专利名称：箱式充填液压支架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种煤矿井宫矿使用的特种液压支架，特别是一种集开采支护和
可将各种膏体、似膏体或浆体材料进行架后采空区密实充填功能于一体的适于整个工作面的箱式充填液压支架。
背景技术：
本发明人曾针对井宫矿沿空留巷工作面的机械化立模和移模问题，设计了公告号为CN200999613Y的"巷旁充填后模板支架"和公告号为CN200999614Y的"巷旁充填侧模板支架"及公开号为CN101289939A的"沿空留巷综合支护装置"等模板支架。这些专利技术可以解决在实施沿空留巷和巷旁充填工艺时，进行机械化的立模和整体支护，以及实现墙体充填和采煤生产并行作业的难题，其主要目的是为留巷、在采空区构筑局部墙体，支架的结构不能适用于对整个工作面的后部采空区进行矸石、膏体、似膏体或浆体等任何物料的充填作业。为此，本发明人又申请了"沿空留巷作业模架"(公开号为CN101560883A)，它公开了一种实施沿空留巷所用的模板支架。其主要结构特点是采用三个可上下伸縮调整高度的模板机构，通过销轴连接组合成一个箱式的框架，并通过液压缸与其前方的液压支架实现连接和拖移。该"沿空留巷作业模架"主要用于沿空留巷巷旁充填，即在采空区边缘构筑局部隔离墙体，支架的结构也无法进行工作面后方整体连续充填，即不能适于对整个工作面的后部采空区进行矸石和膏体或浆体等物料的同时充填作业。 针对现有绝大多数井宫矿井在进行煤炭开采采取顶板自然垮落法存在的会造成地面的塌陷，许多矿区的地面建筑物被破坏，村庄搬迁，塌陷区所造成大量土地浪费；以及矸石弃置对地面造成危害，压占土地，污染环境等等问题，本发明人申请了"架后充填模板支架"(公开号为CN101487395A)，其公开了一种可作为井宫矿井使用的对采空区进行整体充填的液压支护和模板机构，较好地满足了采煤、矸石充填、膏体(浆体)充填和凝固的系统作业要求。但是受支架结构的限制，其后部模板机构本身，包括相邻模板之间，对似膏体、浆体等材料的密封性能十分有限，在一定程度上影响了充填作业效率；另外液压支架本身的结构尺寸较大，空间占用大，不利于煤层顶板管理和支护。因此，现有的井宫矿在进行架后整体充填开采时所使用的液压支架有待进一步改进和完善。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种箱式充填液压支架，它解决了现有技术存在的密封
性能有限、影响充填作业效率和多占用有限空间等问题，其结构设计合理、紧凑，运行灵活，
整体空间占用小，适合于多台设备协同作业，同时有利于进行整个工作面充填作业的管理
和支护，显著增加相邻两个挡板机构之间的密封效果，提高充填作业效率。
本实用新型所采用的技术方案是该箱式充填液压支架包括顶梁及与其铰接的由
上连杆、前连杆、后连杆和底座组成的四连杆机构，两端分别与所述顶梁和所述底座铰接的
液压立柱，组装在所述底座中间的推移液压缸，与所述推移液压缸连接的带有连接头的推杆，其技术要点是所述顶梁的前、后端设置伸縮梁，在所述上连杆的背部下端设置与所述顶梁铰接的平衡液压缸，构成所述上连杆的背部与所述顶梁的连接支撑，在所述底座的尾部两侧分别铰接伸縮液压缸，所述伸縮液压缸的另一端分别铰接在整体式U形挡板机构的U形下挡板的两侧，U形上挡板插接于所述U形下挡板内，并在挡板液压缸的带动下，使所述
u形上挡板的导杆沿所述u形下挡板的导套上、下往复移动。 所述U形上挡板的弧顶上端设置便于流体充填物料输送管路的放置和固定的凹槽。 所述U形上挡板和U形下挡板的开口端两侧通过螺栓固定隔离橡胶带。[0008] 本实用新型的显著特点和优点在于该箱式充填液压支架与本发明人在先申请的"沿空留巷作业模架"(公开号CN101560883A)相比，原模架主要结构特点是采用三个可上下伸縮调整高度的模板机构，通过销轴连接组合成一个箱式的框架，并通过液压缸与其前方的液压支架实现连接和拖移。而本发明的前部液压支架则采用了平衡液压缸在掩护梁背部的正四连杆结构，并且后部箱式充填模板是上、下可伸縮调节的整体结构，其设计合理，运行灵活，因此，本实用新型可以由若干架箱式充填液压支架并排使用，从而形成对采空区横向连续的充填。而本发明人在先申请的"沿空留巷作业模架"则主要用于沿空留巷巷旁充填，即在采空区边缘构筑隔离墙体，无法进行工作面后方整体连续充填。[0009] 与本发明人在先申请的"架后充填模板支架"(公开号CN101487395A)相比，虽然在用途上二者类似，均可作为对采空区进行整体充填的支护和模板设备，但是该种架后充填模板支架的后部模板机构本身和包括相邻模板之间，对似膏体、浆体等材料的密封性能十分有限，并且液压支架本身的结构尺寸较大，不利于煤层顶板管理和支护。而本实用新型的前部液压支架和后部箱式挡板的结构紧凑，整体空间占用小，故适合利用若干个支架协同进行整个工作面的充填辅助作业；特别是对于煤层较薄的工作面(比如工作高度低于2米的工作面)，更具有操作空间大等优点。U形的上、下挡板机构不仅便于液压支架前移和挡板的移动，尤其是当充填物是流动性较好的膏体、似膏体或浆体时，可以通过上、下挡板末端的隔离橡胶带显著提高相邻两个挡板机构之间的密封效果，提高充填作业效率，它解决了现有技术存在的密封性能有限、影响充填作业效率和多占用有限空间等问题。
图1是本实用新型的一种具体结构示意图。 图2是图1中拆除顶梁、液压立柱、上连杆、前连杆、后连杆和平衡液压缸的俯视图。 图中序号说明1顶梁、2底座、3液压立柱、4上连杆、5前连杆、6后连杆、7平衡液压缸、8伸縮梁、9伸縮梁、10推移液压缸、11推杆、12连接头、13运输机、14连接耳板、15连接头、16伸縮液压缸、17耳板、18U形下挡板、19挡板液压缸、20U形上挡板、21导杆、22导套、23螺栓、24隔离橡胶带、25隔离橡胶带。
具体实施方式根据图1 2详细说明本实用新型的具体结构。该箱式充填液压支架因是在本发明人在先专利中的模板支架的一些成熟的结构基础上进行改进的，故很容易实现。它包括顶梁1及与其铰接的由上连杆4、前连杆5、后连杆6和底座2组成的四连杆机构，两端分别与顶梁1和底座2铰接的液压立柱3，组装在底座2中间的推移液压缸10，与推移液压缸10连接的带有连接头12的推杆11、伸縮液压缸，相对独立的、可产生上下相对运动的U形挡板机构等件。其中顶梁1的前、后端分别设有伸縮梁S、9，顶梁1的中部与上连杆4的一端铰接，上连杆4的另一端分别与前连杆5和后连杆6的一端铰接，前连杆5和后连杆6的另一端与底座2铰接。液压立柱3的缸底通过压板与底座2相对固定，柱顶支撑在顶梁1内并通过销轴与顶梁1连接。组装在底座2中间的推移液压缸10缸体端通过中部的耳轴与底座2铰接，活柱端与推杆11铰接。布置在底座2中间的推杆11末端与推移液压缸10连接，前端与连接头12连接。其中底座l和顶梁2、液压立柱3、前连杆5和后连杆6等件采用已有结构，所用的规格、形状应根据使用要求确定。在上连杆4的背部下端设置与顶梁1铰接的平衡液压缸7，并构成上连杆4的背部与顶梁1的连接支撑，上连杆4的背部下端设置有连接耳板，通过连接耳板与平衡液压缸7的一端铰接，平衡液压缸7的另一端与顶梁1内的耳板铰接。在底座2的尾部两侧分别铰接伸縮液压缸16，伸縮液压缸16的另一端分别铰接在整体式U形挡板机构的U形下挡板18的两侧。其中U形挡板机构包括U形上挡板20、 U形下挡板18、挡板液压缸19、导杆21、导套22等件，并通过连接头15和伸縮液压缸16，将焊接在底座2的尾部两侧的连接耳板14与U形下挡板18两侧外部的耳板17相连。U形上挡板20和U形下挡板18的尺寸规格应与支架设计高度、膏体充填工艺和采煤生产工艺相匹配。U形上挡板20插接于U形下挡板18内，U形下挡板18是一个U形的箱体，箱体内设有导套22和连接挡板液压缸19的耳座；U形上挡板20的挡板立面是压弯弧形或组焊钢板，也可根据特殊需要制成薄箱体结构，其上端设有与挡板立面垂直焊接固定的向U形外侧延伸的外边，在外边下部设有铅锤方向的导杆21并对应于U形下挡板18箱体内的导套，外边的下部还设有连接耳板并通过销轴与挡板液压缸19的一端铰接，挡板液压缸19的另一端铰接于U形下挡板18箱体底部的连接耳座。在挡板液压缸19的带动下，使U形上挡板20的导杆21沿U形下挡板18的导套22上、下往复移动，并保持导杆21和导套22、U形上挡板20与U形下挡板18之间始终不脱离。 为了方便流体充填物料输送管路的放置和固定，在U形上挡板20的上端开设一个凹槽。 为了增强相邻两套U形挡板机构之间的密封效果，在U形上挡板20和U形下挡板18的开口端两侧，通过螺栓23固定隔离橡胶带24、25。 本实用新型方案在具体实施过程中，也可根据井下煤层和顶板条件，设计不同的顶梁1和后伸縮梁9的结构和形状。当顶板非常破碎和不稳定时，可采取将后伸縮梁9的顶板向外侧，即支架后方延伸，延伸至支架和后部U形挡板机构相对拉靠时(即液压缸16为全部收回状态时)，后伸縮梁9的顶板延伸至U形挡板机构的内部上方；而当液压缸16为全部伸出状态时，后伸縮梁9的顶板刚好处在U形挡板机构外部，或者仍留在U形挡板机构内部一定长度，但不超过U形挡板机构的U形上挡板20的长度； 该箱式充填液压支架工作时，在既定位置按照上述结构连接方式和附图说明安装布置好后，默认初始状态为液压立柱3升起支撑顶梁l，伸縮梁8、伸縮梁9、推移液压缸10和伸縮液压缸16均处于收回状态。调整挡板液压缸19使U形上挡板20升起并与煤层顶板接实，在上端凹槽内布置好充填管路，开始进行物料的充填；同时，工作面开始进行常规采煤生产。 U形挡板内的物料充填完毕后，关闭充填管路，保持U形挡板不动。当机组割过第
一刀煤后，将推移液压缸IO伸出，带动推杆11和连接头12伸出，从而推动运输机13和机
组向前一个步距，同时伸縮梁8伸出，临时支护顶板，准备采第二刀煤。 采完第二刀煤后，调整液压立柱3，收回推移液压缸IO，带动前部液压支架向前一
个步距，同时伸縮液压缸16伸出，保持U形挡板机构不动，伸縮梁9伸出支护前部液压支架
与U形挡板之间的空顶。再操纵推移液压缸IO伸出，将运输机13和机组推出一个步距，准
备采第3刀煤。 采完第3刀煤之后，检查U形挡板内物料的凝固程度，具备脱模条件时，调整降低挡板液压缸19，收回伸縮液压缸16和伸縮梁9，将U形挡挡板机构拉回到与前部液压支架的相对初始位置。然后调整液压立柱3，收回推移液压缸IO，保持伸縮液压缸16收回状态，带动整个箱式充填液压支架向前一个步距。 将液压立柱3支撑好后，操纵推移液压缸10伸出，将运输机13和机组推出一个步距，然后再次调整液压立柱3，收回推移液压缸IO，保持伸縮液压缸16收回状态，带动整个箱式充填液压支架再向前一个步距。此时，箱式充填液压支架和工作机组均回到开始充填之前的默认初始状态，准备好下一个循环的充填和采煤。
权利要求一种箱式充填液压支架，包括顶梁及与其铰接的由上连杆、前连杆、后连杆和底座组成的四连杆机构，两端分别与所述顶梁和所述底座铰接的液压立柱，组装在所述底座中间的推移液压缸，与所述推移液压缸连接的带有连接头的推杆，其特征在于所述顶梁的前、后端设置伸缩梁，在所述上连杆的背部下端设置与所述顶梁铰接的平衡液压缸，构成所述上连杆的背部与所述顶梁的连接支撑，在所述底座的尾部两侧分别铰接伸缩液压缸，所述伸缩液压缸的另一端分别铰接在整体式U形挡板机构的U形下挡板的两侧，U形上挡板插接于所述U形下挡板内，并在挡板液压缸的带动下，使所述U形上挡板的导杆沿所述U形下挡板的导套上、下往复移动。
2. 根据权利要求1所述的箱式充填液压支架，其特征在于所述U形上挡板的弧顶上端设置便于流体充填物料输送管路的放置和固定的凹槽。
3. 根据权利要求l所述的箱式充填液压支架，其特征在于所述所述U形上挡板和U形下挡板的开口端两侧通过螺栓固定隔离橡胶带。
专利摘要一种箱式充填液压支架，它解决了现有技术存在的密封性能有限、影响充填作业效率和多占用有限空间等问题，包括顶梁及四连杆机构，液压立柱，推移液压缸，推杆，其技术要点是顶梁的前、后端设置伸缩梁，在上连杆的背部下端设置与顶梁铰接的平衡液压缸，构成上连杆的背部与顶梁的连接支撑，在底座的尾部两侧分别铰接伸缩液压缸，铰接伸缩液压缸的整体式U形挡板机构的U形上挡板插接于U形下挡板内，并使U形上挡板的导杆沿U形下挡板的导套上、下往复移动。其结构设计合理、紧凑，运行灵活，整体空间占用小，适合于多台设备协同作业，有利于进行整个工作面充填作业的管理和支护，显著增加相邻两个挡板机构之间的密封效果，提高充填作业效率。
文档编号E21D23/16GK201539274SQ20092027693
公开日2010年8月4日 申请日期2009年12月4日 优先权日2009年12月4日
发明者曹伟, 曹树祥, 邱洋 申请人:沈阳市华祥矿山机械厂