，18-通孔，19-阶梯孔，20-支护系统，21-胀裂系统。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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付出创造性劳动的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。
19.本发明的目的是提供一种抗冲解危的巷道支护-围岩胀裂一体化系统，以解决现有技术存在的问题，将液压支柱释放的乳化液二次利用，用于岩石胀裂设备胀裂围岩，同时避免液压支柱安全阀来不及泄压导致的支柱损坏，维护了整个支护体系的安全。该一体化系统能实现围岩胀裂应力释放与巷道支护的协同作用进而达到消除围岩冲击灾害的效果。
20.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
21.如图1至图5所示：本实施例提供了一种抗冲解危的巷道支护-围岩胀裂一体化系统，包括支护系统20和胀裂系统21；所述支护系统20由液压支柱1与三用阀8组成；所述胀裂系统21由压力继电器9、两位两通电磁阀10、单向阀5、两位四通电磁阀11、岩石胀裂设备12组成；所述支护系统20与胀裂系统21通过液压支柱1的导管14连接。
22.所述支护系统20中的液压支柱1包括缸体2、底座13和导管14；所述缸体2套设于底
座13上，并且二者之间设置有密封槽15；所述底座13上设置有一与液压支柱1内腔连通的通孔18；所述通孔18的外端设置有一环形槽16；所述环形槽16上设有螺纹，以便与导管14螺纹连接；所述导管14内部设有螺纹，与环形槽16螺纹连接，并且导管14内部设有阶梯孔19；所述阶梯孔19上设有密封槽15，阶梯孔19与通孔外端面17接触配合；所述导管14一端与液压支柱1内腔连接，另一端与胀裂系统21连接。
23.所述底座13的上端密封槽15设置密封圈密封，下端密封槽15设置钢丝复合密封条密封；所述阶梯孔19的密封槽15设置密封圈密封。
24.所述支护系统20中三用阀8由单向阀5、卸载阀6和安全阀7集成为一体；所述单向阀5与液压泵4相连，用于注液；所述卸载阀和安全阀所在的油路并联；所述卸载阀6用于卸荷，使液压支柱1回柱；所述安全阀7在压力达到一定值时卸载，保持液压支柱1内压恒定。
25.所述胀裂系统21与液压支柱1的导管14连接；所述两位两通电磁阀10与导管14之间设置有压力继电器9；所述压力继电器9可将压力信号转换为电信号，控制两位两通电磁阀10、两位四通电磁阀11磁铁的得电与失电，并且其设置的压力阈值略低于安全阀7开启阈值；所述两位两通电磁阀10在得到信号后可实现管路的连接与中断；所述两位四通电磁阀11在得到信号后可实现管路的换向；所述岩石胀裂设备12可将液体压力转换为胀裂力进而胀裂围岩。
26.本实施例抗冲解危的巷道支护-围岩胀裂一体化系统的具体工作过程如下：工作前，将各器件间用软管组装好油路。将注液把手插入三用阀8内，液压支柱1升柱进行正常初撑阶段，此时两位两通电磁阀10处于常闭位断开状态，油路断开，液压支柱1进行正常的支护工作。再将注液把手通过单向阀5注入岩石胀裂设备12的杆腔，待岩石胀裂设备12活塞杆处于最上方时停止注液，使岩石胀裂设备12处于待工作状态，并且在管道内留有足够的乳化液来充当传力介质。
27.当液压支柱1突受大载荷冲击后，其内腔压力迅速增大，当液压达到一定值时，压力继电器9开始工作，将压力信号转换为电信号控制两位两通电磁阀10、两位四通电磁阀11得电，从而接通液压支柱1与岩石胀裂设备12之间的油路。高压液体随之进入岩石胀裂设备12的活塞腔，推动其活塞杆向下运动进行岩石胀裂。
28.待第一波冲击结束，液压支柱1的内腔压力逐渐减弱，压力继电器9恢复初始状态，两位两通电磁阀10与两位四通电磁阀11失电，液压支柱1与岩石胀裂设备12的油路形成闭路，液压支柱1再次恢复正常支护状态。
29.本实施例的抗冲解危的巷道支护-围岩胀裂一体化系统可承受多次压力突变冲击，直至岩石胀裂设备12中活塞杆达到行程位移最大时才停止胀裂，此时的液压支柱若再受冲击，则由三用阀8中的安全阀7进行开腔溢流，并且此后重新将注液把手通过单向阀5注入岩石胀裂设备12的杆腔进行回程，可再次抵御冲击。本实施例的系统在泄压保护支柱的同时，劈裂岩体释放多余岩体内应力，进而维护了整个支护体系的安全。
30.本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。