利索能及
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专利号: 2023110120865
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多级释能急倾斜煤柱安全保护装置,其特征在于,包括铰接机构、锚固组件及缓冲护板,所述铰接机构包括套筒和主轴,所述主轴设置在套筒内侧,与其同轴布置;

锚固组件包括锚杆及铆钉,每个铆钉均配置有一段钢丝绳,锚杆、铆钉及钢丝绳可用于将铰接机构固定于上盘围岩的下侧;

所述缓冲护板有多个,由下往上依次设置在套筒的同一侧,各缓冲护板与套筒的相邻侧均通过一组摆臂与套筒转动相连;

任意相邻两个缓冲护板之间均设有弹性连接件,弹性连接件的两端分别与上下两侧的缓冲护板相连,所有缓冲护板呈散射状分布。

2.根据权利要求1所述一种多级释能急倾斜煤柱安全保护装置,其特征在于,所述套筒和主轴均为圆形截面,主轴的两端均伸至套筒的外部;

所述套筒的两端内侧分别安装有轴承,所述主轴通过轴承与套筒转动配合。

3.根据权利要求1所述一种多级释能急倾斜煤柱安全保护装置,其特征在于,锚杆有多个,沿套筒的长度方向间隔设置在其外侧,各锚杆的一端可固定于上盘围岩底部,另一端与套筒固定相连。

4.根据权利要求2所述一种多级释能急倾斜煤柱安全保护装置,其特征在于,铆钉有两个,可固定于上盘围岩底部,两个铆钉均通过钢丝绳与主轴的端部固定相连。

5.根据权利要求1所述一种多级释能急倾斜煤柱安全保护装置,其特征在于,缓冲护板为钢制方形平板,各缓冲护板的长度均大于煤柱的长度,使用状态下,最下方缓冲护板远离铰接机构的一侧搭设在下盘围岩上。

6.根据权利要求1所述一种多级释能急倾斜煤柱安全保护装置,其特征在于,每组摆臂均包括沿主轴的轴向间隔布置的至少两个摆臂,摆臂的一端开设有卡槽,缓冲护板的侧边进入同组摆臂的卡槽与其固定相连;

所述摆臂的另一端具有与主轴相适配的轴孔,摆臂的另一端穿过套筒套设在主轴上,与主轴转动配合;

所有摆臂均沿主轴的轴向排布,套筒的圆周外壁上开设有与摆臂位置对应的槽口。

7.根据权利要求1所述一种多级释能急倾斜煤柱安全保护装置,其特征在于,所述弹性连接件是V形结构的钢板,所述弹性连接件的开口方向与其上下两侧缓冲护板的开口方向相反,其两端分别与相邻的两个缓冲护板固定焊接。

8.一种多级释能急倾斜煤柱安全保护方法,其特征在于,采用如权利要求1至7任意一项所述的一种多级释能急倾斜煤柱安全保护装置,保护方法包括如下步骤:S1、在上盘围岩底部靠近其下侧煤柱的位置使用钻机钻出多个锚孔,各锚孔沿煤柱额宽度方向呈线性排布,对各锚孔清理后在其内部放置锚杆,在锚孔内注浆后锚杆固定在上盘围岩内;

各锚杆固定后,各锚杆位于上盘围岩外侧的端部长度一致;

S2、组装铰接机构,首先将各摆臂带有轴孔的一端通过槽口穿入套筒内侧,主轴由套筒的一端插入其内部,依次调节各摆臂的位置,使主轴的端部穿过所有摆臂的轴孔,由套筒的另一端穿出其外部;

调节主轴的位置,使其均穿出套筒的外部且长度相等,在主轴的两端分别放置轴承,并将轴承固定在套筒端部;

S3、将组装完成的铰接机构放置在上盘围岩与煤柱的连接处,套筒位于煤柱上方且沿其宽度方向布置,将各锚杆的端部与套筒的外壁固定焊接在一起;

在主轴两端上方的上盘围岩的底部打入铆钉,将钢丝绳的一端与铆钉焊接,另一端在主轴上缠绕并与其焊接固定;

S4、在煤柱的上方放置最下层缓冲护板,最下层缓冲护板位于套筒的右侧,最下层缓冲护板的左侧边插入其对应摆臂的卡槽内,与摆臂固定焊接,最下层缓冲护板的右侧边搭设在下盘围岩的上表面;

S5、在最下层缓冲护板的上表面放置V形结构的弹性连接件,弹性连接件的开口侧朝向套筒,弹性连接件的一端与最下层缓冲护板固定焊接;

在弹性连接件的上方放置上一层缓冲护板,将上一层缓冲护板的左侧边插入其对应摆臂的卡槽内,与摆臂固定焊接,之后,弹性连接件的另一端与上一层缓冲护板固定焊接;

S6、重复S4和S5的操作,以主轴的轴线为中线按照逆时针的方向依次将剩余的缓冲护板安装在铰接机构上,直至所有缓冲护板充满采空区。

9.根据权利要求8所述的一种多级释能急倾斜煤柱安全保护方法,其特征在于,在缓冲护板的宽度小于煤柱宽度的情况下,缓冲护板沿主轴的轴向交替错位布置。