专利名称：矸石、粉煤灰两柱掩护式充填液压支架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及煤矿地下综采工作面支护设备领域，具体为一种矸石、粉煤灰两柱掩护式充填液压支架。
背景技术：
煤矿开采中，综采工作面推进后，工作面后部形成采空区，采空区会随着工作面的推进逐步垮落，造成矿区地质结构变化，甚至地表土地沉降，对地面建筑物、道路、水体造成破坏，从而造成我国“三下”压煤采出率低，资源无法充分利用。同时煤炭生产过程中产生的大量矸石、煤矿自备电厂生产中粉煤灰排放量巨大，不能有效利用。实施矸石、粉煤灰充填开采，既可以把煤矿生产过程中所产生的矸石以及废弃物粉煤灰全部回填到采空区，又可 以最大限度的减少地面沉降，保护地面耕地和建筑物的安全稳定。要实现综采工作面矸石、粉煤灰充填开采，需要不断地向采空区输送矸石、粉煤灰填充物，同时需要保护充填作业操作人员的安全，就需要采用充填液压支架，而现有的充填支架，大多采用支架后部增设刮板输送机，只能将矸石等固体填充物输送至采空区，经过实践验证，固体填充物的松散系数大、充填效果不理想，地面仍然会有较大沉陷，而且在工作面割煤推进后，现有充填支架无法满足对充填物进行长时间的有效隔离、压实及支护要求，因此只能以减少割煤次数，牺牲日产煤量，来保证充足的充填物隔离、压实时间，无法实现井下采煤和充填工作同时进行。
发明内容本实用新型为了解决现有充填支架只能对矸石等固体填充物进行输送、充填效果不理想，而且不能满足对充填物进行长时间有效隔离，无法实现采煤和充填工作同时进行的问题，提供一种矸石、粉煤灰两柱掩护式充填液压支架。本实用新型是采用如下技术方案实现的矸石、粉煤灰两柱掩护式充填液压支架，包括底座、顶梁，底座和顶梁之间连有立柱，底座和顶梁之间还设置由前连杆、后连杆和掩护梁构成的四连杆机构，掩护梁与顶梁之间设有平衡油缸，顶梁前端设有与其相互配合的伸缩梁及伸缩油缸，顶梁与尾梁之间设有短柱，底座内贯穿设置推移杆及推移油缸，本实用新型的创新点在于顶梁后端铰接有尾梁，底座后方、且位于尾梁下方设有直立于地面上、并与尾梁下方接触的充填隔离模板，所述充填隔离模板由通过升降油缸连接的上模板和下模板构成，充填隔尚模板下端通过拉移油缸与底座连接，充填隔尚模板内侧设有与井下巷道内膏体充填物总管道连接的膏体充填物支管道，上模板上方或尾梁下方设有与膏体填充物支管道连通的充填口。为了进一步优化该液压支架的结构，完善其功能，本实用新型还进行了以下结构改进所述膏体充填物支管道上装有截止阀，便于人为控制。所述伸缩梁两个侧边分别开设燕尾槽，顶梁内部两侧分别设有与燕尾槽相互配合的凸块。采用该结构形式，可保证伸缩梁运行平稳可靠，有效控制支架前端顶板的冒落。[0008]所述拉移油缸为双伸缩双作用拉移油缸，行程达到1800mm，控制充填隔离模板的工作位置，是实现采煤和充填工作同时进行的关键部件。本实用新型是针对综采工作面矸石、粉煤灰膏体充填而设计的专业支护设备，以液压为动力控制各油缸动作，顶梁加伸缩梁，能够对采煤工作面顶板进行有效支护，尾梁能够对采空区顶板进行有效支护，充填隔离模板通过升降油缸控制，其高度能够通过升降油缸伸缩调节，能够对膏体充填物进行有效隔离和压实，并能够支撑尾梁，起到一定的支撑作用，通过拉移油缸来控制充填隔离模板的工作位置，是理想的充填工作面支护设备。此外，伸缩梁与顶梁的配合结构以及立柱采用双伸缩立柱，完全可满足充填液压支架对支护强度和支护高度的要求。与现有技术相比，本实用新型结构简单，设计合理，使用方便，安全可靠，采用膏体形式充填，充填效果非常好，有效消除了采空区地面沉陷的问题，能够满足充填工艺总体要求，实行“采煤一充填一采煤一充填”作业方式，每天两个作业循环 ，四六工作制度，两班采煤、两班充填，检修与充填平行作业，一天的采煤时间为12小时。检修期间保证新充填体在充填隔离模板作用下具有不少于4小时的凝结固化时间。在采煤工作进行的同时，能够对充填物进行长时间有效的隔离、压实以及支护，解决了井下采煤和充填工作同时进行的难题，从而更有效的开发现有煤炭资源，并充分利用生产过程中形成的矸石、粉煤灰等废弃物，可广泛应用于煤矿井下矸石、粉煤灰等膏体填充物的充填作业。
图I为本实用新型的结构示意图之一；图2为本实用新型的结构示意图之二；图3为本实用新型所述顶梁与伸缩梁配合处断面图；图中1_底座；2-顶梁；3-立柱；4_前连杆；5_后连杆；6_掩护梁；7_平衡油缸；8-伸缩梁；9_伸缩油缸；10_推移杆；11_拉移油缸；12_尾梁；13_升降油缸；14_上模板；15-下模板；16-膏体充填物支管道；17-充填口 ； 18-截止阀；19-燕尾槽；20_凸块；21_短柱。
具体实施方式
矸石、粉煤灰两柱掩护式充填液压支架，如图1、2所示，包括底座I、顶梁2，底座和顶梁之13-间连有立柱3，立柱3为双柱双伸缩立柱，底座和顶梁之间还设置由前连杆4、后连杆5和掩护梁6构成的四连杆机构，掩护梁与顶梁之间设有平衡油缸7，顶梁与尾梁之间设有短柱21，顶梁2前端设有与其相互配合的伸缩梁8及伸缩油缸9，底座内贯穿设置推移杆10及推移油缸，底座内还装有液压控制系统，与各个油缸连接，顶梁2后端铰接有尾梁12，底座I后方、且位于尾梁12下方设有直立于地面上、并与尾梁下方接触的充填隔离模板，所述充填隔离模板由通过升降油缸13连接的上模板14和下模板15构成，填隔离模板下端通过拉移油缸11与底座连接，拉移油缸11为双伸缩双作用拉移油缸；充填隔离模板内侧设有与井下巷道内膏体充填物总管道连接的膏体充填物支管道16，上模板14上方或尾梁12下方设有与膏体填充物支管道16连通的充填口 17，膏体充填物支管道16上装有截止阀18。[0016]如图3所不,伸缩梁8两个侧边分别开设燕尾槽19,顶梁2内部两侧分别设有与燕尾槽相互配合的凸块20。公知，液压支架立柱，是将液压支架顶梁和底座连接起来的部件，承受顶板的载荷，是支架的主要承载部件，本实用新型采用双伸缩双作用立柱，具有较大的调高范围，可靠性高，支护强度高，使用方便。具体实施时，以液压为动力控制各油缸动作，顶梁加伸缩梁，能够对采煤工作面顶板进行有效支护，尾梁能够对采空区顶板进行有效支护，充填隔离模板通过升降油缸控制，其高度能够通过拉移油缸伸缩调节，能够对膏体充填物进行有效隔离和压实，并能够支撑尾梁，起到一定的支撑作用，通过拉移油缸来控制充填隔离模板的工作位置。在采煤工作进行的同时，充填隔离模板将采煤区与采空区隔离，矸石、粉煤灰等膏体填充物经井下巷道内膏体充填物总管道输送至膏体充填物支管道，然后通过上模板上方或尾梁下方开设的充填口喷射至采空区，进行充填作业，保证新充填体在充填隔离模板作用下具有不少于4 小时的凝结固化时间。
权利要求1.一种矸石、粉煤灰两柱掩护式充填液压支架，包括底座(I)、顶梁(2)，底座和顶梁之间连有立柱(3)，底座和顶梁之间还设置由前连杆(4)、后连杆(5)和掩护梁(6)构成的四连杆机构，掩护梁与顶梁之间设有平衡油缸(7)，顶梁与尾梁之间设有短柱(21)，顶梁(2)前端设有与其相互配合的伸缩梁(8)及伸缩油缸(9)，底座内贯穿设置推移杆(10)及推移油缸，其特征是顶梁(2)后端铰接有尾梁(12)，底座(I)后方、且位于尾梁(12)下方设有直立于地面上、并与尾梁下方接触的充填隔离模板，所述充填隔离模板由通过升降油缸(13)连接的上模板(14)和下模板(15)构成，充填隔离模板下端通过拉移油缸(11)与底座连接；充填隔离模板内侧设有与井下巷道内膏体充填物总管道连接的膏体充填物支管道(16)，上模板(14 )上方或尾梁(12 )下方设有与膏体填充物支管道(16 )连通的充填口( 17 )。
2.根据权利要求I所述的矸石、粉煤灰两柱掩护式充填液压支架，其特征是膏体充填物支管道(16)上装有截止阀(18)。
3.根据权利要求I或2所述的矸石、粉煤灰两柱掩护式充填液压支架，其特征是伸缩梁(8)两个侧边分别开设燕尾槽(19)，顶梁(2)内部两侧分别设有与燕尾槽相互配合的凸块(20)。
4.根据权利要求I或2所述的矸石、粉煤灰两柱掩护式充填液压支架，其特征是拉移油缸(11)为双伸缩双作用拉移油缸。
专利摘要本实用新型涉及煤矿地下综采工作面支护设备，具体为一种矸石、粉煤灰两柱掩护式充填液压支架，解决现有充填支架对固体填充物充填效果不理想，无法实现采煤和充填工作同时进行的问题，包括底座、顶梁、立柱，底座和顶梁之间设四连杆机构，顶梁前端设伸缩梁，底座内设推移杆、推移油缸，顶梁后端铰接尾梁，底座后方设充填隔离模板，由通过升降油缸连接的上模板、下模板构成，下端通过拉移油缸与底座连接；充填隔离模板内侧设膏体充填物支管道，上模板上方或尾梁下方设充填口，伸缩梁两侧边开设燕尾槽，顶梁内部两侧分别设有凸块。结构简单，设计合理，使用方便，安全可靠，充填效果好，消除了采空区地面沉陷的问题，满足充填工艺总体要求。
文档编号E21D23/16GK202628177SQ20112054776
公开日2012年12月26日 申请日期2011年12月24日 优先权日2011年12月24日
发明者李刚, 刘金生, 宋德军, 赵帅, 李莉, 周凯, 闫殿华, 郭振兴, 韩俊效, 马平辉, 刘玉波, 王军 申请人:中国煤炭科工集团太原研究院, 山西天地煤机装备有限公司