CN103410545A - 可实现放顶煤和充填作业的液压支架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可实现放顶煤和充填作业的液压支架，是用于开采“三下一上”压煤的支护充填设备。包括通过四根立柱铰接的两组底座和顶梁，在顶梁的后端铰接有通过尾梁千斤顶改变角度的尾梁，尾梁的下面铰接有可以和尾梁合拢的挡板，挡板内侧设置有插板和插板千斤顶。本发明可以实现对采空区的顶部的支护，同时在开采到顶部煤层时，顶梁及尾梁还可以作为放顶煤的通道使用。在需要充填时，尾梁形成对采空区的顶面的支撑，并和挡板、插板一起形成盒子板的作用，用于充填水快速凝固材料充填及其它充填材料。

Description

可实现放顶煤和充填作业的液压支架

技术领域

本发明涉及一种矿山井下使用的支护设备，具体的说是一种可实现放顶采煤与充填作业的支护设备。

背景技术

我国煤炭资源丰富，综采设备成熟，采煤工艺日趋完善，随着我国煤炭开采步伐的加快，很多矿井面临着资源枯竭问题，道路、建筑物、水体等下面的“三下”压煤的开采成为人们开采关注的重点。目前煤层的开采一般是先开采，采煤机前进一段距离后，停止开采，并对开采过的部位的顶部或者侧面进行支护。开采“三下”压煤，需要对开采过煤层空间（采空区）进行及时充填，否则就会造成垮塌，因此采煤含有对充填开采技术进行了大量的研究。但是目前充填开采的技术还是存在一些缺点，例如采煤时不能进行充填，而充填时又不能采煤，这样就严重制约了开采进度。对于使用放顶煤开采的工作面，目前还没有充填措施，尤其是工作面遇到特殊地段（比如上面有高压线路等）不得不充填时，就不得不停工，另辟工作面，但另开辟工作面的投资显然太大；如果液压支架既可满足普通放顶煤开采的支护要求，又可以满足特殊地段的充填要求，就可以解决这样的难题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种矿用液压支架，既可实现放顶煤采煤方式作业，也可实现对采空区进行充填作业。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种可实现放顶煤和充填作业的液压支架，包括底座和顶梁，底座的前后两端铰接有可伸缩的前立柱和后立柱,前立柱和后立柱的顶端分别与顶梁铰接，在顶梁的前端内部设置有由伸缩梁千斤顶驱动的伸缩梁，在顶梁的后端铰接有尾梁，尾梁与底座之间铰接有尾梁千斤顶；在尾梁的下面铰接有挡板，挡板的另一端与尾梁的末端对应设置有螺栓定位孔，挡板内侧设置有插板和插板千斤顶，插板千斤顶连接在挡板上，插板位于挡板和插板千斤顶之间并与插板千斤顶的伸缩杆的下端连接，插板下端设置有支撑尖。

本发明的进一步改进的具体结构在于：所述挡板和底座上还对应设置有铰接挡板千斤顶的铰座，需要充填时挡板千斤顶铰接在挡板和底座之间。

本发明的进一步改进的具体结构在于：所述底座和顶梁上分别设置有铰接前立柱、后立柱的柱窝和柱帽。

本发明的进一步改进的具体结构在于：在顶梁的下面还铰接一主要由底座、前连杆、后连杆和上连杆构成的四连杆机构，四连杆机构的前连杆、后连杆铰接在底座上，上连杆的顶端与顶梁铰接。

本发明的进一步改进的具体结构在于：在底座内设置有推移千斤顶和推移框架，推移千斤顶与推移框架连接，推移框架前端设置有与采煤机及前部的刮板输送机连接的十字头，在底座的后部通过拉后溜装置连接有后刮板输送机，依靠推移千斤顶的伸缩实现采煤机及前部的刮板输送机的推移及液压支架的前移，依靠拉后溜装置实现后刮板输送机的前移。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明在普通地段开采时，支架的作用与普通的放顶煤液压支架作用原理一致，伸缩立柱将顶梁支起，在实现前部采煤支护的同时，支架后部的挡板与尾梁通过特制螺栓连接为一体，通过尾梁千斤顶的伸缩实现尾梁的摆动，调节支架顶梁上方煤层的下落角度，同时插板在插板千斤顶的作用下前后伸缩，通过伸缩实现放煤口的调节，使顶部松散的煤落入安装在支架后部的后刮板输送机上。在通过特殊地段，需要充填时，先通过支架底座安装的拉后溜装置使后刮板输送机向支架尾部缩回，再解除尾梁与插板之间的特制螺栓，使挡板下端与尾梁分离，在底座与挡板支间增加挡板千斤顶，以控制挡板的角度成竖直状态；然后通过尾梁千斤顶使尾梁上摆，形成后顶梁，挡板垂直，同时使插板伸出并扎底，从而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。

本发明顶梁下面的四连杆机构为反四连杆机构，可以提高支架的稳定性。

本发明的支架既可以用于放顶煤开采，又具有在煤矿“三下”（建筑物、铁路下、水体下）及高压线路下采煤及充填的功能，是解放“三下一上”呆滞煤炭资源的重要设备。其设计结构，解决了放顶煤采煤作业方式无法实现充填作业的问题，可适用于使用放顶煤开采方式且有特殊地段需要充填的工作面。

附图说明

图1是本发明的放顶煤状态的结构示意图；

图2为本发明的充填作业时的工作状态示意图。

其中，1、伸缩梁，2、伸缩梁千斤顶，3、顶梁，4、前立柱，5、柱窝，6、上连杆，7、尾梁，8、挡板千斤顶，9、尾梁千斤顶，10、挡板，11、插板千斤顶，12、插板，13、后连杆，14、前连杆，15、后立柱，16、底座，17、抬底装置，18、柱帽，19、后刮板输送机，20、推移框架，21、支撑尖，22、十字头，23、推移千斤顶。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明：

一种可实现放顶煤和充填作业的液压支架，如图1、图2所示，包括底座16和顶梁3。在底座16内设置有推移千斤顶23和推移框架20，推移千斤顶23与推移框架连接，推移框架的前端铰接有十字头22，十字头22与采煤机和前部的刮板输送机连接，依靠推移千斤顶23的伸缩实现向前推移采煤机及前部的刮板输送机并拉动支架前移，实现采煤机、刮板输送机及支架的自移。抬底装置17在支架移动时，使支架前端抬起。在底座16的后部还设置有拉后溜装置，拉后溜装置通过铁链连接后刮板输送机19，后刮板输送机需要前移时，拉后溜装置卷动铁链使铁链收缩，将后刮板输送机前移至靠近依靠底座16。

底座16的前后两端铰接有两根前立柱4和两根后立柱15，前立柱4和后立柱15的顶端铰接顶梁3。在底座16上对应前立柱4和后立柱15的位置分别设置有柱窝5，在顶梁3上对应前立柱4、后立柱15的位置分别设置有柱帽18，前立柱4和后立柱15铰接在柱窝5和柱帽18内。在顶梁3的下面还铰接一反向的四连杆机构，以增加支架的稳定性。四连杆机构主要由底座16、前连杆14、后连杆13和上连杆6构成，前连杆14、后连杆13铰接在底座16上，四连杆机构的上连杆6顶端与顶梁3铰接。

在顶梁3的前端设置有用于采煤支护的伸缩梁1，伸缩梁1由伸缩梁千斤顶2驱动，在顶梁3的后端铰接有尾梁7，尾梁7与底座16之间铰接有尾梁千斤顶9，以推动尾梁上下摆动，调节放煤角度，或者将尾梁支成水平位置，作为充填高水快速凝固材料的顶部支撑。在尾梁7的下面铰接有挡板10，挡板10的另一端与尾梁7的末端对应设置有螺栓定位孔，当尾梁作为放顶煤使用时，将尾梁7和挡板10合拢贴合后用特定的螺栓将尾梁7和挡板10定位为一体。

挡板10铰接在尾梁7的下方。挡板10内设置有插板12和插板千斤顶11，插板千斤顶11连接在挡板上，插板12位于挡板和插板千斤顶11之间并与插板千斤顶11的伸缩杆的下端连接，插板12下端设置有支撑尖21。挡板10和底座16上还对应设置有铰接挡板千斤顶8的铰座，准备充填时，先通过支架底座安装的拉后溜装置使后刮板输送机向支架尾部缩回，再将连接在尾梁7和挡板10尾端的螺栓拆除，将挡板千斤顶8铰接在挡板10和底座16之间。并通过尾梁千斤顶9将尾梁7推出接近水平位置，通过挡板千斤顶8将挡板10拉成竖直位置，使插板千斤顶11伸长，插板12支撑到地面上，将尾梁7顶紧在采空区的顶面上，尾梁和挡板将采煤部分与充填部分分开，起到建筑领域中使用的类似盒子板的作用。

正常放顶煤采煤作业时，支架结构如图1所示。支架前部的采煤机在工作面上采煤，采下的煤被支架前部的刮板输送机运走。此时，支架后部的挡板10与尾梁7通过特制螺栓连接为一体，通过尾梁千斤顶9的伸缩实现尾梁7的摆动，从而控制放煤角度，同时通过插板千斤顶11伸缩使插板12伸长或者缩短，实现放煤口位置的调节，使从顶层掉落的煤能够落入支架后部的后刮板输送机中。

当需要对采空区进行充填作业时，需解除特制螺栓，使尾梁7与挡板10分离，在底座16与挡板10之间加装挡板千斤顶8，从而控制挡板10的角度；尾梁7上摆，顶在采空区的顶面上，挡板10垂直，同时使插板12伸出并扎底，从而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。

Claims (5)

1.一种可实现放顶煤和充填作业的液压支架，其特征在于：包括底座（16）和顶梁（3），底座（16）的前后两端铰接有可伸缩的前立柱（4）和后立柱（15）,前立柱（4）和后立柱（15）的顶端分别与顶梁（3）铰接，在顶梁（3）的前端内部设置有由伸缩梁千斤顶驱动的伸缩梁（1），在顶梁（3）的后端铰接有尾梁（7），尾梁（7）与底座（16）之间铰接有尾梁千斤顶（9）；在尾梁（7）的下面铰接有挡板（10），挡板（10）的另一端与尾梁（7）的末端对应设置有螺栓定位孔，挡板（10）内侧设置有插板（12）和插板千斤顶（11），插板千斤顶（11）连接在挡板上，插板（12）位于挡板和插板千斤顶（11）之间并与插板千斤顶（11）的伸缩杆的下端连接，插板（12）下端设置有支撑尖（21）。

2.根据权利要求1所述的可实现放顶煤和充填作业的液压支架，其特征在于：所述挡板（10）和底座（16）上还对应设置有铰接挡板千斤顶（8）的铰座，需要充填时挡板千斤顶（8）铰接在挡板（10）和底座（16）之间。

3.根据权利要求1所述的可实现放顶煤和充填作业的液压支架，其特征在于：所述底座（16）和顶梁（3）上分别设置有铰接前立柱（4）、后立柱（15）的柱窝（5）和柱帽（18）。

4.根据权利要求1或者3任一项所述的可实现放顶煤和充填作业的液压支架，其特征在于：在顶梁（3）的下面还铰接一主要由底座（16）、前连杆（14）、后连杆（13）和上连杆（6）构成的四连杆机构，四连杆机构的前连杆（14）、后连杆（13）铰接在底座（16）上，上连杆（6）的顶端与顶梁（3）铰接。

5.根据权利要求1所述的可实现放顶煤和充填作业的液压支架，其特征在于：在底座（16）内设置有推移千斤顶（23）和推移框架（20），推移千斤顶（23）与推移框架（20）连接，推移框架（20）前端设置有与采煤机及前部的刮板输送机连接的十字头（22），在底座（16）的后部通过拉后溜装置连接有后刮板输送机（19），依靠推移千斤顶（23）的伸缩实现采煤机及前部的刮板输送机的推移及液压支架的前移，依靠拉后溜装置实现后刮板输送机的前移。

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