CN216974901U - 一种双运单充充填液压支架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双运单充充填液压支架及使用方法，在传统充填液压支架后顶梁上布置双运单充无停歇装置，同时在煤基固废承压材料中加入具有较好的孔隙率和重金属固化功能的吸附材料，通过切换第四滚轮和第五滚轮的位置来分别运输承压材料和吸附材料，吸附材料和充填材料协同充填作业形成间隔循环的新型充填墙体，在满足充填支护强度的同时达到重金属固化，减弱了地下水污染对矿井生产和矿区生态环境的影响，同时不影响正常开采作业，为矿区带来良好的经济效益和环境效益，促进煤炭安全绿色开采。

Description

一种双运单充充填液压支架

技术领域

本实用新型属于煤炭行业固废充填开采液压支架领域，具体涉及一种双运单充充填液压支架。

背景技术

我国是煤炭生产和消费大国，煤炭开采的同时会产生大量的固体废弃物，以矸石和粉煤灰为例，目前我国矸石累计堆放量超过60亿t，已跃居全国工业废弃物之首，并且正在以每年约5～8亿t的排放量逐年增加，2020年我国粉煤灰排放量约9亿t，但2019年国内矸石和粉煤灰的利用率为53.7％和74.9％，还存在很大的利用空间，而矸石、粉煤灰等煤基固废如果处理不当，将会严重破坏生态环境，煤基固废的综合治理与利用已迫在眉睫。

充填采煤技术作为一种环境友好型采煤方法，由于其对地表的控制效果较好而被广泛应用。目前，煤矿充填材料主要是煤矸石、粉煤灰、气化渣、炉底渣、脱硫石膏等煤基固废，但是这些煤基固废充填材料长期充填于采空区，由于受采动作用覆岩产生的大量裂隙构成了渗水通道，充填材料会先经过矿井水的淋溶作用，后期会被矿井水长期浸泡，随着时间的推移，充填体中的重金属在矿井水的作用下发生溶出和迁移进而污染地下水，严重破坏生态环境，危害人体健康。有研究发现煤矸石、粉煤灰与水泥、水及重金属之间连续发生的多种复杂的物理化学反应可以抑制重金属的浸出，具有重金属固化的作用。充填液压支架作为充填开采最为关键的组成部分，亟需一种开采作业协同重金属固化的充填液压支架，能够在充填开采过程中做到开采、充填、重金属固化一体化作业。

实用新型内容

为了克服已有技术的不足之处，本实用新型提出一种双运单充充填液压支架，通过对传统充填液压支架进行改造，在后顶梁上布置双运单充无停歇装置，同时在充填开采中加入具有较好的孔隙率和重金属固化功能的吸附材料，配合煤基固废充填材料形成间隔循环的新型充填墙体，通过双运单充充填液压支架进行吸附材料和充填材料的协同充填作业，在满足充填支护强度的同时达到重金属固化，减弱了地下水污染对矿井生产和矿区生态环境的影响，同时不影响正常开采作业，为矿区带来良好的经济效益和环境效益，促进煤炭安全绿色开采。

本实用新型提供如下技术方案：

一种双运单充充填液压支架包括液压顶板和底座，所述液压顶板包括铰接的前顶梁和后顶梁，在所述前顶梁的前端连接有前探梁，后顶梁的后端与伸缩滑杆相连，在所述伸缩滑杆上固定有双运单充无停歇装置，所述前顶梁通过前立柱和平衡千斤顶与所述底座铰接，所述后顶梁通过辅助立柱与所述底座相连，在底座的前端通过刮板输送机与采煤机相连，在底座的后端连接有骨料压缩系统。

优选地，所述双运单充无停歇装置包括两个结构对称设置的运充料装置，所述运充料装置包括通过矩形挡板连接的顶板和底板，所述矩形挡板上端与所述顶板的一侧可活动连接，矩形挡板下端与所述底板的一侧固定连接，在所述底板上套设有运输皮带。

进一步地，在所述顶板的内部，与所述矩形挡板相对的一侧设置有缠绕钢绳的钢绳转轴，所述钢绳的一端固定在所述钢绳转轴的一端，钢绳的另一端从所述顶板中穿出并与斜形挡板的上端相连，所述斜形挡板的下端与所述底板可活动连接，在所述斜形挡板和顶板之间的钢绳上套设有弹簧，所述斜形挡板的上部向所述运充料装置的外部倾斜设置，所述钢绳转轴与控制单元相连。

优选地，当所述底板处于水平状态时，所述弹簧处于完全压缩状态，此时，所述弹簧的高度为100mm，所述斜形挡板的倾斜方向上长度为412mm，顶端到所述底板的垂直距离为 400mm，底端到所述底板外端之间的距离为100mm，所述矩形挡板的高度为500mm，所述钢绳转轴上的钢绳固定点到所述钢绳在顶板上的穿出点之间的水平距离为300mm，所述斜形挡板、顶板、底板和矩形挡板沿采煤面方向的长度为1.65～2.25m。

优选地，所述运充料装置分别为运充料装置A和运充料装置B，所述双运单充无停歇装置与材料运输系统相连，所述材料运输系统包括依次相连的充填皮带、储料中转系统和充料系统，所述充填皮带与地上配料仓相连，所述充料系统与所述充料装置A或所述充料装置B 相连，充料系统包括第一滚轴、第二滚轴、第三滚轴、第四滚轴和第五滚轴。

优选地，从工作面沿巷道方向向外，所述运充料装置A位于所述运充料装置B的下游，以运充料装置B的左上角为坐标原点0，沿巷道向右(即沿垂直工作面向采空区方向)为x轴，向上为y轴，所述运充料装置A和所述运充料装置B的宽度为500mm，间隙为100mm，则所述第一滚轴的坐标为(1000mm,500mm)，所述第二滚轴的坐标为(1000mm,100mm)，所述第三滚轴的坐标为(10m～50m，-1～-2m)，当所述充料装置B工作时，所述第四滚轴的坐标为(300mm,500mm)，所述第五滚轴的坐标为(1050mm,300mm)，当所述充料装置A工作时，所述第四滚轴的坐标为(900mm,400mm)，所述第五滚轴的坐标为(1550mm,200mm)。

优选地，所述骨料压缩系统内布置压力传感器和角度传感器，所述后顶梁布置行程传感器和落料高度检测传感器，骨料压缩系统在辅助千斤顶和伸缩千斤顶的推移拉伸下对固废材料进行夯实。

优选地，所述运充料装置A运充承压材料；所述运充料装置B运充吸附材料。

本实用新型具有以下有益之处：

(1)通过对目前的充填液压支架进行设计和改造，在其后顶梁后端设置伸缩滑杆，在伸缩滑杆上固定有双运单充无停歇装置，运充料装置A运充承压材料，运充料装置B运充吸附材料，切换第四滚轮和第五滚轮的位置来控制充填材料在运充料装置A和控制运充料装置B 之间双运单充切换，同时控制钢绳伸长和缩短做到底板的开合，保证了双刮板输送机运料，单刮板输送机卸料充填的边采边充高效化作业。

(2)通过在充填开采中加入具有较好的孔隙率和重金属固化功能的吸附材料，配合传统的充填材料形成间隔循环的新型充填墙体，这种充填墙体在满足充填支护强度要求的同时，可以使充填材料和重金属之间连续发生的多种复杂的物理化学反应，抑制重金属的浸出，具有重金属固化的作用，减弱了地下水污染对矿井生产和矿区生态环境的影响。

(3)能够在充填开采过程中做到开采、充填、重金属固化一体化作业，保证充填开采无停歇连续化作业，为矿区带来良好的经济效益和环境效益，促进煤炭安全绿色开采。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种双运单充充填液压支架的立体结构示意图；

图2为本实用新型一种双运单充充填液压支架的平面结构示意图；

图3为本实用新型一种双运单充充填液压支架的双运单充无停歇装置结构示意图；

图4为本实用新型一种双运单充充填液压支架的效果图；

图5为本实用新型一种双运单充充填液压支架的运充承压材料工作示意图；

图6为本实用新型一种双运单充充填液压支架的运充吸附材料工作示意图；

图7为本实用新型一种双运单充充填液压支架的双运单充无停歇装置底座仰视图；

图8为本实用新型一种双运单充充填液压支架的双运单充无停歇装置左视图；

附图中：充填液压支架1；双运单充无停歇装置2；顶板岩层3；充填墙体4；材料运输系统5；充料系统6；骨料压缩系统7；煤层8，前探梁101；前顶梁102；平衡千斤顶103；后立柱104；辅助立柱105；行程传感器106；落料高度检测传感器107；后顶梁108；伸缩滑杆109；角度传感器110；压力传感器111；伸缩千斤顶112；挡矸板113；底座114；前立柱115；刮板输送机116；采煤机117；辅助千斤顶118；矩形挡板201；底板202；运输皮带 203；钢绳205；钢绳转轴206；斜形挡板207；弹簧208；充填皮带501；储料中转系统502；第一滚轴601；第二滚轴602；第三滚轴603；第四滚轴604；第五滚轴605。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实施例提供一种双运单充充填液压支架，优选地，充填液压支架1包括液压顶板和底座114，液压顶板包括铰接的前顶梁102和后顶梁108，在前顶梁102的前端连接有前探梁101，后顶梁108的后端与伸缩滑杆109相连，在伸缩滑杆109上固定有双运单充无停歇装置2，前顶梁102通过前立柱115和平衡千斤顶103与底座114铰接，后顶梁 108通过辅助立柱105与底座114相连，在底座114的前端通过刮板输送机116与采煤机117 相连，在底座114的后端连接有骨料压缩系统7。

优选地，骨料压缩系统7内布置压力传感器111和角度传感器110，后顶梁108布置行程传感器106和落料高度检测传感器107，骨料压缩系统7在辅助千斤顶118和伸缩千斤顶112的推移拉伸下对充填材料进行夯实。

请参阅图3、图7-8，优选地，双运单充无停歇2装置包括两个结构对称设置的运充料装置，运充料装置包括通过矩形挡板201连接的顶板202和底板204，矩形挡板201上端与顶板202的一侧可活动连接，矩形挡板201下端与底板202的一侧固定连接，在底板204上套设有运输皮带203。

进一步地，在顶板202的内部，与矩形挡板201相对的一侧设置有缠绕钢绳205的钢绳转轴206，钢绳205的一端固定在钢绳转轴206的一端，钢绳205的另一端从顶板202中穿出并与斜形挡板207的上端相连，斜形挡板207的下端与底板204可活动连接，在斜形挡板 207和顶板202之间的钢绳205上套设有弹簧208，斜形挡板207的上部向运充料装置的外部倾斜设置，钢绳转轴206与控制单元相连。

优选地，当底板204处于水平状态时，弹簧208处于完全压缩状态，此时，弹簧208的高度为100mm，斜形挡板207的倾斜方向上长度为412mm，顶端到底板204的垂直距离为400mm，底端到底板204外端之间的距离为100mm，矩形挡板201的高度为500mm，钢绳转轴206上的钢绳208固定点到钢绳208在顶板202上的穿出点之间的水平距离为300mm，斜形挡板207、顶板202、底板204和矩形挡板201沿采煤面方向的长度为1.65～2.25m。

请参阅图4，优选地，运充料装置分别为运充料装置A和运充料装置B，双运单充无停歇装置2与材料运输系统5相连，材料运输系统5包括依次相连的充填皮带501、储料中转系统502和充料系统6，充填皮带501与地上配料仓相连，充料系统502与充料装置A或充料装置B相连，充料系统6包括第一滚轴601、第二滚轴602、第三滚轴603、第四滚轴604和第五滚轴605。

请参阅图5-6，优选地，从工作面沿巷道方向向外，运充料装置A位于运充料装置B的下游，以运充料装置B的左上角为坐标原点0，沿巷道向右(即沿垂直工作面向采空区方向) 为x轴，向上为y轴，运充料装置A和运充料装置B的宽度为500mm，间隙为100mm，则第一滚轴(601)的坐标为(1000mm,500mm)，第二滚轴(602)的坐标为(1000mm,100mm)，第三滚轴(603)的坐标为(10m～50m，-1～-2m)，当充料装置B工作时，第四滚轴(604)的坐标为(300mm,500mm)，第五滚轴(605)的坐标为(1050mm,300mm)，当充料装置A工作时，第四滚轴(604)的坐标为(900mm,400mm)，第五滚轴(605)的坐标为(1550mm,200mm)。

优选地，运充料装置A运充承压材料；运充料装置B运充吸附材料。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种双运单充充填液压支架，其特征在于：所述充填液压支架包括液压顶板和底座，所述液压顶板包括铰接的前顶梁和后顶梁，在所述前顶梁的前端连接有前探梁，后顶梁的后端与伸缩滑杆相连，在所述伸缩滑杆上固定有双运单充无停歇装置，所述前顶梁通过前立柱和平衡千斤顶与所述底座相连，所述后顶梁通过辅助立柱与所述底座铰接，在底座的前端通过刮板输送机与采煤机相连，在底座的后端连接有骨料压缩系统；

所述双运单充无停歇装置包括两个结构对称设置的运充料装置，所述运充料装置包括通过矩形挡板连接的顶板和底板，所述矩形挡板上端与所述顶板的一侧可活动连接，矩形挡板下端与所述底板的一侧固定连接，在所述底板上套设有运输皮带；

在所述顶板的内部，与所述矩形挡板相对的一侧设置有缠绕钢绳的钢绳转轴，所述钢绳的一端固定在所述钢绳转轴的一端，钢绳的另一端从所述顶板中穿出并与斜形挡板的上端相连，所述斜形挡板的下端与所述底板可活动连接，在所述斜形挡板和顶板之间的钢绳上套设有弹簧，所述斜形挡板的上部向所述运充料装置的外部倾斜设置，所述钢绳转轴与控制单元相连；

当所述底板处于水平状态时，所述弹簧处于完全压缩状态，此时，所述弹簧的高度为100mm，所述斜形挡板的倾斜方向上长度为412mm，顶端到所述底板的垂直距离为400mm，底端到所述底板外端之间的距离为100mm；

所述矩形挡板的高度为500mm，所述钢绳转轴上的钢绳固定点到所述钢绳在顶板上的穿出点之间的水平距离为300mm，所述斜形挡板、顶板、底板和矩形挡板沿采煤面方向的长度为1.65～2.25m。

2.根据权利要求1所述的一种双运单充充填液压支架，其特征在于：所述运充料装置分别为运充料装置A和运充料装置B，所述双运单充无停歇装置与材料运输系统相连，所述材料运输系统包括依次相连的充填皮带、储料中转系统和充料系统，所述充填皮带与地上配料仓相连，所述充料系统与所述充料装置A或所述充料装置B相连，充料系统包括第一滚轴、第二滚轴、第三滚轴、第四滚轴和第五滚轴；

从工作面沿巷道方向向外，所述运充料装置A位于所述运充料装置B的下游，以运充料装置B的左上角为坐标原点0，沿巷道向右(即沿垂直工作面向采空区方向)为x轴，向上为y轴，所述运充料装置A和所述运充料装置B的宽度为500mm，间隙为100mm，则所述第一滚轴的坐标为(1000mm,500mm)，所述第二滚轴的坐标为(1000mm,100mm)，所述第三滚轴的坐标为(10m～50m，-1～-2m)，当所述充料装置B工作时，所述第四滚轴的坐标为(300mm,500mm)，所述第五滚轴的坐标为(1050mm,300mm)，当所述充料装置A工作时，所述第四滚轴的坐标为(900mm,400mm)，所述第五滚轴的坐标为(1550mm,200mm)。

3.根据权利要求1所述的一种双运单充充填液压支架，其特征在于：所述骨料压缩系统内布置压力传感器和角度传感器，所述后顶梁布置行程传感器和落料高度检测传感器，骨料压缩系统在辅助千斤顶和伸缩千斤顶的推移拉伸下对固废材料进行夯实。

4.根据权利要求2所述的一种双运单充充填液压支架，其特征在于：所述运充料装置A运充承压材料；所述运充料装置B运充吸附材料。

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