【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及巷道支护领域，尤其涉及一种三铰拱式桩基液压支护装置及其使用方法。
技术介绍
1、针对普通巷道支护方式难以抵抗冲击地压产生的强震强冲作用从而造成支护失效、巷道垮塌及人员伤亡这一难题，经过十年来的不断探索，我国已经研发出液压抬棚、单元式、自移式、门式等一系列吸能防冲液压支架，并在 30 余处冲击地压矿井成功应用，取得良好的防冲效果。
2、从冲击地压巷道围岩控制和现有吸能防冲液压支架防冲效果上看，门式吸能防冲液压支架这种全断面支护形式具有可抵御不同方向冲击、底梁对底鼓的控制和对支架的稳定作用、支架和巷道围岩协同效果好等优点，无疑是目前冲击地压巷道最优的支架结构形式选择。
3、但巷道空间珍贵，轨道以及笨重的“底座”结构共同构成了门式吸能防冲液压支架科学与技术方面的适用性瓶颈问题：第一，门式液压支架为三立柱结构，中段液压立柱的存在减小了巷道有效空间的使用，影响巷道运输，第二，防冲立柱与支架顶底梁铰接，顶梁左右半边同样铰接，支架稳定性差，无法构成几何不变结构，不利于更强支护稳定性需要，第三，支架的底座笨重，安装需要挖槽，搬运困难效率低下，不利于便携运输需要。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提出一种三铰拱式桩基液压支护装置及其使用方法。
2、本专利技术的技术方案是：一种三铰拱式桩基液压支护装置，包括弧度相同的两弧形支撑梁，两弧形支撑梁的内端之间通过铰轴同心铰接为一体，弧形支撑梁外端的下方设有伸缩式吸能立柱，两侧的伸缩式吸能立柱对称
3、所述的伸缩式吸能立柱包括高压缸体、低压缸体和活塞杆，高压缸体、低压缸体和活塞杆的直径尺寸逐级降低，活塞杆的上端与弧形支撑梁外端铰接，活塞杆的下端设置的第一活塞匹配安装在高压缸体内，低压缸体的上端口设有环形限位凸台，高压缸体的下端设置的第二活塞匹配安装在低压缸体内，高压缸体的上端口设有环形限位凸台高压缸体内设有高压液压油，低压缸体内设有低压液压油。
4、优选的，所述低压缸体的下端设有吸能套筒，该吸能套筒内部设有吸能装置，吸能套筒的内部空间大于吸能装置自身的尺寸，用于满足吸能装置受压变形的要求，低压缸体下端设置的第三活塞匹配安装在吸能套筒内。
5、优选的，所述弧形支撑梁的端部底面设有凹槽，凹槽内设有横轴，活塞杆的上端伸入到凹槽内与横轴铰接，在活塞杆的上端设有径向孔，横轴插入到径向孔内。
6、优选的，所述伸缩式吸能立柱对应处的巷道地面内设有桩柱，伸缩式吸能立柱连接在桩柱的上端。
7、一种三铰拱式桩基液压支护装置的使用方法，包括如下步骤：
8、在巷道两侧的地面等间距钻出两排圆形的桩孔，桩孔间距根
9、据支护间距对应布置，然后向桩孔内竖直下入桩柱，桩柱的长度尺寸与桩孔的尺寸匹配，桩柱的上端与地表平齐；
10、②将支护装置两侧的伸缩式吸能立柱均调整至收缩状态，然后分别通过铰接的方式将伸缩式吸能立柱的下端与桩柱上端连接，使伸缩式吸能立柱和桩柱之间具有一定的活动余量；
11、③保持伸缩式吸能立柱处于竖直状态，驱动其高压缸体和活塞杆缓缓向上升起，两侧的伸缩式吸能立柱同步升起，将上部的两弧形支撑梁初步顶推支撑在巷道的顶部表面；
12、④同步驱动两液压斜撑杆向上顶压两弧形支撑梁的铰接端，使支护梁的中部顶紧在巷道顶部表面，然后同步驱动两伸缩式吸能立柱向上进一步顶压两弧形支撑梁的外端，使支护梁的端部顶紧在巷道顶部的表面；
13、⑤按照步骤④的方式交替驱动液压斜撑杆和伸缩式吸能立柱，直到将弧形支撑梁稳固支撑在巷道的顶部表面。
14、本专利技术的有益技术效果是：
15、（1）该三铰拱式桩基液压支架通过设置液压斜撑杆在弧形支撑梁上形成几何不便的三角支撑结构，使支架两侧的上部各形成一个独立的刚体，为支架提供稳固的支撑力，解决了通过中段液压立柱辅助支撑支架占用巷道通行空间的问题，提升了巷道空间的利用率，利于提高巷道内的生产效率以及其结构的稳定性；同时去除底梁结构改用桩基，通过桩基抑制巷道底鼓与三铰拱协同作用，实现全断面多方向抵抗围岩冲击，并且能够方便现场搬运安装，增强便携性。
16、（2）该三铰拱式桩基液压支架的液压立柱采用双伸缩结构，并在底部设有内置吸能装置的吸能套筒，形成了多级梯次性吸能防冲立柱，能够为支架提供强大的抗冲支撑力，抵抗巷道围岩冲击的能力更强，安全性更高。
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1.一种三铰拱式桩基液压支护装置，其特征是：
2.根据权利要求1所述的一种三铰拱式桩基液压支护装置，其特征是：所述的伸缩式吸能立柱包括高压缸体、低压缸体和活塞杆，活塞杆的上端与弧形支撑梁外端铰接，活塞杆的下端设置的第一活塞匹配安装在高压缸体内，高压缸体的下端设置的第二活塞匹配安装在低压缸体内，高压缸体内设有高压液压油，低压缸体内设有低压液压油。
3.根据权利要求2所述的一种三铰拱式桩基液压支护装置，其特征是：所述低压缸体的下端设有吸能套筒，该吸能套筒内部设有吸能装置，低压缸体下端设置的第三活塞匹配安装在吸能套筒内。
4.根据权利要求2所述的一种三铰拱式桩基液压支护装置，其特征是：所述弧形支撑梁的端部底面设有凹槽，凹槽内设有横轴，活塞杆的上端伸入到凹槽内与横轴铰接。
5.根据权利要求1所述的一种三铰拱式桩基液压支护装置及其使用方法，其特征是：所述伸缩式吸能立柱对应处的巷道地面内设有桩柱，伸缩式吸能立柱连接在桩柱的上端。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种三铰拱式桩基液压支护装置的使用方法，其特征包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种三铰拱式桩基液压支护装置，其特征是：
2.根据权利要求1所述的一种三铰拱式桩基液压支护装置，其特征是：所述的伸缩式吸能立柱包括高压缸体、低压缸体和活塞杆，活塞杆的上端与弧形支撑梁外端铰接，活塞杆的下端设置的第一活塞匹配安装在高压缸体内，高压缸体的下端设置的第二活塞匹配安装在低压缸体内，高压缸体内设有高压液压油，低压缸体内设有低压液压油。
3.根据权利要求2所述的一种三铰拱式桩基液压支护装置，其特征是：所述低压缸体的下端设有吸能套筒，该吸能套筒内部设有吸能装...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋义敏，范金颍，安栋，许海亮，王腾腾，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：
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