CN103233755A - 六柱支撑分体底座式中位充填支架 - Google Patents

Abstract

本发明具体为一种六柱支撑分体底座式中位充填支架，解决了现有煤矿开采存在采出率低、费时费力且煤矸石的处理存在安全隐患的问题。前顶梁的前端铰接有护帮板，护帮板与前顶梁之间设置有护帮千斤顶，后顶梁上设置有托梁件，托梁件与后顶梁之间设置有伸缩千斤顶，托梁件上悬挂有充填输送机，前顶梁与前底座之间设置有四连杆机构、两根前置立柱和两根中置立柱，后顶梁和后底座之间设置有后置立柱，后顶梁的后端顶部设置中位充填柱，中位充填柱中部与后顶梁顶端之间设置有摆动千斤顶，中位充填柱的顶部设置有夯实板，夯实板下方设置有夯实千斤顶。本发明对复杂地质环境的适应性较高，降低安全隐患的同时实现充填压实。

Description

六柱支撑分体底座式中位充填支架

技术领域

本发明涉及煤矿综合机械化采煤设备，具体为一种六柱支撑分体底座式中位充填支架。

背景技术

目前我国煤炭资源探明剩余可采储量1842亿吨，以现有的储量和消费水平仅够使用50年，其中“三下”(建筑物下、水体下、道路下)压煤量高达140亿吨左右，如果采用防止地表沉陷的条带式开采方法，煤炭资源的回收率仅仅为40％左右；同时因煤矿开采活动造成的全国煤矿采空区土地沉陷累计达100万公顷左右，每年新增采空区6万公顷左右，煤矸石累计堆积45亿吨，占地1.3万公顷。每年还以约3亿吨的速度增加。

故而如何对“三下”压煤进行安全高效的开采及煤矸石的再利用一直是煤炭行业面临的一个重大课题。而现今对于“三下”压煤的问题处理方式主要有：迁村开采、条带开采及传统充填开采，而对于煤矸石的处理方法主要有露天堆放、用于制砖等。

迁村开采问题：吨煤增加成本50元左右，并且还会产生历史与文化问题。条带开采问题：采出率仅为40％左右。传统充填开采问题：没有实现规模化，需要大量人力、物力。对于煤矸石的处理方法存在问题：1、露天堆放，存在占用土地、污染环境、引起火灾、爆炸等安全隐患，2、用于制砖等，存在用量少、产品质量、环保等问题。

发明内容

本发明为了解决现有煤矿开采存在采出率低、费时费力且煤矸石的处理存在安全隐患的问题，提供了一种六柱支撑分体底座式中位充填支架。

本发明是采用如下技术方案实现的：六柱支撑分体底座式中位充填支架，包括设置在底部且相互铰接的前底座、后底座和设置在顶部且相互铰接的前顶梁、后顶梁，前顶梁的前端铰接有护帮板，护帮板与前顶梁之间设置有与两者铰接的护帮千斤顶，后顶梁上设置有滑动于其内的托梁件，托梁件与后顶梁之间设置有伸缩千斤顶，托梁件上悬挂有位于后顶梁下方的充填输送机，前顶梁与前底座之间设置有四连杆机构、左右分布的两根前置立柱和两根中置立柱，后顶梁和后底座之间设置有两根左右分布的后置立柱，后顶梁的后端顶部设置有下端与其铰接的中位充填柱，中位充填柱中部与后顶梁顶端之间设置有与两者铰接的摆动千斤顶，中位充填柱的顶部设置有夯实板，夯实板下方设置有夯实千斤顶。

进行采煤回填作业时，护帮板通过小四连杆机构及护帮千斤顶完成伸收动作，前顶梁和后顶梁相互铰接，提高了对破碎顶板的适应性；通过充填输送机将固体充填物通过其上的漏孔下放到采空区进行充填，伸缩千斤顶控制托梁件及充填输送机移动一个采煤步距以满足充填开采工艺要求；底座开创性的采用分体底座，配合六根立柱的布置设计，能够适应各种复杂底板地质条件；四连杆机构设计在前置立柱和中间立柱之间，与前底座共同为前顶梁提供支撑，为前部采煤工序提供足够的空间；后置立柱设计在后底座上，支撑后顶梁，控制充填前的顶板下沉量；中位充填柱配合夯实板和夯实千斤顶进行夯实，摆动千斤顶同后底座形成小三角铰接，用以实现采空区的全采高充填夯实，克服了现有煤矿开采存在采出率低、费时费力且煤矸石的处理存在安全隐患的问题。

本发明结构具有如下有益效果：

1、采用分体底座设计，对于复杂底板地质环境的适应性较高；

2、支架立柱数量n越大，所能提供的工作阻力P越大，在同样地质开采条件下充填支架的支撑能力大于综采支架；

3、六柱布局采用前4后2的设计，配合分体底座，进一步提高支架整体对于使用环境的适应能力；

4、由于底座为分体设计，可以减少设置在后底座上的一组两根后置立柱的倾角，随着立柱倾角减小，支架工作阻力就会随之提升，提高了支架后梁支撑力；

5、充填夯实机构设计为中位式，由于采空区岩层压力及重力作用通过上中部矸石的传递，被充填到下部的矸石不需要外力作用就能压实，故而充填夯实机构不需要再在下部设计，而通过摆动千斤顶的控制设计在中位的充填夯实机构就可以对上部矸石进行充填夯实，从而简化了支架结构；

6、控制充填夯实机构摆动的摆动千斤顶设计在充填夯实机构面向煤壁的一侧，能够保护千斤顶不受充填矸石的影响，并且有效加大了充填夯实机构的充填夯实范围，实现全采空区充填压实；

7、在维护前部工作面正常采煤作业的同时，后部利用充填压实机构还可以对采空区的全采高充填压实，实现了煤炭资源开采的同时对采空区实施充填，有效控制岩层移动、地表沉陷；

8、支架的前、后顶梁挡住了顶板岩石的跨落，与综采不同的是采空区顶板已被充填物支撑不会随采随垮，由于没有周期来压等矿压显现现象，就简化了维护端面顶板和煤壁稳定的工作；

9、与综采工作面比较，由于后顶梁呈水平支撑，工作面有效通风端面已大大增加，另外，采空区已被密实充填，不再需要考虑工作面漏风的现象。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1-前底座，2-后底座，3-前顶梁，4-后顶梁，5-护帮板，6-护帮千斤顶，7-托梁件，8-伸缩千斤顶，9-充填输送机，10-四连杆机构，11-前置立柱，12-中置立柱，13-后置立柱，14-中位充填柱，15-摆动千斤顶，16-夯实板，17-夯实千斤顶。

具体实施方式

六柱支撑分体底座式中位充填支架，包括设置在底部且相互铰接的前底座1、后底座2和设置在顶部且相互铰接的前顶梁3、后顶梁4，前顶梁3的前端铰接有护帮板5，护帮板5与前顶梁3之间设置有与两者铰接的护帮千斤顶6，后顶梁4上设置有滑动于其内的托梁件7，托梁件7与后顶梁4之间设置有伸缩千斤顶8，托梁件7上悬挂有位于后顶梁4下方的充填输送机9，前顶梁3与前底座1之间设置有四连杆机构10、左右分布的两根前置立柱11和两根中置立柱12，后顶梁4和后底座2之间设置有两根左右分布的后置立柱13，后顶梁4的后端顶部设置有下端与其铰接的中位充填柱14，中位充填柱14中部与后顶梁4顶端之间设置有与两者铰接的摆动千斤顶15，中位充填柱14的顶部设置有夯实板16，夯实板16下方设置有夯实千斤顶17。

具体实施过程中，四连杆机构10为正四连杆机构，充填输送机9与后顶梁4的距离为400mm，保证了足够的矸石输送空间。

Claims (1)

1.一种六柱支撑分体底座式中位充填支架，其特征在于：包括设置在底部且相互铰接的前底座（1）、后底座（2）和设置在顶部且相互铰接的前顶梁（3）、后顶梁（4），前顶梁（3）的前端铰接有护帮板（5），护帮板（5）与前顶梁（3）之间设置有与两者铰接的护帮千斤顶（6），后顶梁（4）上设置有滑动于其内的托梁件（7），托梁件（7）与后顶梁（4）之间设置有伸缩千斤顶（8），托梁件（7）上悬挂有位于后顶梁（4）下方的充填输送机（9），前顶梁（3）与前底座（1）之间设置有四连杆机构（10）、左右分布的两根前置立柱（11）和两根中置立柱（12），后顶梁（4）和后底座（2）之间设置有两根左右分布的后置立柱（13），后顶梁（4）的后端顶部设置有下端与其铰接的中位充填柱（14），中位充填柱（14）中部与后顶梁（4）顶端之间设置有与两者铰接的摆动千斤顶（15），中位充填柱（14）的顶部设置有夯实板（16），夯实板（16）下方设置有夯实千斤顶（17）。

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