CN102251790A

CN102251790A - 双顶梁同轴铰接四连杆采充一体化液压支架

Info

Publication number: CN102251790A
Application number: CN201110223458XA
Authority: CN
Inventors: 缪协兴; 张吉雄; 巨峰; 谭辅清; 张强; 安百富
Original assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Current assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Priority date: 2011-08-05
Filing date: 2011-08-05
Publication date: 2011-11-23

Abstract

一种双顶梁同轴铰接四连杆采充一体化液压支架，包括双顶梁、立柱、底座、平衡机构和辅助机构；其中：双顶梁包括由前顶梁和后顶梁组成；立柱包括前立柱和后立柱；平衡机构包括四连杆机构和平衡千斤顶；辅助机构包括压实机构、调高千斤顶、滑道、拉移千斤顶和充填开采输送机。前顶梁、后顶梁和四连杆机构同轴铰接，四连杆机构的上部铰接有另一端与前顶梁相互铰接的平衡千斤顶；压实机构包括二级伸缩油缸，压实机构的下部铰接有另一端铰接在底座上的调高千斤顶。该设备可以对充填体进行全采高范围内压实，不仅可以维护工作面正常采煤的工作空间，还实现采空区的完全充填，支架结构简单，适应性、可操作性强。

Description

双顶梁同轴铰接四连杆采充一体化液压支架

技术领域

本发明涉及双顶梁同轴铰接四连杆采充一体化液压支架，尤其适用于煤矿井下的固体充填采空区采煤作业。

背景技术

充填采煤液压支架是实现固体废弃物密实充填采煤工作面高产高效的关键设备之一，随着煤矿开采条件不断变化，充填采煤对液压支架的性能要求越来越高，固体废弃物充填采煤液压支架经历了由顶梁、后尾梁和四柱支撑到前顶梁、后顶梁和四柱支撑，以及前顶梁、后顶梁和六柱支撑结构的发展过程，由于顶梁、后尾梁和四柱支撑结构端载小，对顶板的控制作用差，而被逐渐淘汰；相比前顶梁、后顶梁和四柱支撑结构，前顶梁、后顶梁和六柱支撑结构虽然具有端载大，控制顶板能力强的特点，但由于控顶距离较长，对顶板的适应能力较弱，尤其在移架时较为突出。

专利号为200720034249.X的实用新型专利公开一种充填开采液压支架，采用了顶梁、后尾梁和四柱支撑结构，其结构特点是顶梁采用四根立柱支撑，顶梁与后尾梁之间为水平千斤顶连接。该支架结构简单，但端载小，控制顶板能力较差。专利号为201020140042.2的实用新型专利公开了一种用于充填工作面的固体充填采煤液压支架，其结构特点是前顶梁和后顶梁分别采用两根立柱支撑，前顶梁与后顶梁之间为水平短千斤顶连接，后部压实为长千斤顶和水平短千斤顶的双压实机构。该支架虽然能够实现井下工作面的开采与充填工作，但是随着矿井开采条件变化，在倾角较大或顶板破碎的工作面，一是连接前顶梁与后顶梁的水平短千斤顶不能适应顶板压力变化，二是水平短千斤顶容易受压弯曲，从而带来维修困难的问题；另外，实践表明，后部采用双压实机构并不能起到较好的压实效果，而且结构复杂，不利于操作。因此，改变固体废弃物密实充填采煤液压支架的结构，提高支架的支撑能力及适应地质条件的变化能力，并从根本上改善采空区充填体的压实效果，是实现工作面高产高急待解决的一个问题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种结构简单，易操作，充填效率高，顶板控制能力强的采煤充填液压支架。

技术方案：本发明双顶梁同轴铰接四连杆采充一体化液压支架，包括双顶梁、立柱、底座、四连杆机构和辅助机构；双顶梁包括伸缩梁、前顶梁和后顶梁；立柱包括前立柱和后立柱；辅助机构包括摆角为α的压实机构、调高千斤顶、滑道、拉移千斤顶和充填开采输送机；所述的前顶梁下设有固定于底座上的前立柱，后顶梁下设有固定于底座上的后立柱；前立柱和后立柱之间设有四连杆机构；后顶梁上吊挂有充填开采输送机，并设有可前后移动充填开采输送机的拉移千斤顶和滑道；其特征在于：所述的前顶梁、后顶梁和四连杆机构经同一轴铰接在一起，四连杆机构的上部铰接有另一端与前顶梁相互铰接的平衡千斤顶；所述的压实机构包括一级伸缩油缸和套合在一级伸缩油缸内的顶部连有压实板的二级伸缩油缸，压实机构直接铰接在底座的后端部，压实机构的下部经支撑耳铰接有另一端铰接在底座上的调高千斤顶，一级伸缩油缸的缸体上设有人字形盖板；所述的压实机构的摆角α为-10°~40°。

有益效果：本发明不仅可以维护工作面正常采煤的工作空间，还可以实现采煤和充填平行作业，同时对充填体进行全采高范围内的压实，保证了充填效果。由于支架设置为双顶梁的结构形式，不仅提高了支架对井下地质条件变化的适应性，而且改善了支架受力状况，尤其是保证了后顶梁支护强度，减少顶板预下沉量。在四连杆机构上部铰接了另一端支点在前顶梁上的平衡千斤顶，大大提高了支架的抗扭摆能力，保证了设备稳定性，尤其适应于地质条件变化多端的工作面。四连杆机构采用Y形摆梁结构，可很好的观望采空区的充填状况。后顶梁吊挂的充填开采输送机可实现在井下煤炭开采的同时对采空区实施充填。充填开采输送机的下方设置了一个压实机构，该压实机构为两级伸缩形式，在充填过程中，压实机构在调高千斤顶的作用下上下摆动，其摆动角度大，能够实现充填体全部采高范围内的压实，有效控制了上覆岩层移动以及地表沉陷，减少甚至消除了地表建筑物或上覆含水层的破坏。其结构紧凑，支撑力大，操作方便，适应性和可操作性强，对采空区的充填效果好，具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：伸缩梁-1，前顶梁-2，后顶梁-3，前立柱-4，后立柱-5，四连杆机构-6，拉移千斤顶-7，滑道-8，压实机构-9，调高千斤顶-10，平衡千斤顶-11，充填开采输送机-12，底座-13，一级伸缩油缸-14、二级伸缩油缸-15、压实板-16、人字形盖板-17、支撑耳-18。

具体实施方式

下面结合附图中的实例对本发明作进一步的描述：

如附图所示，双顶梁同轴铰接四连杆采充一体化液压支架主要由伸缩梁1、前顶梁2、后顶梁3、前立柱4、后立柱5、四连杆机构6、拉移千斤顶7、滑道8、压实机构9、调高千斤顶10、平衡千斤顶11、充填开采输送机12和底座13构成。伸缩梁1设在前顶梁2的前部，通过设在前顶梁2下的伸缩油缸完成伸缩动作。前顶梁2的后部连接后顶梁3，后顶梁3上通过锚链吊挂有充填开采输送机12，吊挂在后顶梁3上的充填开采输送机14距离后顶梁3的高度为100mm~200mm。经充填开采输送机12将固体充填物下放到采空区实施充填，后顶梁3上设有可前后移动充填开采输送机14的拉移千斤顶7和滑道8构成，滑道8长度为600mm~800mm，能够实现充填开采输送机12在滑道8内移动一个采煤步距以满足充填开采工艺的要求。前顶梁2下对称设有固定于底座13上的两个前立柱4，后顶梁3下对称设有固定于底座13上的两个后立柱5，在两个前立柱4和两个后立柱5之间设有四连杆机构6；前顶梁2、后顶梁3与四连杆机构6三者同轴铰接。前顶梁2与四连杆机构6之间设有平衡千斤顶11，四连杆机构6与平衡千斤顶11共同保证支架受力均匀，升降平稳。四连杆机构6为Y形摆梁结构，操作者可在前顶梁2下方工作空间内，实时观测充填物料的压实情况。伸缩梁1、前顶梁2在前立柱4与四连杆机构6的共同作用下为前部采煤工序提供工作空间。后顶梁3由后立柱5支撑，承载顶板压力，控制充填前的顶板下沉量，并悬吊充填开采输送机12，实现固体充填物的采空区充填。底座13后端设有压实机构9，压实机构9包括一级伸缩油缸14和套合在一级伸缩油缸14内的顶部连有压实板16的二级伸缩油缸15，压实机构9直接铰接在底座13的后端部，压实机构9的下部经支撑耳18铰接有另一端铰接在底座13上的调高千斤顶10，一级伸缩油缸14的缸体上设有人字形盖板17；压实机构9的摆角α为-10°~40°。压实机构9在调高千斤顶10的作用下实现摆角α为-10°~40°的摆动，压实机构9通过摆动和伸缩实现充填体全采高范围内的压实。

Claims

1.一种双顶梁同轴铰接四连杆采充一体化液压支架，包括双顶梁、立柱、底座（13）、四连杆机构（6）和辅助机构；双顶梁包括伸缩梁（1）、前顶梁（2）和后顶梁（3）；立柱包括前立柱（4）和后立柱（5）；辅助机构包括摆角为α的压实机构（9）、调高千斤顶（10）、滑道（8）、拉移千斤顶（7）和充填开采输送机（12）；所述的前顶梁（2）下设有固定于底座（13）上的前立柱（4），后顶梁（3）下设有固定于底座（13）上的后立柱（5）；前立柱（4）和后立柱（5）之间设有四连杆机构（6）；后顶梁（3）上吊挂有充填开采输送机（12），并设有可前后移动充填开采输送机（12）的拉移千斤顶（7）和滑道（8）；其特征在于：所述的前顶梁（2）、后顶梁（3）和四连杆机构（6）经同一轴铰接在一起，四连杆机构（6）的上部铰接有另一端与前顶梁（2）相互铰接的平衡千斤顶（11）；所述的压实机构（9）包括一级伸缩油缸（14）和套合在一级伸缩油缸（14）内的顶部连有压实板（16）的二级伸缩油缸（15），压实机构（9）直接铰接在底座（13）的后端部，压实机构（9）的下部经支撑耳（18）铰接有另一端铰接在底座（13）上的调高千斤顶（10），一级伸缩油缸（14）的缸体上设有人字形盖板（17）。

2.根据权利要求1所述的双顶梁同轴铰接四连杆采充一体化液压支架，其特征在于：所述的压实机构（9）的摆角α为-10°~40°。