CN104912591B - 一种中厚煤层液压固定巷旁充填装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中厚煤层液压固定巷旁充填装置及其使用方法，其液压固定巷旁充填装置采用一上一下布置的内、外板与双向伸缩的液压缸巧妙地结合成一体这一简单、实用的结构形式，使得中厚煤层矿井的沿空留巷巷旁充填体构筑的作业劳动强度大幅降低，并且由于其具有半自动化功能性，因而大幅提高了充填体构筑过程的施工效率，且由于不需进行木点柱的架设，因而降低了施工成本其具有结构简单、调节方便、现场适应性强等技术特点；本发明的中厚煤层液压固定巷旁充填装置的使用时，由于液压固定巷旁充填装置移动灵活、操作简便、省时省力，无需登高作业，因而减少了工作过程中登高作业所带来的安全隐患。

Description

一种中厚煤层液压固定巷旁充填装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种煤矿沿空留巷巷旁充填装置及其使用方法，尤其涉及一种中厚煤层液压固定巷旁充填装置及其使用方法。

背景技术

沿空留巷中，为保证巷道顶板安全，需在巷旁构建充填体。充填体的浇筑需要按照生产的要求，选择好所要充填的空间。

在矿井生产过程中，充填空间的建立十分繁琐和困难，巷道高度较高，施工过程必须在机械的辅助下，主要通过人工操作来完成，因而，效率低下、劳动强度大、施工周期长，成本居高不下。矿井机械化要求大，工人劳动怠慢等，严重影响留巷开采的效果。

因此为实现矿井的高效、高机械化、低成本等要求，并且满足生产需要，迫切需要一种适应条件的装置。

发明内容

本发明的目的之一是，提供一种中厚煤层液压固定巷旁充填装置，在煤层较厚条件下，该装置能够提高矿井的机械化程度，能够减小工人的劳动强度，加强充填作业效率，降低矿井生产的成本等。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是，一种中厚煤层液压固定巷旁充填装置，其特征在于，包括若干单元，每一单元均为组合件，每一单元均分别包括一双向伸缩的液压缸、内板、外板、第一连接件和第二连接件，所述双向伸缩的液压缸包括缸体、上活塞杆和下活塞杆；

所述内板设置在所述缸体的右侧，并通过若干个第一连接件共同将所述内板与所述缸体固定连接成一体；

所述外板设置在所述缸体的右侧，与所述内板平行，并与所述内板之间保留一定间隙；

所述第二连接件为一体式结构，包括一固定连接端和一铰接端，所述固定连接端与所述上活塞杆的顶端成可拆卸连接，所述铰接端与所述外板的顶沿铰接；

按从左至右的水平线方向，所述缸体在所述内板或者外板上的投影的中心线，分别与所述内板或外板的纵向中心线重合，所述内板在前后方向的宽度等于所述外板在前后方向的宽度；

所述内板下沿的标高小于所述缸体下端的标高，并大于在最大量地伸出所述缸体的状态下所述下活塞杆下端的标高；

当所述上活塞杆在最大量地伸出所述缸体状态下，所述外板的下沿的标高小于所述内板上沿的标高；

当所述上活塞杆和下活塞杆同时在最大量地伸出所述缸体状态下，所述上活塞杆的顶端至所述下活塞杆底端之间的距离大于巷道内顶板与底板之间的垂直高度。

上述技术方案直接带来的技术效果是，结构简单、使用方便，装置调节灵活，利用上述技术方案的可自动升降液压装置进行充填模板的自动安装，省时省力，并可大幅提高模板架设的工作效率。

上述技术方案中，外板与第二连接件之间铰接，可以保证在充填至一定高度后，外板进行一定角度的转动直至顶紧在内板上，进而形成面与面之间的紧密接触，防止混凝土浆液向外渗出、到达活塞杆上，进而造成液压装置损坏、失效。

上述技术方案这种结构形式的液压固定巷旁充填装置，其采用的两个液压柱直接进行充填空间两侧模板的固定，从而省略了现有技术需架设木点柱所致施工困难和成本偏高的技术问题。

优选为，上述内板与所述外板的材质相同，均为钢板或木板。

该优选技术方案直接带来的技术效果是，采用钢板或木板，加工制作简便且制造成本低廉。

进一步优选，上述内板与所述外板之间的间隙为5-15厘米。

该优选技术方案直接带来的技术效果是，上述内板与所述外板之间的间隙为5-15厘米，可以保证最终所制得充填体(凝结固化之后的充填体)下部为六面体形状、上部左右两侧成向内倾斜一定角度的两个对称的倾斜面。这样，使得充填体呈下粗上细的形状，其稳定性更好。

进一步优选，上述内板与所述外板上均分别开设有若干数量的通透孔。

该优选技术方案直接带来的技术效果是，在内板与外板上分别开设有若干数量的通透孔，这样可以将充填体凝结固化过程中产生的水及时排泄出来，一方面，可以加快充填体的凝结固化速度；另一方面，可以保证充填体最终的成型质量。

进一步优选，上述内板的下缘还均匀设置有若干数量的万向轮。

该优选技术方案直接带来的技术效果是，考虑到液压固定巷旁充填装置自身重量、巷道内空间狭窄、底板凹凸不平，不便采用其他辅助运输工具等具体使用工况，在内板的下缘均匀设置有若干数量的万向轮，这样，将下活塞杆向上收缩之后，可以采用人工作业的方式推动液压固定巷旁充填装置进行位置移动。

进一步优选，上述外板的下缘还设置有一橡胶密封条。

该优选技术方案直接带来的技术效果是，在充填至一定高度时，外板受压向外运动直至其下端顶紧在内板上，形成密封，以防止充填材料外溢。然而，这种密封毕竟是两种刚性材料紧密接触所形成的密封，其还存在渗水淌浆的可能，因此，采用在外板的下缘设置有一橡胶密封条的技术手段，可以确保更好的密封效果。

进一步优选，上述下活塞杆的末端还固定连接有一上细下粗的八字形底座。

该优选技术方案直接带来的技术效果是，在下活塞杆的末端固定连接有一上细下粗的八字形底座，可以增大接触面积，进一步保证制成的稳固性。

依据具体使用的矿井的循环进尺情况制作出不同内、外板宽度规格的液压固定巷旁充填装置，可以形成系列产品，进一步带来使用上的便利。

说明，上述第一连接件、第二连接件均采用可拆卸连接结构形式，就是为了实现该目的。

进一步优选，上述钢板的厚度为8mm以上，所述木板的厚度为20mm以上。

该优选技术方案直接带来的技术效果是，钢板的厚度为8mm以上，木板的厚度为20mm以上均为可以满足刚度和强度要求的经验数据。

本发明的目的之二是，提供一种上述的中厚煤层液压固定巷旁充填装置的使用方法，其具有工作效率高、劳动强度小，操作灵活简便等特点。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是，一种上述的中厚煤层液压固定巷旁充填装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，液压固定巷旁充填装置的组装步骤：

工作面推进过程中，利用矿用运输工具将液压固定巷旁充填装置运送至巷旁所需充填位置；

在距离巷道侧壁壁面前方一定距离的同一直线上，以两个液压固定巷旁充填装置为一组、一左一右布置；

启动双向伸缩的液压缸，将外板的上端部顶紧至巷道顶板、内板的下端部顶紧至巷道的底板，形成稳固支撑；

使用充填模板将上述两个双向伸缩的液压缸连成一体，从而形成一个后壁为巷道侧壁、前壁为充填模板、左右两侧壁为液压固定巷旁充填装置、上下壁面分别为顶板和底板的一个六面体充填空间；

第二步，充填步骤：

向上述充填空间内泵送混凝土进行充填，直至填充满整个充填空间，形成一完整的充填体；

待充填体初步凝结固化时，撤除上述两个液压固定巷旁充填装置，并对巷道顶板与充填体之间的缝隙，灌注泡沫材料进行密封完毕；

第三步，将上述两个液压固定巷旁充填装置转移至下一个巷旁所需充填位置，重复上述各步骤，直至全部充填完毕。

上述技术方案直接带来的技术效果是，操作简便、安全性好、工作效率高，省时省力、充填体成型效果好且施工成本相对较低；

同时，由于液压固定巷旁充填装置移动灵活、操作简便、省时省力，可大幅降低劳动强度，并可彻底消除登高作业(架设巷道上部空间的模板)所带来的安全隐患。

优选为，上述第一步中，朝向所述六面体充填空间那一面的左右两侧的各内板和各外板表面上，还均匀涂抹有一层凡士林。

该优选技术方案直接带来的技术效果是，在左右两侧的各内板和各外板表面上，均匀涂抹有一层凡士林，这主要是为了脱模的方便。

综上所述，本发明相对于现有技术，具有结构简单、装置调节灵活，其使用方法操作简便、安全性好、工作效率高，省时省力、充填体成型效果好且施工成本相对较低等有益效果。

附图说明

图1为本发明的液压固定巷旁充填装置结构示意图；

图2为本发明的液压固定巷旁充填装置在巷道内的安装位置关系结构示意图。

附图标记说明：1、双向伸缩的液压缸；2、内板；3、外板；4、第一连接件；5、第二连接件；6、底座；7、万向轮；9、充填体；11、顶板；12、底板；13、金属锚杆。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明进行详细说明。

如图1、图2所示，本发明的中厚煤层液压固定巷旁充填装置，其特征在于，包括若干单元，每一单元均为组合件，每一单元均分别包括一双向伸缩的液压缸1、内板2、外板3、第一连接件4和第二连接件5，上述双向伸缩的液压缸包括缸体、上活塞杆和下活塞杆；

上述内板设置在上述缸体的右侧，并通过若干个可拆卸的第一连接件共同将上述内板与上述缸体连接成一体；

上述外板设置在上述缸体的右侧，与上述内板平行，并与上述内板之间保留一定间隙；

上述第二连接件为一体式结构，包括一固定连接端和一铰接端，上述固定连接端与上述上活塞杆的顶端成可拆卸连接，上述铰接端与上述外板的顶沿铰接；

按从左至右的水平线方向，上述缸体在上述内板或者外板上的投影的中心线，分别与上述内板或外板的纵向中心线重合，上述内板在前后方向的宽度等于上述外板在前后方向的宽度；

上述内板下沿的标高小于上述缸体下端的标高，并大于在最大量地伸出上述缸体的状态下上述下活塞杆下端的标高；

当上述上活塞杆在最大量地伸出上述缸体状态下，上述外板的下沿的标高小于上述内板上沿的标高；

当上述上活塞杆和下活塞杆同时在最大量地伸出上述缸体状态下，上述上活塞杆的顶端至上述下活塞杆底端之间的距离大于巷道内顶板与底板之间的垂直高度。

上述内板与上述外板的材质相同，均为钢板或木板。

上述内板与上述外板之间的间隙为5-15厘米。

上述内板与上述外板上均分别开设有若干数量的通透孔(图中未示出)。

上述内板的下缘还均匀设置有若干数量的万向轮7。

上述外板的下缘还设置有一橡胶密封条。

上述钢板的厚度为8mm以上，所述木板的厚度为20mm以上。

上述下活塞杆的末端还固定连接有一上细下粗的八字形底座6。

上述的中厚煤层液压固定巷旁充填装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，液压固定巷旁充填装置的组装步骤：

工作面推进过程中，依据矿井的循环进尺情况，选择相应宽度规格的内板和外板的液压固定巷旁充填装置，并利用矿用运输工具将液压固定巷旁充填装置运送至巷旁所需充填位置；

在距离巷道侧壁壁面前方一定距离的同一直线上，以两个液压固定巷旁充填装置为一组、一左一右布置；

启动双向伸缩的液压缸，将外板的上端部顶紧至巷道顶板11、内板的下端部顶紧至巷道的底板12，形成稳固支撑；

使用充填模板将上述两个双向伸缩的液压缸连成一体，从而形成一个后壁为巷道侧壁、前壁为充填模板、左右两侧壁为液压固定巷旁充填装置、上下壁面分别为顶板11和底板12的一个六面体充填空间；

第二步，充填步骤：

向上述充填空间内泵送混凝土进行充填，直至填充满整个充填空间，形成一完整的充填体9；

待充填体初步凝结固化时，撤除上述两个液压固定巷旁充填装置，并对巷道顶板与充填体之间的缝隙，灌注泡沫材料进行密封完毕；

第三步，将上述两个液压固定巷旁充填装置转移至下一个巷旁所需充填位置，重复上述各步骤，直至全部充填完毕。

在上述的中厚煤层液压固定巷旁充填装置的使用方法的第一步中，朝向上述六面体充填空间那一面的左右两侧的各内板和各外板表面上，还均匀涂抹有一层凡士林。这样可以实现更便捷的脱模。

说明：

基于本领域的技术人员的常识，本发明的中厚煤层液压固定巷旁充填装置，其安装所在的巷道的顶板上还分别固定有若干金属锚杆13。

Claims (10)

1.一种中厚煤层液压固定巷旁充填装置，其特征在于，包括若干单元，每一单元均为组合件，每一单元均分别包括一双向伸缩的液压缸、内板、外板、第一连接件和第二连接件，所述双向伸缩的液压缸包括缸体、上活塞杆和下活塞杆；

所述内板设置在所述缸体的右侧，并通过若干个可拆卸的第一连接件共同将所述内板与所述缸体连接成一体；

所述外板设置在所述缸体的右侧，与所述内板平行，并与所述内板之间保留一定间隙；

所述第二连接件为一体式结构，包括一固定连接端和一铰接端，所述固定连接端与所述上活塞杆的顶端成可拆卸连接，所述铰接端与所述外板的顶沿铰接；

按从左至右的水平线方向，所述缸体在所述内板或者外板上的投影的中心线，分别与所述内板或外板的纵向中心线重合，所述内板在前后方向的宽度等于所述外板在前后方向的宽度；

所述内板下沿的标高小于所述缸体下端的标高，并大于在最大量地伸出所述缸体的状态下所述下活塞杆下端的标高；

当所述上活塞杆在最大量地伸出所述缸体状态下，所述外板的下沿的标高小于所述内板上沿的标高；

当所述上活塞杆和下活塞杆同时在最大量地伸出所述缸体状态下，所述上活塞杆的顶端至所述下活塞杆底端之间的距离大于巷道内顶板与底板之间的垂直高度。

2.根据权利要求1所述的中厚煤层液压固定巷旁充填装置，其特征在于，所述内板与所述外板的材质相同，均为钢板或木板。

3.根据权利要求1所述的中厚煤层液压固定巷旁充填装置，其特征在于，所述内板与所述外板之间的间隙为5-15厘米。

4.根据权利要求1-3任一所述的中厚煤层液压固定巷旁充填装置，其特征在于，所述内板与所述外板上均分别开设有若干数量的通透孔。

5.根据权利要求1-3任一所述的中厚煤层液压固定巷旁充填装置，其特征在于，所述内板的下缘还均匀设置有若干数量的万向轮。

6.根据权利要求1-3任一所述的中厚煤层液压固定巷旁充填装置，其特征在于，所述外板的下缘还设置有一橡胶密封条。

7.根据权利要求1-3任一所述的中厚煤层液压固定巷旁充填装置，其特征在于，所述下活塞杆的末端还固定连接有一上细下粗的八字形底座。

8.根据权利要求2所述的中厚煤层液压固定巷旁充填装置，其特征在于，所述钢板的厚度为8mm以上，所述木板的厚度为20mm以上。

9.如权利要求1所述的中厚煤层液压固定巷旁充填装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，液压固定巷旁充填装置的组装步骤：

工作面推进过程中，依据矿井的循环进尺情况，选择相应宽度规格的内板和外板的液压固定巷旁充填装置，并利用矿用运输工具将液压固定巷旁充填装置运送至巷旁所需充填位置；

在距离巷道侧壁壁面前方一定距离的同一直线上，以两个液压固定巷旁充填装置为一组、一左一右布置；

启动双向伸缩的液压缸，将外板的上端部顶紧至巷道顶板、内板的下端部顶紧至巷道的底板，形成稳固支撑；

使用充填模板将上述两个双向伸缩的液压缸连成一体，从而形成一个后壁为巷道侧壁、前壁为充填模板、左右两侧壁为液压固定巷旁充填装置、上下壁面分别为顶板和底板的一个六面体充填空间；

第二步，充填步骤：

向上述充填空间内泵送混凝土进行充填，直至填充满整个充填空间，形成一完整的充填体；

待充填体初步凝结固化时，撤除上述两个液压固定巷旁充填装置，并对巷道顶板与充填体之间的缝隙，灌注泡沫材料进行密封完毕；

第三步，将上述两个液压固定巷旁充填装置转移至下一个巷旁所需充填位置，重复上述各步骤，直至全部充填完毕。

10.根据权利要求9所述的中厚煤层液压固定巷旁充填装置的使用方法，其特征在于，第一步中，朝向所述六面体充填空间那一面的左右两侧的各内板和各外板表面上，还均匀涂抹有一层凡士林。