本發(fā)明涉及煤礦開采領(lǐng)域，具體涉及井下側(cè)壁應(yīng)力釋放支撐裝置。

背景技術(shù)：

采煤工作面中的支護(hù)設(shè)備是煤礦安全工作的保障設(shè)施，其使用過程中穩(wěn)定性，以及移架的可控性是此類設(shè)備的重要指標(biāo)。現(xiàn)有的綜采液壓支架可基本滿足中厚煤層開采的安全性和可靠性要求。但是地層應(yīng)力釋放并非朝夕之間即可完成的，特別是對于地層能量大，煤層周圍具有異常壓力層等特殊地層而言，地應(yīng)力的釋放可能需要數(shù)周、數(shù)月甚至數(shù)年才能徹底完成。在此過程中，地層壓力會逐漸增大，現(xiàn)有的綜采液壓支架存在對于地應(yīng)力釋放緩慢地層的適應(yīng)力不佳，容易被后期緩慢釋放的地應(yīng)力所破壞，導(dǎo)致后期開采受到干擾，嚴(yán)重時甚至誘發(fā)井下事故。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供井下側(cè)壁應(yīng)力釋放支撐裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中煤礦井井內(nèi)支架無法適應(yīng)緩慢釋放的地應(yīng)力的問題，實現(xiàn)側(cè)向支撐力與地應(yīng)力相適應(yīng)，降低后期受損可能性的目的。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

井下側(cè)壁應(yīng)力釋放支撐裝置，包括依次鉸接的上支腿、支護(hù)梁、頂梁、下支腿，所述上支腿、下支腿的外側(cè)分別靠在井壁兩側(cè)，上支腿與頂梁之間轉(zhuǎn)動連接第一支撐桿，下支腿與頂梁之間轉(zhuǎn)動連接第二支撐桿；還包括錨固在上支腿、下支腿之間的地面上的第一支撐件、第二支撐件，且第一支撐件靠近上支腿，第二支撐件靠近下支腿；所述第一支撐件、第二支撐件上均設(shè)置有斜面，斜面上設(shè)置方形的凹槽；所述第一支撐件與上支腿之間連接第一直線驅(qū)動裝置，所述第一直線驅(qū)動裝置的一端固定在第一支撐件斜面上的凹槽底部，另一端轉(zhuǎn)動連接在上支腿的內(nèi)側(cè)；所述第二支撐件與下支腿之間連接第二直線驅(qū)動裝置，所述第二直線驅(qū)動裝置的一端固定在第二支撐件斜面上的凹槽底部，另一端轉(zhuǎn)動連接在下支腿的內(nèi)側(cè)；所述第一直線驅(qū)動裝置的軸線垂直于第一支撐件上的斜面；所述第二直線驅(qū)動裝置的軸線垂直于第二支撐件上的斜面；所述第一支撐件斜面上的凹槽底面嵌設(shè)與第一直線驅(qū)動裝置接觸的第一壓力傳感器，第一支撐件內(nèi)部設(shè)置第一控制器，所述第一控制器用于接收第一壓力傳感器的壓力信號，并以此為依據(jù)控制第一直線驅(qū)動裝置的輸出力；所述第二支撐件斜面上的凹槽底面嵌設(shè)與第二直線驅(qū)動裝置接觸的第二壓力傳感器，第二支撐件內(nèi)部設(shè)置第二控制器，所述第二控制器用于接收第二壓力傳感器的壓力信號，并以此為依據(jù)控制第二直線驅(qū)動裝置的輸出力。

針對現(xiàn)有技術(shù)中煤礦井井內(nèi)支架無法適應(yīng)緩慢釋放的地應(yīng)力的問題，本發(fā)明提出一種井下側(cè)壁應(yīng)力釋放支撐裝置，包括依次鉸接的上支腿、支護(hù)梁、頂梁、下支腿，其中上支腿、下支腿的外側(cè)分別靠在井壁兩側(cè)，用于對井壁側(cè)向提供支撐與穩(wěn)固，頂梁用于承擔(dān)上覆地層壓力，支護(hù)梁用于調(diào)整角度。上支腿與頂梁之間轉(zhuǎn)動連接第一支撐桿，下支腿與頂梁之間轉(zhuǎn)動連接第二支撐桿，用以增大支撐力，同時使用轉(zhuǎn)動連接方式，即是第一支撐桿、第二支撐桿通過鉸接或轉(zhuǎn)軸連接等現(xiàn)有的轉(zhuǎn)動連接方式進(jìn)行連接，從而不會影響支架角度的調(diào)整。除了現(xiàn)有的支架結(jié)構(gòu)外，本發(fā)明還包括了錨固在上支腿、下支腿之間的地面上的第一支撐件、第二支撐件，第一支撐件、第二支撐件上均設(shè)置有斜面，斜面上設(shè)置方形的凹槽，由于第一直線驅(qū)動裝置的軸線垂直于第一支撐件上的斜面；第二直線驅(qū)動裝置的軸線垂直于第二支撐件上的斜面，因此，由第一直線驅(qū)動裝置、第二直線驅(qū)動裝置傳遞而來的作用力能夠完全、直接的施加在第一支撐件、第二支撐件上，不會對第一直線驅(qū)動裝置、第二直線驅(qū)動裝置施加徑向的分力，確保地層作用力沿著第一直線驅(qū)動裝置、第二直線驅(qū)動裝置的軸線進(jìn)行傳遞，極大的降低了第一直線驅(qū)動裝置、第二直線驅(qū)動裝置的受損可能性，提高了其使用的可靠性與安全系數(shù)。第一直線驅(qū)動裝置的一端固定在第一支撐件斜面上的凹槽底部，另一端轉(zhuǎn)動連接在上支腿的內(nèi)側(cè)，因此第一直線驅(qū)動裝置能夠隨著上支腿角度的調(diào)整而繞上支腿進(jìn)行轉(zhuǎn)動。同樣的，第二直線驅(qū)動裝置的一端固定在第二支撐件斜面上的凹槽底部，另一端轉(zhuǎn)動連接在下支腿的內(nèi)側(cè)，因此第二直線驅(qū)動裝置能夠隨著下支腿角度的調(diào)整而繞上支腿進(jìn)行轉(zhuǎn)動。使得本發(fā)明能夠適用于各種地層傾角下的煤礦礦井中。第一支撐件斜面上的凹槽底面嵌設(shè)與第一直線驅(qū)動裝置接觸的第一壓力傳感器，第一支撐件內(nèi)部設(shè)置第一控制器，所述第一控制器用于接收第一壓力傳感器的壓力信號，并以此為依據(jù)控制第一直線驅(qū)動裝置的輸出力。第二支撐件斜面上的凹槽底面嵌設(shè)與第二直線驅(qū)動裝置接觸的第二壓力傳感器，第二支撐件內(nèi)部設(shè)置第二控制器，所述第二控制器用于接收第二壓力傳感器的壓力信號，并以此為依據(jù)控制第二直線驅(qū)動裝置的輸出力。對于地應(yīng)力釋放緩慢的地層而言，隨著地應(yīng)力的逐漸緩慢釋放，作用在上支腿、下支腿上的作用力逐漸增大，該逐漸增大的作用力分別傳遞至第一直線驅(qū)動裝置、第二直線驅(qū)動裝置上，進(jìn)而傳遞至第一支撐件、第二支撐件的凹槽底面，分別由第一壓力傳感器、第二壓力傳感器所接收，第一壓力傳感器、第二壓力傳感器所獲取的壓力數(shù)據(jù)經(jīng)其轉(zhuǎn)化后分別傳輸至第一控制器、第二控制器，兩個控制器分別以各自所接收的壓力信號為依據(jù)，控制對應(yīng)的直線驅(qū)動裝置的輸出力。具體使用時，只需在控制器內(nèi)部預(yù)設(shè)壓力與輸出力的對應(yīng)關(guān)系即可，使得地層壓力越大時，直線驅(qū)動裝置所輸出的作用力也越大，從而以此克服變大的地層壓力。隨著地應(yīng)力的逐漸緩慢釋放，地層壓力逐漸增大，而第一直線驅(qū)動裝置、第二直線驅(qū)動裝置所輸出的作用力也逐漸增大，所輸出的作用力分別通過上支腿、下支腿直接作用在煤礦井井壁上，以此克服部分或全部地層壓力的增大值，降低支架被逐漸增大的地層壓力所損壞的可能性，第一直線驅(qū)動裝置、第二直線驅(qū)動裝置所輸出的作用力隨著地層壓力的變換而進(jìn)行調(diào)整，從而使得本發(fā)明能夠與地應(yīng)力釋放緩慢的地層相適應(yīng)，相較于傳統(tǒng)的固定不變的支架具有突出的實質(zhì)性特點和顯著進(jìn)步。

優(yōu)選的，所述上支腿的內(nèi)側(cè)固定兩個相互平行的第一凸起，兩個第一凸起之間通過第一轉(zhuǎn)軸進(jìn)行連接，所述第一轉(zhuǎn)軸穿過第一直線驅(qū)動裝置，所述第一直線驅(qū)動裝置能夠繞第一轉(zhuǎn)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動；所述第一直線驅(qū)動裝置朝向上支腿的一端連接橡膠墊。即是第一轉(zhuǎn)軸連接在兩個第一凸起之間，第一直線驅(qū)動裝置繞第一轉(zhuǎn)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)第一直線驅(qū)動裝置與上支腿之間的轉(zhuǎn)動連接。第一直線驅(qū)動裝置朝向上支腿的一端連接橡膠墊，避免剛性部件與剛性部件之間的直接接觸導(dǎo)致的摩擦，對第一直線驅(qū)動裝置提供一層軟性保護(hù)，同時使得第一直線驅(qū)動裝置輸出的作用力在上支腿表面具有更大的受力范圍，避免局部應(yīng)力集中形成薄弱點，從而提高本發(fā)明的使用壽命與工作效率。

優(yōu)選的，所述下支腿的內(nèi)側(cè)固定兩個相互平行的第二凸起，兩個第二凸起之間通過第二轉(zhuǎn)軸進(jìn)行連接，所述第二轉(zhuǎn)軸穿過第二直線驅(qū)動裝置，所述第二直線驅(qū)動裝置能夠繞第二轉(zhuǎn)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動；所述第二直線驅(qū)動裝置朝向下支腿的一端連接橡膠墊。即是第二轉(zhuǎn)軸連接在兩個第二凸起之間，第二直線驅(qū)動裝置繞第二轉(zhuǎn)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)第二直線驅(qū)動裝置與下支腿之間的轉(zhuǎn)動連接。第二直線驅(qū)動裝置朝向下支腿的一端連接橡膠墊，避免剛性部件與剛性部件之間的直接接觸導(dǎo)致的摩擦，對第二直線驅(qū)動裝置提供一層軟性保護(hù)，同時使得第二直線驅(qū)動裝置輸出的作用力在下支腿表面具有更大的受力范圍，避免局部應(yīng)力集中形成薄弱點，從而提高本發(fā)明的使用壽命與工作效率。

優(yōu)選的，所述第一直線驅(qū)動裝置的輸出力與第一壓力傳感器所受到的壓力成正比；所述第二直線驅(qū)動裝置的輸出力與第二壓力傳感器所受到的壓力成正比。確保兩個直線驅(qū)動裝置所輸出的作用力能夠與地層壓力大小相匹配，從而克服地應(yīng)力的緩慢釋放所帶來的后續(xù)影響。

優(yōu)選的，所述第一支撐桿、第二支撐桿為伸縮桿。增大頂梁與上支腿、下支腿之間角度調(diào)整范圍，提高本發(fā)明的適用范圍。

優(yōu)選的，所述第一控制器、第二控制器為可編程邏輯控制器?？删幊踢壿嬁刂破?，即plc控制器，用于本發(fā)明中能夠確?？刂凭?。

優(yōu)選的，所述第一直線驅(qū)動裝置、第二直線驅(qū)動裝置為液壓缸。以便于提供能夠克服部分或全部地層壓力改變的較大輸出力。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

1、本發(fā)明井下側(cè)壁應(yīng)力釋放支撐裝置，隨著地應(yīng)力的逐漸緩慢釋放，地層壓力逐漸增大，而第一直線驅(qū)動裝置、第二直線驅(qū)動裝置所輸出的作用力也逐漸增大，所輸出的作用力分別通過上支腿、下支腿直接作用在煤礦井井壁上，以此克服部分或全部地層壓力的增大值，降低支架被逐漸增大的地層壓力所損壞的可能性，第一直線驅(qū)動裝置、第二直線驅(qū)動裝置所輸出的作用力隨著地層壓力的變換而進(jìn)行調(diào)整，從而使得本發(fā)明能夠與地應(yīng)力釋放緩慢的地層相適應(yīng)。

2、本發(fā)明井下側(cè)壁應(yīng)力釋放支撐裝置，由第一直線驅(qū)動裝置、第二直線驅(qū)動裝置傳遞而來的作用力能夠完全、直接的施加在第一支撐件、第二支撐件上，不會對第一直線驅(qū)動裝置、第二直線驅(qū)動裝置施加徑向的分力，確保地層作用力沿著第一直線驅(qū)動裝置、第二直線驅(qū)動裝置的軸線進(jìn)行傳遞，極大的降低了第一直線驅(qū)動裝置、第二直線驅(qū)動裝置的受損可能性，提高了其使用的可靠性與安全系數(shù)。

3、本發(fā)明井下側(cè)壁應(yīng)力釋放支撐裝置，第一直線驅(qū)動裝置朝向上支腿的一端連接橡膠墊，第二直線驅(qū)動裝置朝向下支腿的一端連接橡膠墊，避免剛性部件與剛性部件之間的直接接觸導(dǎo)致的摩擦，對兩個直線驅(qū)動裝置提供軟性保護(hù)，同時使得兩個直線驅(qū)動裝置輸出的作用力具有更大的受力范圍，避免局部應(yīng)力集中形成薄弱點，從而提高本發(fā)明的使用壽命與工作效率。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明具體實施例中上支腿與第一直線驅(qū)動裝置連接處的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明具體實施例中下支腿與第二直線驅(qū)動裝置連接處的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1中a處的局部放大示意圖；

圖5為圖1中b處的局部放大示意圖。

附圖中標(biāo)記及對應(yīng)的零部件名稱：

1-上支腿，2-支護(hù)梁，3-頂梁，4-下支腿，5-凹槽，6-第一支撐桿，7-第二支撐桿，8-第一支撐件，9-第二支撐件，10-第一直線驅(qū)動裝置，11-第二直線驅(qū)動裝置，12-第一凸起，13-第一轉(zhuǎn)軸，14-第二凸起，15-第二轉(zhuǎn)軸，16-第一控制器，17-第一壓力傳感器，18-第二壓力傳感器，19-第二控制器，20-橡膠墊。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。

實施例1：

如圖1至圖5所示的井下側(cè)壁應(yīng)力釋放支撐裝置，包括依次鉸接的上支腿1、支護(hù)梁2、頂梁3、下支腿4，所述上支腿1、下支腿4的外側(cè)分別靠在井壁兩側(cè)，上支腿1與頂梁3之間轉(zhuǎn)動連接第一支撐桿6，下支腿4與頂梁3之間轉(zhuǎn)動連接第二支撐桿7；還包括錨固在上支腿1、下支腿4之間的地面上的第一支撐件8、第二支撐件9，且第一支撐件8靠近上支腿1，第二支撐件9靠近下支腿4；所述第一支撐件8、第二支撐件9上均設(shè)置有斜面，斜面上設(shè)置方形的凹槽5；所述第一支撐件8與上支腿1之間連接第一直線驅(qū)動裝置10，所述第一直線驅(qū)動裝置10的一端固定在第一支撐件8斜面上的凹槽5底部，另一端轉(zhuǎn)動連接在上支腿1的內(nèi)側(cè)；所述第二支撐件9與下支腿4之間連接第二直線驅(qū)動裝置11，所述第二直線驅(qū)動裝置11的一端固定在第二支撐件9斜面上的凹槽5底部，另一端轉(zhuǎn)動連接在下支腿4的內(nèi)側(cè)；所述第一直線驅(qū)動裝置10的軸線垂直于第一支撐件8上的斜面；所述第二直線驅(qū)動裝置11的軸線垂直于第二支撐件9上的斜面；所述第一支撐件8斜面上的凹槽5底面嵌設(shè)與第一直線驅(qū)動裝置10接觸的第一壓力傳感器17，第一支撐件8內(nèi)部設(shè)置第一控制器16，所述第一控制器16用于接收第一壓力傳感器17的壓力信號，并以此為依據(jù)控制第一直線驅(qū)動裝置10的輸出力；所述第二支撐件9斜面上的凹槽5底面嵌設(shè)與第二直線驅(qū)動裝置11接觸的第二壓力傳感器18，第二支撐件9內(nèi)部設(shè)置第二控制器19，所述第二控制器19用于接收第二壓力傳感器18的壓力信號，并以此為依據(jù)控制第二直線驅(qū)動裝置11的輸出力。所述上支腿1的內(nèi)側(cè)固定兩個相互平行的第一凸起12，兩個第一凸起12之間通過第一轉(zhuǎn)軸13進(jìn)行連接，所述第一轉(zhuǎn)軸13穿過第一直線驅(qū)動裝置10，所述第一直線驅(qū)動裝置10能夠繞第一轉(zhuǎn)軸13進(jìn)行轉(zhuǎn)動；所述第一直線驅(qū)動裝置10朝向上支腿1的一端連接橡膠墊20。所述下支腿4的內(nèi)側(cè)固定兩個相互平行的第二凸起14，兩個第二凸起14之間通過第二轉(zhuǎn)軸15進(jìn)行連接，所述第二轉(zhuǎn)軸15穿過第二直線驅(qū)動裝置11，所述第二直線驅(qū)動裝置11能夠繞第二轉(zhuǎn)軸15進(jìn)行轉(zhuǎn)動；所述第二直線驅(qū)動裝置11朝向下支腿4的一端連接橡膠墊20。所述第一直線驅(qū)動裝置10的輸出力與第一壓力傳感器17所受到的壓力成正比；所述第二直線驅(qū)動裝置11的輸出力與第二壓力傳感器18所受到的壓力成正比。所述第一支撐桿6、第二支撐桿7為伸縮桿。所述第一控制器16、第二控制器19為可編程邏輯控制器。所述第一直線驅(qū)動裝置10、第二直線驅(qū)動裝置11為液壓缸。本發(fā)明使用過程中，隨著地應(yīng)力的逐漸緩慢釋放，地層壓力逐漸增大，而第一直線驅(qū)動裝置、第二直線驅(qū)動裝置所輸出的作用力也逐漸增大，所輸出的作用力分別通過上支腿、下支腿直接作用在煤礦井井壁上，以此克服部分或全部地層壓力的增大值，降低支架被逐漸增大的地層壓力所損壞的可能性，第一直線驅(qū)動裝置、第二直線驅(qū)動裝置所輸出的作用力隨著地層壓力的變換而進(jìn)行調(diào)整，從而使得本發(fā)明能夠與地應(yīng)力釋放緩慢的地層相適應(yīng)。由第一直線驅(qū)動裝置、第二直線驅(qū)動裝置傳遞而來的作用力能夠完全、直接的施加在第一支撐件、第二支撐件上，不會對第一直線驅(qū)動裝置、第二直線驅(qū)動裝置施加徑向的分力，確保地層作用力沿著第一直線驅(qū)動裝置、第二直線驅(qū)動裝置的軸線進(jìn)行傳遞，極大的降低了第一直線驅(qū)動裝置、第二直線驅(qū)動裝置的受損可能性，提高了其使用的可靠性與安全系數(shù)。此外，第一直線驅(qū)動裝置朝向上支腿的一端連接橡膠墊，第二直線驅(qū)動裝置朝向下支腿的一端連接橡膠墊，避免剛性部件與剛性部件之間的直接接觸導(dǎo)致的摩擦，對兩個直線驅(qū)動裝置提供軟性保護(hù)，同時使得兩個直線驅(qū)動裝置輸出的作用力具有更大的受力范圍，避免局部應(yīng)力集中形成薄弱點，從而提高本發(fā)明的使用壽命與工作效率。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。