专利名称：绿色环保高水充填支架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种煤矿充填采矿用的支架，尤其涉及一种绿色环保高水充填支架。
技术背景
随着能源利用需求的增长，煤炭开采步伐的日益加快，越来越多的矿井面临着向厚埋深、薄煤层及地面建筑物和铁路公路下的煤层开采。地面建筑物和铁路公路下的煤层开采，会引起地表的塌陷，破坏地表物体。传统的方法是采用条带开采(保留煤柱)、搬迁村庄、充填开采等多种技术措施，提高煤炭采出率。但是随着开采深度的增加，村庄搬迁成本的增加以及充填技术工艺水平的提高，充填开采技术已经成为发展趋势。
现有技术中，充填采矿较早引起了人们的重视，美国最早采用了水砂填充法采矿。 中国在20世纪五十年代中期，充填法在有色金属地下矿山中所占比重较大。
煤矿采掘同样存在的地面塌陷，污染环境的问题。长期以来，由于煤矿采掘造成的塌陷，对生态环境有着较大的破坏，而道路、村庄地面建筑下的煤层开采困难巨大，因此，充填综采工作面成为了一个重要的研究课题。目前，回填采空区一般使用水砂充填、物料充填、膏体充填、高水充填。水砂充填需要增设一套独立的排水系统，设备多、投资大、技术复杂、风尘大，难以推广使用。物料充填即采用矸石回填采空区，它需要输送矸石运输设备和大量矸石，采空区充填不实，顶板有一定的下沉量。
也有采用高水或混凝土进行充填的，高水类似混凝土，充填入采空区后不需要夯， 其充填效果较好。但是，采用高水和混凝土充填时需要将采空区分隔成小区域进行充填，目前还没有专门的、方便实用的设备，成本较高。发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、使用方便，能适用于采用高水和混凝土随时进行充填的绿色环保高水充填支架。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的
本发明的绿色环保高水充填支架，包括前顶梁、后顶梁、底座、前立柱、后立柱、上连杆、平衡千斤顶；
所述前顶梁的后端、后顶梁的前端与所述上连杆的上端铰接，形成三点铰接机构， 所述上连杆的下端通过前连杆和后连杆与所述底座连接；
所述前立柱和后立柱的上端分别与所述前顶梁和后顶梁铰接，所述前立柱和后立柱的下端分别与所述底座连接；
所述平衡千斤顶的一端与所述前顶梁的后部铰接，所述平衡千斤顶的另一端与所述后顶梁的前部相铰接；
所述后顶梁的下面安装有上模板，所述底座的后部安装有下模板。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的绿色环保高水充填支架， 由于包括前顶梁、后顶梁、底座、前立柱、后立柱、上连杆、平衡千斤顶；前顶梁的后端、后顶梁的前端与上连杆的上端铰接，形成三点铰接机构；平衡千斤顶的一端与前顶梁的后部铰接，另一端与后顶梁的前部相铰接；后顶梁的下面安装有上模板，底座的后部安装有下模板。结构简单、使用方便，能适用于采用高水和混凝土随时进行充填，实现绿色环保开采。
图I为本发明实施例提供的绿色环保高水充填支架的结构示意图。
图中序号1、护帮；2、长杆；3、短杆；4、伸缩梁；5、托梁；6、前顶梁；7、护帮千斤顶；8、伸缩千斤顶；9、前立柱；10、平衡千斤顶；11、上连杆；12、后顶梁；13、后立柱；14、上模板千斤顶；15、上模板；16、插板千斤顶；17、插板；18、下模板千斤顶；19、下模板；20、后连杆；21、前连杆；22、底座；23、推移千斤顶；24、长推移框架。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。
本发明的绿色环保高水充填支架，其较佳的具体实施方式
是
包括前顶梁、后顶梁、底座、前立柱、后立柱、上连杆、平衡千斤顶；
所述前顶梁的后端、后顶梁的前端与所述上连杆的上端铰接，形成三点铰接机构， 所述上连杆的下端通过前连杆和后连杆与所述底座连接；
所述前立柱和后立柱的上端分别与所述前顶梁和后顶梁铰接，所述前立柱和后立柱的下端分别与所述底座连接；
所述平衡千斤顶的一端与所述前顶梁的后部铰接，所述平衡千斤顶的另一端与所述后顶梁的前部相铰接；
所述后顶梁的下面安装有上模板，所述底座的后部安装有下模板。
所述上模板的上端与所述后顶梁铰接，所述上模板与所述后顶梁之间设有上模板千斤顶；
所述下模板的下端与所述底座铰接，所述下模板与所底座之间设有下模板千斤顶。
所述上模板内设有插板，所述上模板与所述插板之间设有插板千斤顶。
所述上模板下垂时的高度与所述下模板上立时的高度之和小于所述后顶梁的最小高度。
该支架的最小支护高度为I. 8米。
所述前顶梁为整体顶梁，所述整体顶梁的前部设有伸缩梁，所述伸缩梁与整体顶梁之间设有伸缩梁千斤顶，所述伸缩梁的前端铰接有护帮，所述整体顶梁的中部下方设有托梁，所述护帮与所述托梁之间铰接有护帮千斤顶。
所述前顶梁和后顶梁与所述平衡千斤顶的铰接处采用柱窝结构形式。
所述底座采用带有前过桥的开裆式箱形焊接结构，底座裆间设有倒装推移千斤顶和推移框架，所述推移千斤顶一端与所述推移框架铰接，推移千斤顶另一端与所述底座铰接。
所述上连杆与前连杆和后连杆及底座互相铰接构成正四连杆机构。
该支架可以用于2. 2 3. 3米采高的充填支护。
本发明的绿色环保高水充填支架，能适应2. 2 3. 3米采高的充填支护，该种支架具有良好的充填功能和配套适应性，能够配套充填综采工作面设备，把高水等充填介质输送到采矿区，实现边采煤边充填，降低人工充填的劳动强度，提高充填质量和效率，从而提高经济效益。
下面本发明的绿色环保高水充填支架的结构特点及其动作原理和有益效果进行进一步的描述
本发明中，顶梁由前顶梁和后顶梁组成，前顶梁为整体顶梁加伸缩梁和单级护帮板结构。支架前立柱、后立柱的上端分别铰接前顶梁、后顶梁，其下端与底座相联接；四连杆机构的上端与前顶梁、后顶梁的铰接点联接，其下端与底座相联接，支架采用正四连杆机构，上连杆为Y型连杆,前连杆为单连杆,后连杆为单连杆。前后顶梁及上连杆三个部件铰接在一起，既三点合一结构，保证了液压支架所需要的稳定，上连杆铰接于两者的铰接处， 形成独特的三点合一，上连杆可以起一个掩护梁作用。在前顶梁的后部与后顶梁的前端连接千斤顶，前顶梁和后顶梁的平衡千斤顶采用柱窝结构形式；在后顶梁上铰接有上模板，通过上模板千斤顶调节上模板的角度，上模板内套设有插板，插板与上模板之间铰接有插板千斤顶，插板在上模板内滑动；在底座的后部铰接有下模板，通过下模板千斤顶调节下模板的角度。上、下模板在支架的后部形成盒子板效果，通过注入高水材料凝固形成有一定强度的固体，具备了支撑顶板的作用，实现对采空区的充填，其设计结构紧凑，可适用于各种厚度煤层工作面的开采。
前顶梁设有伸缩梁，伸缩梁与顶梁之间设有伸缩梁千斤顶，伸缩梁通过伸缩千斤顶在顶梁内滑动；护帮铰接于伸缩梁前端，顶梁中部下方设有托梁，护帮与托梁之间铰接有护帮千斤顶。
底座采用带有前过桥开裆式高强度箱形焊接结构，底座裆间设有倒装推移千斤顶和长推移框架，推移千斤顶一端与推移框架铰接，推移千斤顶另一端与底座铰接。
本发明和已有技术相比，其效果是明显的。本充填支护基本支架在后顶梁上铰接有上模板，在底座上铰接有下模板，通过上模板千斤顶和下模板千斤顶可以使上、下模板接触构成充填区域的一个侧面，通常是几组该基本支架并排，而在两侧设有隔板支架一起将采空区围成一个小区域，然后灌入高水实施充填操作，待高水强度达到要求后，便可移动支架推进工作面；由于上模板和下模板分别通过千斤顶调控其位置，因此在充填过程中可以方便的调节上、下模板的倾斜角度，以提高充填效果；同时，后顶梁前端、顶梁后端和上连杆上端通过一个销轴铰接在一起，形成三铰接点重合的结构，在摆动升降顶梁或后顶梁时不会使上连杆移动，确保该支护支架的稳定，避免发生顶板垮落的问题。在顶梁和后顶梁之间设有平衡千斤顶，一方面可以增强顶梁和后顶梁之间的稳定性，另一方面可以调节顶梁和后顶梁之间摆动的角度，便于调整顶梁和后顶梁的姿态。上模板内通过插板千斤顶设有插板，当后顶梁升高后，可以使插板伸出与下模板接触构成模板，阻挡充填物，便于充填的实施。顶梁前端设有伸缩梁及护帮，可以扩大支架的支护范围。
具体实施例
如图I所示，在本实施例中，包括护帮I、前顶梁6、前立柱9、四杆机构、底座22、上模板15和下模板19，底座22上铰接有前连杆21和后连杆20，上连杆11的上端铰接于前顶梁6上，上连杆11、前连杆21、后连杆20和底座22互相铰接构成四连杆机构，上连杆11、CN 102536288 A前连杆21和后连杆20均采用箱形焊接结构，其中上连杆11是Y形结构，其上端与前顶梁和后顶梁铰接，下端与前、后连杆相铰接；所述前顶梁6前端沿前后方向设有内置伸缩梁4， 伸缩梁4与前顶梁6之间设有伸缩梁千斤顶8，护帮I铰接于伸缩梁4前端，前顶梁6中部下方设有托梁5，护帮I与托梁5之间通过长杆2、短杆3与有护帮千斤顶7铰接，伸缩梁4 和护帮1，可以扩大支架的支护范围；该液压支架还设有后顶梁12，后顶梁12前端、前顶梁 6后端和上连杆11上端通过两个销轴铰接在一起，后顶梁12中部与底座22之间设有后立柱20，上模板15上端铰接于后顶梁12上，后顶梁12与上模板15之间铰接有上模板千斤顶 14，下模板19下端铰接于底座22后端，下模板下端通过两个铰接点与底座相连接，底座22 与下模板19之间铰接有下模板千斤顶18，上模板15内设有插板17，插板17与上模板15 之间铰接有插板千斤顶16 ;使用时上模板呈竖直状态，下模板可以适当倾斜，上模板15与下模板19的高度之和小于后顶梁12的最小高度，也就是后立柱降到最低时后顶梁所处的高度(本实施例中支架的最小高度为I. 8米)，由于上模板15与下模板19的高度之和小于后顶梁12的最小高度，因此在充填时使上模板呈竖直状态，下模板可以根据需要确定其角度，而通过插板千斤顶将插板伸出与下模板相接触形成模板；上模板15采用板筋焊接结构，下模板19采用钢板焊接结构。当支架升高时，可以控制插板千斤顶使插板伸出与下模板19接触构成充填区域的一个模板，便于充填工作的实施。在前顶梁6后部与后顶梁12 前部下方还铰接有两个平衡千斤顶10，以调节前顶梁和后顶梁之间的相对角度，调节并保持前顶梁、后顶梁的状态。底座22采用带过桥开裆式高强度箱体焊接结构，底座22裆间设有倒装推移千斤顶23和长推移框架24，推移千斤顶一端与推移框架铰接，推移千斤顶另一端与底座铰接。
具体工作时，以多个并排设置的本支架后顶梁上模板及底座的下模板为模板构成模板，与另一种充填支护隔板支架侧面的上、下侧模板以及采空区一起，将需要充填的采空区分隔板封闭有区域，形成了充填区域，然后再由管道通过隔板支架上侧模板上的O200mm 的孔注入高水，从而实现了填充功能，待充填物强度达到要求后便可以推溜移架，进行一下位置的开采支护，以及充填，实现支护充填一体化。采用该支架进行充填，不需要夯实机构夯实，而且充填效果好，但效率不高。
由于上模板和下模板分别通过千斤顶调控其位置，因此在充填过程中可以方便的调节上、下模板的倾斜角度，以提高充填效果；同时，后顶梁前端、顶梁后端和上连杆上端通过两个销轴铰接在一起，形成三铰接点重合的结构，在摆动升降顶梁或后顶梁时不会使上连杆移动，确保该支护支架的稳定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1.一种绿色环保高水充填支架，其特征在于，包括前顶梁、后顶梁、底座、前立柱、后立柱、上连杆、平衡千斤顶；所述前顶梁的后端、后顶梁的前端与所述上连杆的上端铰接，形成三点铰接机构，所述上连杆的下端通过前连杆和后连杆与所述底座连接；所述前立柱和后立柱的上端分别与所述前顶梁和后顶梁铰接，所述前立柱和后立柱的下端分别与所述底座连接；所述平衡千斤顶的一端与所述前顶梁的后部铰接，所述平衡千斤顶的另一端与所述后顶梁的前部相铰接；所述后顶梁的下面安装有上模板，所述底座的后部安装有下模板。
2.根据权利要求I所述的绿色环保高水充填支架，其特征在于，所述上模板的上端与所述后顶梁铰接，所述上模板与所述后顶梁之间设有上模板千斤顶；所述下模板的下端与所述底座铰接，所述下模板与所底座之间设有下模板千斤顶。
3.根据权利要求2所述的绿色环保高水充填支架，其特征在于，所述上模板内设有插板，所述上模板与所述插板之间设有插板千斤顶。
4.根据权利要求3所述的绿色环保高水充填支架，其特征在于，所述上模板下垂时的高度与所述下模板上立时的高度之和小于所述后顶梁的最小高度。
5.根据权利要求I至4任一项所述的绿色环保高水充填支架，其特征在于，该支架的最小支护高度为I. 8米。
6.根据权利要求5所述的绿色环保高水充填支架，其特征在于，所述前顶梁为整体顶梁，所述整体顶梁的前部设有伸缩梁，所述伸缩梁与整体顶梁之间设有伸缩梁千斤顶，所述伸缩梁的前端铰接有护帮，所述整体顶梁的中部下方设有托梁，所述护帮与所述托梁之间铰接有护帮千斤顶。
7.根据权利要求6所述的绿色环保高水充填支架，其特征在于，所述前顶梁和后顶梁与所述平衡千斤顶的铰接处采用柱窝结构形式。
8.根据权利要求5所述的绿色环保高水充填支架，其特征在于，所述底座采用带有前过桥的开裆式箱形焊接结构，底座裆间设有倒装推移千斤顶和推移框架，所述推移千斤顶一端与所述推移框架铰接，推移千斤顶另一端与所述底座铰接。
9.根据权利要求5所述的绿色环保高水充填支架，其特征在于，所述上连杆与前连杆和后连杆及底座互相铰接构成正四连杆机构。
10.根据权利要求5所述的绿色环保高水充填支架，其特征在于，该支架用于2.2 3.3米采高的充填支护。
全文摘要
本发明公开了一种绿色环保高水充填支架，包括前顶梁、后顶梁、底座、前立柱、后立柱、上连杆、平衡千斤顶；前顶梁的后端、后顶梁的前端与上连杆的上端铰接，形成三点铰接机构，上连杆的下端通过前连杆和后连杆与底座连接；前立柱和后立柱的上端分别与前顶梁和后顶梁铰接，下端分别与底座连接；平衡千斤顶的一端与前顶梁的后部铰接，另一端与后顶梁的前部相铰接；后顶梁的下面安装有上模板，底座的后部安装有下模板。结构简单、使用方便，能适用于采用高水和混凝土随时进行充填，可用于2.2～3.3米采高的充填支护。
文档编号E21D23/16GK102536288SQ20121000646
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者仲丛和, 刘国柱, 史利娟, 张守祥, 李传明, 甄亚东, 荆东青, 邸志平 申请人:中煤北京煤矿机械有限责任公司