专利名称：矸石充填巷旁挤压成型模板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种矿山设备。
背景技术：
沿空留巷技术是指在采煤工作面回采时，巷道支架不回撤并采取加强措施保留巷 道作为相邻工作面的机巷或回风巷，该技术一能减少煤柱损失，二能增加相邻工作面瓦斯 抽采时间，三能少掘一条巷道，尤其适应接替紧张、采面摆布困难、压力不大的采场。沿空留巷技术中，巷道的加强通常采用的是砌料石墙、密集支柱及木垛或高水 (膏体)速凝材料充填等措施，但这些措施均存在一定的不足，在某种程度上限制了沿空留 巷技术的发展1)砌料石墙在煤厚约1. 5m以下较薄煤层中用料石砌块维护采煤工作面后方巷 道，为下一工作面二次使用作准备。然而料石为脆性材料，受采动压力后变形破坏严重，维 护工作量大。2)密集支柱及木垛仅适用于炮采低瓦斯薄及中厚煤层采煤工作面，该方法漏 风严重，材料消耗量大，巷道维护效果较差，机械化程度低。3)高水(膏体)速凝材料充填 主要以石膏、石灰、速凝早强剂等多种材料，再掺入一定量的工业废渣(如粉煤灰、炉渣、烟 道灰、矸石粉等)配制成浆液(或膏体)材料，使用双作用泵通过管路将充填材料输送进入 待填空间。但该法充填材料成本较高，巷旁充填体宽度较窄(一般为2-3m)，承压能力不足； 充填工艺复杂，常出现跑浆露浆事故；材料加工及充填设备价格昂贵等。与此同时，地面矸石污染和开采沉陷也是煤炭开采行业丞待解决的问题。若将混 合了胶结材料的矸石颗粒制成沿空留巷的充填带，不仅能将矸石变废为宝，解决矸石污染 和开采沉陷问题，还能够提供足够的支撑力。然而现有的模板并不能完全满足该工艺的需 求传统的巷旁模板多采用木板或金属板配合单体支柱来阻挡料石流入巷道，这种方式机 械化程度低、劳动强度大、架设速度慢、效率低。高水或膏体充填留巷中，充填模板有两种形 式，一是用钢网配合单体支柱作为成型的模板；二是液压模板支架，该液压模板之间主要适 应于高水和膏体充填留巷中，对密封性要求高，但抗侧向挤压能力较差，且无自动加锚杆筋 功能。
发明内容本实用新型的目在于针对矸石充填沿空留巷工艺提供了一种巷旁挤压成型模板。基于这一目的，本实用新型采用了如下技术方案矸石充填巷旁挤压成型模板，包括竖向放置的挡板和垂直挡板撑在其背后的杆， 所述挡板为纵向伸缩板。所述模板还包括一个锚杆固定板，其上开有槽口，槽口处设有锚杆卡紧装置；锚杆 固定板与挡板平行、可拆卸连接在挡板的纵向边沿处。所述挡板内设有控制挡板伸缩的液压油缸。所述顶杆为可伸缩的液压顶杆，能够提供较高的侧向约束力。[0012]所述模板还包括底座，底座固定在挡板与顶杆的连接处，底座上设有液压立柱，立 柱顶部固定有钢梁。立柱升起时钢梁撑住留巷顶板，以保证充填安全。所述底座内安装有驱动模板垂直顶杆做水平移动的多级油缸，油缸配合工作面端 头支架，使模板随工作面的推进而作相应的移动。本实用新型的模板结构简单，自动化程度高，多数部件为可伸缩结构，便于进入井 下作业。在沿空留巷巷旁充填成型(充填矸石或其他固体废料)中，能够起到如下作用1) 抗侧向挤压能力强，能对充填体提供充分的约束力，防止充填矸石在充填和挤压加载过程 中流入巷道内，并赋予靠巷道一侧的充填体较高的强度；2)挡板为纵向伸缩板，上下可自 由伸缩调节高度，以适应不同高度的巷道对充填体高度要求的变化；3)锚杆固定板上设有 槽口及锚杆卡紧装置，便于对充填体施加锚杆(筋)，进一步提高充填带的整体性和强度； 4)立柱及立柱顶部的钢梁对巷道顶板施以支撑，为作业安全提供了保障；5)模板沿巷道移 动方便，能够大幅度降低劳动强度。
图1是本实用新型模板的结构示意图；图2是本实用新型模板挡板及锚杆固定板部分的局部图；图3本实用新型模板的工作原理图。
具体实施方式
矸石充填巷旁挤压成型模板，如图1-3所示，包括底座7、竖向放置的挡板2和垂直 挡板2撑在其背后的液压顶杆8。挡板2为纵向伸缩板，内部设有控制挡板2伸缩的液压油 缸6。底座7固定在挡板2与顶杆8的连接处，底座7上设有液压立柱5，液压立柱5顶部 固定有钢梁3。底座7内安装有驱动整个模板垂直顶杆8做水平移动的多级油缸，油缸配合 工作面端头支架，使模板随工作面的推进而沿巷移动。充填前，先将模板置于巷道内，使模板的挡板2面向巷旁采空区15并与采空区15 保持一定距离(形成充填空间，采空区内是堆积相对疏松的冒落的矸石)；调节液压立柱5 使其顶部钢梁3顶紧巷道顶板13 ；启动挡板2内的液压油缸6，调节挡板3高度与巷道高度 相当；使液压顶杆8的活塞杆伸出，顶在巷道另一侧的未采矿柱12上，防止充填时模板移 位。取井下或地面废弃矸石破碎成矸石颗粒并运送到留巷位置的工作面端头，添加适 量的胶结材料(如水泥)搅拌均勻后自充填空间的侧上方充入，充填的同时利用事先准备 好的挤压机构将充填料压实，形成充填体14。完成首次充填后，降低挡板2和液压立柱5，在工作面端头支架牵引下，使整个模 板沿工作面推进方向移动，然后进行下一次充填。在第二次及以后的充填循环前，可先将锚 杆固定板9用螺栓10连接(或插接)在挡板2靠近上一充填体的纵向边沿处，锚杆固定板 9与挡板2平齐，其上开有槽口 4，槽口 4处设有锚杆卡紧装置11 ；将锚杆1自槽口 4插入 充填空间内，并用锚杆卡紧装置11固定。这样能够在充填压实过程中实现自动加锚，进一 步提升充填体14的强度。依次类推，将混合了胶结材料的矸石颗粒充填挤压成高强度矸石带。
权利要求矸石充填巷旁挤压成型模板，包括竖向放置的挡板和垂直挡板撑在其背后的顶杆，其特征在于，所述挡板为纵向伸缩板。
2.如权利要求1所述的矸石充填巷旁挤压成型模板，其特征在于，所述模板还包括一 个锚杆固定板，其上开有槽口，槽口处设有锚杆卡紧装置；锚杆固定板与挡板平行、可拆卸 连接在挡板的纵向边沿处。
3.如权利要求1或2所述的矸石充填巷旁挤压成型模板，其特征在于，所述挡板内设有 控制挡板伸缩的液压油缸。
4.如权利要求3所述的矸石充填巷旁挤压成型模板，其特征在于，所述顶杆为可伸缩 的液压顶杆。
5.如权利要求4所述的矸石充填巷旁挤压成型模板，其特征在于，所述模板还包括底 座，底座固定在挡板与顶杆的连接处，底座上设有液压立柱，立柱顶部固定有钢梁。
6.如权利要求5所述的矸石充填巷旁挤压成型模板，其特征在于，所述底座内安装有 驱动模板垂直顶杆做水平移动的多级油缸。
专利摘要矸石充填巷旁挤压成型模板，涉及一种矿山设备，包括竖向放置的挡板和垂直挡板撑在其背后的顶杆，所述挡板为纵向伸缩板，能够适应不同高度的巷道对充填体高度要求的变化。模板可进一步包括至少一个锚杆固定板，其上开有槽口，槽口处设有锚杆卡紧装置；锚杆固定板与挡板平行、可拆卸连接在挡板的纵向边沿处，以便在充填过程中实现自动加锚。所述顶杆为可伸缩的液压顶杆，增强了模板的抗侧向挤压能力。本实用新型的模板结构简单，自动化程度高，多数部件为可伸缩结构，便于进入井下作业，非常适合在沿空留巷巷旁充填成型中应用。
文档编号E21D20/00GK201661310SQ20102017645
公开日2010年12月1日 申请日期2010年4月30日 优先权日2010年4月30日
发明者张丽梅, 李东印, 李化敏, 熊祖强, 袁瑞甫, 赵铁, 陈轶 申请人:河南理工大学