专利名称：带夯实机构的充填支护液压支架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于煤矿井下采煤工作面的支护设备，特别涉及在采煤工作面的采空区进行充填、支护作业的液压支架，具体说是一种带夯实机构的充填支护液压支架。
背景技术：
我国煤炭资源丰富，综采设备成熟，采煤工艺日趋完善，随着能源的紧缺，我国煤 炭开采步伐的日益加快，很多矿井面临着资源枯竭问题，而一些蕴藏在建筑物、道路以及水 体下面被认为不宜于开采的煤层，也越来越受到更多的关注。国内一般通过采用条带开采、 搬迁村庄、充填开采等多种技术措施来解决“三下”的压煤问题，提高煤炭采出率。但是随着 村庄搬迁成本的不断提高以及煤层开采深度的增加，充填开采技术的优势明显体现出来， 并已逐渐形成蓬勃发展之势。现有的充填技术大多采用注水、注泥浆及填充矸石等方法来 充填采空区。注水和注泥浆都要受到当地具体地质条件的限制，在中原地区，填石法的采用 比较普遍，其缺点是在进行填充时除了需要支护设备外，还需提供专门的运输设备以及夯 实机械，因此投资很大、作业程序比较复杂。中国发明专利申请“充填矸石液压支架”(申 请日2005年5月30日，申请号200510043629. 5，公开号CN 1873188A,
公开日2006年12 月6日)公开了一种用于煤矿综采工作面的充填研石液压支架，在尾梁下方悬挂矸石输送 机，用于输送充填的矸石，但该技术方案中没有夯实机械，当矸石由运输机充填后还需要夯 实机械对矸石夯实。中国发明专利“充填开采液压支架”(申请日2007年2月6日，申请 号200720034249. X，授权公告号CN201007216Y)公开了一种充填开采一体化液压支架，该 支架在矸石输送机下方设有倾斜铰接在底座上的可伸缩的夯实千斤顶，千斤顶头部设有铲 板，中部设有铰接在底座上的调节千斤顶，不仅可以对综采工作面进行支护，还可以实现对 采空区的充填。但是该液压支架中的夯实千斤顶只能在铲板作用下做单一的推压动作，对 矸石夯实作用不够好，而且靠近支架底座及地面的矸石不能被夯实，只有移动支架后才能 对近处的矸石夯实，存在死角区域；同时，该技术方案中，矸石输送机直接与悬挂在顶梁上， 不便于调节矸石输送机位置和输送路径，充填过程中会频繁地移动支架，工作效率低。而 且，现有充填支架的前后立柱通常都设于顶梁上，当巷道顶部不平时，支架顶梁与巷道之间 局部会有较大的间隙，支架对巷道的支护不牢固。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带夯实机构的充填支护液压支架，所述的这种带夯实 机构的充填支护液压支架要解决现有技术中的充填夯实液压支架需要频繁移动支架才能 有效地底座尾部的矸石进行夯实、工作效率低的技术问题。本发明的目的是通过以下技术方案实现的包括底座，顶梁，设在顶梁前部的前 梁，支撑顶梁的立柱，设在顶梁尾部的尾梁，尾梁下设置的托板，四连杆机构，托板溜槽悬挂 在尾梁之下，溜槽槽板上开有卸料充填的落料孔，位于底座后端、刮板输送机下方设有夯实 机构，立柱与四连杆机构的上端和下端分别与顶梁和底座相连接，其中，该夯实机构由可以上下转动做夯实运动的摆动夯实机构和可以顺着底座长度方向前后伸缩做横向夯实运动 的横向夯实机构构成。在夯实机构与底座之间还设置有挡矸座，挡矸座的前端与底座的后端相连接，所 述摆动夯实机构包括摆梁、摆梁千斤顶、夯矸梁和夯矸梁千斤顶，摆梁的前端与挡矸座相铰 接，夯矸梁从摆梁的后端套装在摆梁内腔；摆梁千斤顶的前后两端分别与摆梁和挡矸座相 连接；夯矸梁千斤顶的前后两端分别与摆梁和夯矸梁相连接，横向夯实机构由横向夯矸梁 和横向夯矸梁千斤顶构成，横向夯矸梁以抽屉式内嵌设于挡矸座内，夯矸梁千斤顶一端铰 接于挡矸座上，另一端与横向夯矸梁相连接。
在顶梁和四连杆机构之间设有平衡千斤顶。所述立柱为前后各两根，分别对称位于底座和顶梁的两侧，四连杆机构位于前、后 立柱之间；顶梁中部与前面两根立柱铰接，尾梁中部与后面两根立柱铰接，所述四连杆机构 包括上连杆、前连杆和后连杆，上连杆的上端与顶梁相连接，上连杆的下部分别与前连杆和 后连杆的顶端相连接，前、后连杆的下端分别与底座相铰接，平衡千斤顶两端铰接于上连杆 和顶梁上。所述上连杆为上部开叉的箱体结构，上连杆整体呈倒Y形，其上端铰接在顶梁上； 前连杆和后连杆分别为独立的箱体结构，前、后连杆的上端分别与上连杆的下部相铰接， 前、后连杆的下端分别与底座相铰接。Y形上连杆上开设有天窗。在顶梁前端还设置有护帮和护帮千斤顶，护帮后端与顶梁前端相铰接，护帮千斤 顶的前、后两端分别与护帮和顶梁相铰接。在底座上还设置有推移框架和推移千斤顶，推移框架的前端设置有连接耳，推移 框架的后端通过推移千斤顶与底座相连接。在尾梁和托板之间设有的托板千斤顶，托板通过设置在尾梁上的滑槽与尾梁活动 连接，托板千斤顶的前、后两端分别与尾梁和托板相连接。所述顶梁、尾梁、摆梁、夯矸梁和横向夯矸梁分别为箱体结构；在顶梁及底座与立 柱两端的连接处分别设置有柱窝。本发明的工作原理是支架的支护部分与传统液压支架支护作用一样，在填充部 分实现过程如下吊挂着充填运输机的托板在托板千斤顶的作用下在尾梁的滑槽中滑动到 需要填充的采空区，填充运输机运输填充物填充采空区；铰接在挡矸座上的摆梁在摆梁千 斤顶的作用下调节到一定的仰角，套在摆梁内部的夯矸梁在夯矸梁千斤顶作用下夯实充填 在采空区的填充物；铰接在挡矸座上的抽屉式横向夯矸梁，在横向夯矸梁千斤顶的作用下 在横向上夯实充填在采空区的充填物。 本发明和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本发明在带夯实机构的充填支 护液压支架中增设可以顺着底座长度方向前后伸缩做横向夯实运动的横向夯实机构，这 样，当摆动夯实机构将从矸石输送机落下的矸石夯实后，还可以在横向夯实机构的作用下 进一步夯实，特别是靠近地面和支架底座尾端附近的充填区域得到有效的夯实，单纯由摆 动夯实机构不能有效地将该区域的矸石夯实，在增设横向夯实机构后，彻底避免了该死角 区域，而且充填效果更好，不要频繁移动支架，提高了工作效率。如果在夯实机构和底座支 架设置挡矸座，一方面可以阻挡充填区从充填运输机落下来的充填物，其对底座的挡护作用由于现有技术的挡板，另一方面可以安置摆梁。摆梁千斤顶和横向夯矸梁，通过摆梁千斤 顶调节摆梁的仰角。如果在顶梁和四连杆机构之间设有平衡千斤顶，可以绕前面两根立柱 和后面两根立柱上端为转轴分别对顶梁后端和尾梁前端进行上下微调，使顶梁和尾梁与巷 道顶部贴合更紧密，给巷道更牢实的支护作用力，提高支架的支护作用。在Y形上连杆上开 设天窗，通过天窗能更好地观察采空区填充夯实填充物的情况。在顶梁前端设置有护帮和 护帮千斤顶，在顶梁前端起支护作用并防止煤壁片帮。底座上还设置有推移框架和推移千 斤顶，可以在推移千斤顶的作用下起着推溜移架的作用。在尾梁和托板之间设有托板千斤 顶，托板通过设置在尾梁上的滑槽与尾梁活动连接，可以通过托板千斤顶的伸缩来调整托 板的位置，进而调整矸石输送机的位置，当一处的填充作业完成后，可以在不移动支架的情 况下方便快速的将托板滑动到新的作业点。
图1是本发明带夯实机构的充填支护液压支架第一实施例的整体结构图。图2是图1中底座俯视图。图3是图1中的上连杆结构示意图。
具体实施例方式实施例1 如图1、图2和图3所示。本发明的这种带夯实机构的充填支护液压支架，图1中 摆梁和夯矸梁的虚线为其工作中的几个位置。在本实施例中，包括底座19，顶梁3，支撑顶 梁的立柱17，铰接在顶梁尾部的尾梁4，尾梁下设置的托板6，四连杆机构，托板溜槽悬挂在 尾梁之下，溜槽槽板22上开有卸料充填的落料孔，位于底座后端、托板下方设有夯实机构， 立柱与四连杆机构的上端和下端分别与顶梁和底座相连接。尾梁4的作用是在立柱的作用 下支撑液压支架后部的采空区，为了搬移充填物，在尾梁4的后部设置有托板6和托板千斤 顶5，托板6的作用是吊挂充填物运输机，托板6采用板筋焊接结构，托板6通过设置在尾梁 4底面上的滑槽与尾梁4活动连接，托板千斤顶5的前端与尾梁4相连接，托板千斤顶5的 后端与托板6相连接，当一处的填充作业完成后，托板6可在托板千斤顶5的推移作用下在 尾梁4的滑槽中滑动到新的作业点，每个托板6的移动由人工通过控制开关进行控制。在 夯实机构与底座之间还设置有挡矸座13，挡矸座13采用高强度箱体焊接结构，挡矸座13的 前端与底座19的后端通过两个铰链铰接，以限制挡矸座13在左右方向上的摆动，挡矸座13 的作用有两个，一是用来遮挡从充填运输机上落下来的填充物，如矸石类；二是连接夯实机 构。该夯实机构由可以上下转动做夯实运动的摆动夯实机构和可以顺着底座长度方向前后 伸缩做横向夯实运动的横向夯实机构构成。所述摆动夯实机构包括摆梁9、摆梁千斤顶10、 夯矸梁7和夯矸梁千斤顶8，摆梁9和夯矸梁7分别采用高强度箱体焊接结构。在本实施例 中，摆梁9为平行设置的两条箱体分别由垂直于两箱体的加强筋连接在一起而成，在摆梁9 的两条平行箱体上分别都设置有摆梁千斤顶10，夯矸梁7为平行设置的两条箱体分别由垂 直于两箱体的夯矸板在后端连接而成，夯矸梁7的两个前端分别从摆梁9的后端套装在摆 梁两平行箱体的内腔，在夯矸梁7的两侧箱体上分别都设置有夯矸梁千斤顶8。摆梁9的两 个前端分别与挡矸座13相铰接，每个摆梁千斤顶10的两端分别与摆梁9和挡矸座13相连接；摆梁千斤顶10起着绕铰接点调节摆梁仰角、进而调节夯矸板高度的作用，每个夯矸梁千斤顶8的两端分别与摆梁9和夯矸梁7相铰接；夯矸梁7通过夯矸梁千斤顶8的作用实 现前后伸缩，用来夯实已充填在采空区的充填物。横向夯实机构由横向夯矸梁12和横向夯 矸梁千斤顶11构成，横向夯矸梁12为高强度箱体焊接结构，横向夯矸梁12以抽屉式内嵌 设于挡矸座13内，在本实例中采用两个横向夯矸梁12呈上下结构设于挡矸座13内，相应 地设于两个横向夯矸梁千斤顶11，横向夯矸梁千斤顶11 一端铰接于挡矸座13上，另一端 与横向夯矸梁12相连接，横向夯矸梁12通过横向夯矸梁千斤顶11的伸缩作用在横向上夯 实采空区的充填物，进一步对充填物进行夯实，尤其是对靠近地面和底座尾部的充填物的 夯实作用明显，避免摆动夯实机构的死角区域。所述立柱17为前后各两根，前面两根立柱 17对称位于底座19和顶梁3的两侧，后面两根立柱17对称位于底座19和尾梁4的两侧， 四连杆机构位于前、后立柱之间，四连杆机构包括上连杆16、前连杆15和后连杆14，上连杆 16的上端与顶梁3相铰接，本实施例中，上连杆16为下部开叉分为两支的、开有天窗23的 高强度箱体焊接结构，上连杆16整体呈倒Y形，其上端铰接在顶梁3上，前、后连杆15、14 设置为左右对称的两组，前连杆15和后连杆14分别为独立的高强度箱体焊接结构，每组的 上端分别与上连杆16 —个分支的下部相铰接，每组的下端分别与立柱之间的底座两侧相 铰接，这样构成一个四连杆机构，在Y形上连杆16上开设天窗23，操作者24通过天窗23能 更好地观察采空区充填夯实填充物的情况。在顶梁3和上连杆16之间铰接有平衡千斤顶 18，平衡千斤顶18的上端与顶梁3的铰接位置位于前两根立柱17和上连杆16与顶梁3的 铰接位置之间，由于顶梁3和尾梁4之间铰接，所以通过平衡千斤顶18可以绕前面两根立 柱和后面两根立柱上端为转轴分别对顶梁3后端和尾梁4前端进行上下微调，消除顶梁和 尾梁与巷道顶部之间较大的间隙，使顶梁3和尾梁4与巷道顶部贴合更紧密，给巷道更牢实 的支护作用力，提高支架的支护作用。在顶梁3的前端还设置有护帮1和护帮千斤顶2，护 帮1的后端与顶梁3的前端相铰接，护帮千斤顶2的前、后两端分别与护帮1和顶梁3相铰 接，通过护帮千斤顶2支撑护帮1。护帮1的作用是在顶梁3前端起支护作用并防止煤壁片 帮。底座19采用带过桥开裆式高强度箱体焊接结构，其直接作用于工作面底板上，在底座 19的开裆处设置有推移框架20和推移千斤顶21，推移框架20的前端设置有连接耳，推移 框架20的后端通过推移千斤顶21与底座19相连接，推移框架20通过前端的连接耳与主 采面的运输机相连接，在推移千斤顶21的作用下起着推溜移架的作用。另外，在顶梁3以 及底座19与四个立柱17上、下两端的连接位置上，都分别设置有柱窝，以使铰链活动方便。
除了上述方案之外，，也可以不设置挡护装置；或将挡护装置中的挡矸座仅设置 成一个挡护立板，夯实机构可铰接在立板上、或直接铰接在底座上，这样不便于挡护夯实机 构。还可将摆动夯实机构中的摆梁和夯矸梁设置成固定一体的、或设置为多根分别带液压 千斤顶的独立结构。在横向夯矸梁的末端也可固定一个夯矸板，横向夯实机构也可以为多 个末端带夯实板的液压千斤顶。另外，还可以将上连杆设置为H型结构、或位于左右两侧的 I型独立结构。还可以将托板设置为直接固定在尾梁上。
权利要求
一种带夯实机构的充填支护液压支架，包括底座，顶梁，设在顶梁前部的前梁，支撑顶梁的立柱，设在顶梁尾部的尾梁，尾梁下设置的托板，四连杆机构，托板溜槽悬挂在尾梁之下，溜槽槽板上开有卸料充填的落料孔，位于底座后端、刮板输送机下方设有夯实机构，立柱与四连杆机构的上端和下端分别与顶梁和底座相连接，其特征在于该夯实机构由可以上下转动做夯实运动的摆动夯实机构和可以顺着底座长度方向前后伸缩做横向夯实运动的横向夯实机构构成。
2.如权利要求1所述的带夯实机构的充填支护液压支架，其特征在于在夯实机构与 底座之间还设置有挡矸座，挡矸座的前端与底座的后端相连接，所述摆动夯实机构包括摆 梁、摆梁千斤顶、夯矸梁和夯矸梁千斤顶，摆梁的前端与挡矸座相铰接，夯矸梁从摆梁的后 端套装在摆梁内腔；摆梁千斤顶的前后两端分别与摆梁和挡矸座相连接；夯矸梁千斤顶的 前后两端分别与摆梁和夯矸梁相连接，横向夯实机构由横向夯矸梁和横向夯矸梁千斤顶构 成，横向夯矸梁以抽屉式内嵌设于挡矸座内，夯矸梁千斤顶一端铰接于挡矸座上，另一端与 横向夯矸梁相连接。
3.如权利要求1所述的带夯实机构的充填支护液压支架，其特征在于在顶梁和四连 杆机构之间设有平衡千斤顶。
4.如权利要求1所述的带夯实机构的充填支护液压支架，其特征在于所述立柱为前 后各两根，分别对称位于底座和顶梁的两侧，四连杆机构位于前、后立柱之间；顶梁中部与 前面两根立柱铰接，尾梁中部与后面两根立柱铰接，所述四连杆机构包括上连杆、前连杆和 后连杆，上连杆的上端与顶梁相连接，上连杆的下部分别与前连杆和后连杆的顶端相连接， 前、后连杆的下端分别与底座相铰接，平衡千斤顶两端铰接于上连杆和顶梁上。
5.如权利要求4所述的带夯实机构的充填支护液压支架，其特征在于所述上连杆为 上部开叉的箱体结构，上连杆整体呈倒Y形，其上端铰接在顶梁上；前连杆和后连杆分别为 独立的箱体结构，前、后连杆的上端分别与上连杆的下部相铰接，前、后连杆的下端分别与 底座相铰接。
6.如权利要求5所述的带夯实机构的充填支护液压支架，其特征在于Y形上连杆上开设有天窗。
7.如权利要求1或2或3或4或5或6所述的带夯实机构的充填支护液压支架，其特 征在于在顶梁前端还设置有护帮和护帮千斤顶，护帮后端与顶梁前端相铰接，护帮千斤顶 的前、后两端分别与护帮和顶梁相铰接。
8.如权利要求1或2或3或4或5或6所述的带夯实机构的充填支护液压支架，其特 征在于在底座上还设置有推移框架和推移千斤顶，推移框架的前端设置有连接耳，推移框 架的后端通过推移千斤顶与底座相连接。
9.如权利要求1或2或3或4或5或6所述的带夯实机构的充填支护液压支架，其特 征在于在尾梁和托板之间设有的托板千斤顶，托板通过设置在尾梁上的滑槽与尾梁活动 连接，托板千斤顶的前、后两端分别与尾梁和托板相连接。
10.如权利要求1或2或3或4或5或6所述的带夯实机构的充填支护液压支架，其特 征在于所述顶梁、尾梁、摆梁、夯矸梁和横向夯矸梁分别为箱体结构；在顶梁及底座与立 柱两端的连接处分别设置有柱窝。
全文摘要
一种带夯实机构的充填支护液压支架，包括底座，顶梁，立柱，尾梁，托板，四连杆机构，夯实机构，夯实机构由可上下转动做夯实运动的摆动夯实机构和可顺着底座长度方向前后伸缩做横向夯实运动的横向夯实机构构成，摆动夯实机构包括摆梁、摆梁千斤顶、夯矸梁和夯矸梁千斤顶，横向夯实机构由横向夯矸梁和横向夯矸梁千斤顶构成。本发明在带夯实机构的充填支护液压支架中增设可以顺着底座长度方向前后伸缩的横向夯实机构，当摆动夯实机构将从矸石输送机落下的矸石夯实后，横向夯实机构进一步夯实，特别是靠近地面和支架底座尾端附近的充填区域得到有效的夯实，彻底避免了死角区域，充填效果更好，不要频繁移动支架，提高工作效率。
文档编号E21F15/00GK101988388SQ20091006561
公开日2011年3月23日 申请日期2009年7月31日 优先权日2009年7月31日
发明者宋新扩, 梁勇, 胡玉珊, 邵俊营, 郑永强, 陈欢欢, 陈素芳, 韩山岭 申请人:郑州四维机电设备制造有限公司