專(zhuān)利名稱(chēng)：架后充填模板支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種井宮礦井用的特種液壓支架，特別是一種在正常工作面開(kāi)采作業(yè)的同 時(shí)，可將廢矸石和膏體混凝土 (或漿體)進(jìn)行采空區(qū)密實(shí)充填的適于整個(gè)工作面的集開(kāi)采 支護(hù)和架后采空區(qū)充填功能于一體的架后充填模板支架。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有絕大多數(shù)井宮礦井在進(jìn)行煤炭開(kāi)采時(shí)，采取的是頂板自然垮落法，即煤層被開(kāi)采 出來(lái)后，頂板等上覆巖層在工作面支架后方(采空區(qū))自然垮落，隨著煤層不斷開(kāi)采推進(jìn)， 上覆巖層逐漸下落，這樣往往一直影響到地表，造成地面的塌陷，許多礦區(qū)造成地面建筑 物被破壞，村莊搬遷等；塌陷區(qū)的影響往往持續(xù)數(shù)十年，造成大量土地浪費(fèi)。
為解決煤礦的"三下"采煤，控制地表下陷的問(wèn)題，最有效和直接的辦法是對(duì)工作面的 采空區(qū)進(jìn)行充填，在頂板等上覆巖層垮落之前，采取措施將采空區(qū)盡量回填并形成一定強(qiáng) 度，這樣控制上覆巖層的跨落，經(jīng)過(guò)礦井煤層距地表的深度影響，最終將地表的塌陷影響 降至可接受的范圍。
矸石是煤炭生產(chǎn)和加工過(guò)程中伴生的廢棄物，將其棄置對(duì)地面危害極大，不僅壓占土 地，而且污染環(huán)境。因此，業(yè)內(nèi)人士都將其作為主要原料進(jìn)行采空區(qū)回填視為理想的治理 解決辦法。例如公開(kāi)號(hào)為CN1807843A的"矸石充填采空區(qū)的方法公告號(hào)為CN2804388Y 的"充填矸石液壓支架"和公開(kāi)號(hào)為CN1873188A的"充填矸石液壓支架"等專(zhuān)利中公開(kāi)了 在綜采液壓支架后部設(shè)尾梁，然后吊掛小型皮帶機(jī)或刮板運(yùn)輸機(jī)的方式，將矸石送入架后 采空區(qū)的回填方法。這種方法雖然可以實(shí)現(xiàn)一定程度的矸石回填，但僅僅是一般地將矸石 堆入采空區(qū)內(nèi)，其支架結(jié)構(gòu)也決定了其回填比例較低。實(shí)際應(yīng)用表明，它主要的目的是消 耗井下矸石，并不能解決地表沉陷的問(wèn)題。公開(kāi)號(hào)為CN101265808A的":煤礦聯(lián)體異步支 架充填擋墻"中公開(kāi)了一種在綜采液壓支架后方設(shè)置擋墻軟模板的機(jī)構(gòu)，其目的是針對(duì)架 后采空區(qū)內(nèi)充填膏體或漿體等流體填充物，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，后部空頂支護(hù)效果差，而且該軟 模板結(jié)構(gòu)對(duì)流體物料的壓力和采空區(qū)礦壓的承受能力也十分有限。另外，在公告號(hào)為 CN2128670Y的"GS材料充填留巷端頭液壓支架"中公布了一種用于GS (高水速凝)材料 充填留巷的端頭支架，其用途是實(shí)現(xiàn)沿采空區(qū)和巷道邊緣留筑一道墻體。該支架既不能進(jìn) 行奸石回填，也不能完成對(duì)整個(gè)工作面的架后充填作業(yè)。
本發(fā)明人曾針對(duì)現(xiàn)有模板支架存在的上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)出公告號(hào)為CN200999613Y的 "巷旁充填后模板支架"和CN200999614Y的"巷旁充填側(cè)模板支架",及公開(kāi)號(hào)為 CN101289939A的"沿空留巷綜合支護(hù)裝置"^li板支架。這些支架盡管較好地解決了如何 進(jìn)行機(jī)械化的立模和整體支護(hù)，以及實(shí)現(xiàn)墻體充填和采煤生產(chǎn)并行作業(yè)的難題，但其主要目的均為留巷構(gòu)筑局部墻體，支架的結(jié)構(gòu)也不能適于對(duì)整個(gè)工作面的后部采空區(qū)進(jìn)行石干石
和膏體或漿體等物料的同時(shí)充填作業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種架后充填模板支架，它解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的無(wú)法對(duì)長(zhǎng)壁工 作面架后采空區(qū)進(jìn)行矸石和膏體或漿體等物料同時(shí)充填的難題，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，符合綜 采工作面的設(shè)備安裝、使用和維護(hù)條件；在進(jìn)行正常綜采推進(jìn)的同時(shí)，滿足采煤、矸石充 填、膏體(漿體)充填和凝固的系統(tǒng)作業(yè)，將采煤生產(chǎn)過(guò)程貫穿于架后充填工藝中，極大 程度減少各作業(yè)環(huán)節(jié)間的制約，提高生產(chǎn)效率。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是該架后充填模板支架包括將四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)置在前、后液 壓立柱之間支撐的底座和頂梁構(gòu)成的反四連桿式液壓支架，在頂梁前端鉸接帶有液壓缸的 前梁，組裝在底座中間的推移液壓缸一端與底座鉸接、另一端與推桿鉸接，布置在底座中 間的推桿末端與推移液壓缸連接，前端與連接頭連接，其技術(shù)要點(diǎn)是在所述頂梁的尾伸 縮梁上吊掛輕型刮板輸送機(jī)，上擋板通過(guò)升降液壓缸和滑道與下檔板箱體連接，所述尾伸 縮梁通過(guò)伸縮液壓缸與所述頂梁后部連接，所述下檔板箱體通過(guò)拉移液壓缸與所述底座中 間后部相連，并且所述下檔板箱體的兩側(cè)底部分別插入所述底座的兩側(cè)箱體內(nèi)，所述拉移 液壓缸使所述下檔板箱體相對(duì)于所述底座的兩側(cè)箱體移動(dòng)，并始終保持所述下檔板箱體的 兩側(cè)底部與所述底座的兩側(cè)箱體相互接觸。
所述下檔板箱體的兩側(cè)設(shè)置活動(dòng)側(cè)板，并通過(guò)側(cè)推液壓缸與所述下檔板箱體連接，在 所述側(cè)推液壓缸作用下所述活動(dòng)側(cè)板與所述下檔板箱體產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)。
本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)及積極效果是由于本發(fā)明支架的后部在頂梁的尾伸縮梁上吊掛輕 型刮板輸送機(jī)構(gòu)成了尾部伸縮梁矸石充填機(jī)構(gòu)，所以可實(shí)現(xiàn)奸石的采空區(qū)充填；另外由于 上擋板通過(guò)升降液壓缸和滑道與下檔板箱體連接，構(gòu)成了可上、下移動(dòng)的模板機(jī)構(gòu)；同時(shí) 底座兩側(cè)箱體從后液壓立柱向后延長(zhǎng)，形成一個(gè)帶有中檔的"凹"形箱體，插接在底座兩 側(cè)箱體內(nèi)的下檔板箱體通過(guò)拉移液壓缸與底座中間后部相連，作類(lèi)似伸縮梁的運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成 了獨(dú)立的相對(duì)于底座兩側(cè)箱體可前、后移動(dòng)的模板機(jī)構(gòu)，所以一方面可以擋住石干石，使之 向采空區(qū)側(cè)堆積，另一方面可以實(shí)現(xiàn)架后的相對(duì)密閉，從而實(shí)現(xiàn)矸石充填之后的膏體混凝 土 (或漿體)的充填密實(shí)。因此，它解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的無(wú)法對(duì)長(zhǎng)壁工作面架后采空區(qū) 進(jìn)行矸石和膏體或漿體等物料同時(shí)充填的難題。這兩套相對(duì)獨(dú)立的尾部伸縮梁奸石充填機(jī) 構(gòu)和可上、下、左、右移動(dòng)的可移動(dòng)模板機(jī)構(gòu)，互不影響，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，使用時(shí)交替工 作，符合綜采工作面的設(shè)備安裝、使用和維護(hù)條件，在進(jìn)行正常綜采推進(jìn)的同時(shí)，滿足采 煤、矸石充填、膏體(漿體)充填和凝固的系統(tǒng)作業(yè)。該架后充填模板支架可以將采煤生 產(chǎn)過(guò)程貫穿于架后充填工藝中，極大程度減少各作業(yè)環(huán)節(jié)間的制約，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn) 了采煤生產(chǎn)、矸石充填和混凝土充填的循環(huán)結(jié)合。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。


圖1是本發(fā)明的一種具體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖l拆除頂梁和四連桿機(jī)構(gòu)的俯視圖。
圖3是圖1中的上擋板、下檔板箱體及附屬機(jī)構(gòu)的放大圖。
圖中序號(hào)說(shuō)明l底座、2頂梁、3四連桿機(jī)構(gòu)、4液壓立柱、5下檔板箱體、6拉移 液壓缸、7連接頭、8升降液壓缸、9上擋板、IO尾伸縮梁、ll伸縮液壓缸、12輕型刮板 輸送機(jī)、13鐵鏈、14前梁液壓缸、15前梁、16推桿、17推移液壓缸、18連接頭、19連 接耳板、20側(cè)推液壓缸、21活動(dòng)側(cè)板。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖1 3詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)。該架后充填模板支架是在本發(fā)明人在先專(zhuān) 利中的一些成熟的模板支架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的。它包括將四連桿機(jī)構(gòu)3設(shè)置在前、后 液壓立柱4之間進(jìn)行支撐的底座1和頂梁2構(gòu)成的反四連桿式液壓支架。在頂梁2前端鉸 接帶有液壓缸14的前梁15,組裝在底座1中間的推移液壓缸17 —端與底座1鉸接、另 一端與推桿16鉸接。布置在底座1中間的推桿16末端與推移液壓缸17連接，前端與連 接頭18連接。其中底座1和頂梁2、四連桿機(jī)構(gòu)3、液壓立柱4等件采用在先專(zhuān)利中的成 熟結(jié)構(gòu)，所用的規(guī)格、形狀應(yīng)根據(jù)使用要求確定。
與現(xiàn)有技術(shù)和在先專(zhuān)利結(jié)構(gòu)不同的是:該架后充填模板支架在頂梁2后部設(shè)置了相互 獨(dú)立的尾部伸縮梁矸石充填機(jī)構(gòu)和與支架底座插接的可移動(dòng)模板機(jī)構(gòu)。
其中尾部伸縮梁矸石充填機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在頂梁2內(nèi)可伸縮的尾伸縮梁IO和在尾伸縮 梁10的末端通過(guò)鐵鏈13吊掛的輕型刮板輸送機(jī)12。所用鐵鏈13的規(guī)格、數(shù)量及其吊掛 的輕型刮板輸送機(jī)12的規(guī)格、型式要根據(jù)矸石充填的條件設(shè)置。尾伸縮梁IO通過(guò)伸縮液 壓缸11與頂梁2后部連接。在輕型刮板輸送機(jī)12的槽體中板上設(shè)置一塊可以從槽體側(cè)面 抽出(打開(kāi))和插入(閉合)的活動(dòng)插板(屬已知結(jié)構(gòu)，圖中未示出)。將該支架沿工作 面并列布置安裝時(shí)，尾伸縮梁10下的輕型刮板輸送機(jī)12的槽體也相互連接起來(lái)，形成完 整的刮板運(yùn)輸機(jī)槽體。廢矸石經(jīng)小型皮帶機(jī)導(dǎo)入輕型刮板輸送機(jī)12槽體的一端，經(jīng)刮板 運(yùn)轉(zhuǎn)，從打開(kāi)的槽體活動(dòng)插板口落入架后采空區(qū)，實(shí)現(xiàn)矸石充填。
其中可移動(dòng)模板機(jī)構(gòu)包括上擋板9、下?lián)醢逑潴w5、升降液壓缸8和拉移液壓缸6等 件。所用上擋板9和下?lián)醢逑潴w5的規(guī)格、形狀應(yīng)與矸石充填機(jī)構(gòu)、工作面高度和膏體充 填工藝相匹配。其上擋板9通過(guò)升降液壓缸8和滑道與下檔板箱體5連接，上擋板9在升 降液壓缸8的作用下沿滑道上下移動(dòng)。下檔板箱體5通過(guò)拉移液壓缸6與底座1中間后部 相連，并且使下檔板箱體5的兩側(cè)底部分別插入底座1的兩側(cè)箱體內(nèi)。底座1箱體從后排 液壓立柱4向后延長(zhǎng)，形成一個(gè)帶有中檔的"凹"形箱體，末端不封口。下?lián)醢逑潴w5是箱
5形結(jié)構(gòu)，其中間下部設(shè)有連接頭7，通過(guò)拉移液壓缸6與底座1的中間后部相連。同時(shí)， 下?lián)醢逑潴w5的底部設(shè)置兩條箱式梁，從底座1的后端插入其"凹"形箱體內(nèi)，在拉移液壓 缸6的作用下，其底部的箱式梁在底座1兩側(cè)箱體內(nèi)做類(lèi)似伸縮梁的運(yùn)動(dòng)，使下檔板箱體 5相對(duì)于底座1的兩側(cè)箱體作前、后移動(dòng)，并始終保持下檔板箱體5的兩側(cè)底部箱式梁與 底座1的兩側(cè)"凹"形箱體相互接觸，保持下?lián)醢逑潴w5移動(dòng)的穩(wěn)定性。
為更好地向架后采空區(qū)側(cè)充填堆積，實(shí)現(xiàn)架后的相對(duì)密閉，可在下檔板箱體5的兩側(cè) 設(shè)置活動(dòng)側(cè)板21，并通過(guò)側(cè)推液壓缸20與下檔板箱體5連接，在側(cè)推液壓缸20作用下，活 動(dòng)側(cè)板21可在設(shè)計(jì)行程內(nèi)伸出或收回，與下檔板箱體5產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)，活動(dòng)側(cè)板21的寬度 大于該架后充填模板支架的推移步距(即推移液壓缸行程)。
該架后充填模板支架在井下切眼內(nèi)安裝布置好后，默認(rèn)初始狀態(tài)為液壓立柱4升起支 撐頂梁2的頂板，尾伸縮梁IO、伸縮液壓缸ll均處于收回狀態(tài)。調(diào)整升降液壓缸8使上 擋板9位于輕型刮板輸送機(jī)12的下方，留適當(dāng)距離觀察后部采空區(qū)狀態(tài)。拉移液壓缸6 處于收回狀態(tài)，下?lián)醢逑潴w5的側(cè)推液壓缸20收回，底座l的的推移液壓缸17收回，推 桿16伸出，采煤機(jī)處于割煤狀態(tài)。
開(kāi)始工作，當(dāng)采煤機(jī)割過(guò)第一刀煤后，將推移液壓缸17伸出，推桿16收回，底座l 相應(yīng)向工作面推進(jìn)方向移動(dòng)一個(gè)步距。期間，拉移液壓缸6仍然收回，可移動(dòng)模板機(jī)構(gòu)前 移一個(gè)步距。同時(shí)，尾伸縮梁10伸出一個(gè)歩距長(zhǎng)度，相當(dāng)于輕型刮板輸送機(jī)12仍停留在 原位置。這時(shí)，巷道內(nèi)的矸石運(yùn)輸系統(tǒng)上料，吊掛的輕型刮板輸送機(jī)12開(kāi)始工作，工人 分段控制刮板輸送機(jī)的槽體中部的活動(dòng)插板，將矸石落入架后相應(yīng)的采空區(qū)內(nèi)。矸石充填 達(dá)到既定水平時(shí)，即可關(guān)閉插板，停止充填。
整個(gè)采空區(qū)矸石充填完畢后，操縱底座1的推移液壓缸17收回，推桿16伸出，開(kāi)始 采煤。割煤完畢后，操縱推移液壓缸17帶動(dòng)底座1向前移動(dòng)一個(gè)歩距，同時(shí)后部的拉移 液壓缸6伸出，即可移動(dòng)模板機(jī)構(gòu)停留在原地不動(dòng)。此時(shí)收回尾部伸縮梁矸石充填機(jī)構(gòu)， 操縱升降液壓缸伸出，將上擋板9上升至撐住采空區(qū)頂板，下?lián)醢逑潴w5兩側(cè)的側(cè)推液壓 缸20向外伸出，活動(dòng)側(cè)板21將相鄰可移動(dòng)模板機(jī)構(gòu)之間的縫隙密閉，然后開(kāi)始從上部向 采空區(qū)矸石堆積區(qū)域灌注膏體混凝土或漿體，待其基本凝固后，將上擋板9降下，兩側(cè)活 動(dòng)側(cè)板21收回，操縱拉移液壓缸6收回，將可移動(dòng)模板機(jī)構(gòu)向前拉移一個(gè)歩距。
操縱伸縮液壓缸11，將尾部伸縮梁矸石充填機(jī)構(gòu)伸出至可移動(dòng)模板機(jī)構(gòu)外側(cè)，開(kāi)始 向可移動(dòng)模板機(jī)構(gòu)拉移開(kāi)后形成的區(qū)域內(nèi)充填矸石，之后重復(fù)上述的采煤、拉架、收回尾 部伸縮梁矸石充填機(jī)構(gòu)和操縱可移動(dòng)模板機(jī)構(gòu)，不斷進(jìn)行矸石和膏體交替充填的步驟和循
權(quán)利要求
1、一種架后充填模板支架，包括將四連桿機(jī)構(gòu)設(shè)置在前、后液壓立柱之間支撐的底座和頂梁構(gòu)成的反四連桿式液壓支架，在頂梁前端鉸接帶有液壓缸的前梁，組裝在底座中間的推移液壓缸一端與底座鉸接、另一端與推桿鉸接，布置在底座中間的推桿末端與推移液壓缸連接，前端與連接頭連接，其特征在于在所述頂梁的尾伸縮梁上吊掛輕型刮板輸送機(jī)，上擋板通過(guò)升降液壓缸和滑道與下檔板箱體連接，所述尾伸縮梁通過(guò)伸縮液壓缸與所述頂梁后部連接，所述下檔板箱體通過(guò)拉移液壓缸與所述底座中間后部相連，并且所述下檔板箱體的兩側(cè)底部分別插入所述底座的兩側(cè)箱體內(nèi)，所述拉移液壓缸使所述下檔板箱體相對(duì)于所述底座的兩側(cè)箱體移動(dòng)，并始終保持所述下檔板箱體的兩側(cè)底部與所述底座的兩側(cè)箱體相互接觸。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的架后充填模板支架，其特征在于所述下檔板箱體的兩側(cè) 設(shè)置活動(dòng)側(cè)板，并通過(guò)側(cè)推液壓缸與所述下檔板箱體連接，在所述側(cè)推液壓缸作用下所述 活動(dòng)側(cè)板與所述下檔板箱體產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)。
全文摘要
一種架后充填模板支架，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的無(wú)法對(duì)長(zhǎng)壁工作面架后采空區(qū)進(jìn)行矸石和膏體或漿體等物料同時(shí)充填的難題，它包括液壓立柱支撐的底座和頂梁構(gòu)成的反四連桿式液壓支架，其技術(shù)要點(diǎn)是在頂梁的尾伸縮梁上吊掛輕型刮板輸送機(jī)，上擋板通過(guò)升降液壓缸和滑道與下檔板箱體連接，尾伸縮梁與頂梁后部連接，下檔板箱體與底座相連，下檔板箱體的兩側(cè)底部分別插入底座的兩側(cè)箱體內(nèi)，下檔板箱體相對(duì)于底座的兩側(cè)箱體移動(dòng)，下檔板箱體的兩側(cè)底部與底座的兩側(cè)箱體相互接觸。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，在正常綜采的同時(shí)，滿足采煤、矸石充填、膏體充填和凝固的系統(tǒng)作業(yè)，將采煤生產(chǎn)過(guò)程貫穿于架后充填工藝中，極大程度減少各作業(yè)環(huán)節(jié)間的制約，提高生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)E21D15/48GK101487395SQ20091001043
公開(kāi)日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2009年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
發(fā)明者余國(guó)鋒, 孫櫟杰, 萍 張, 偉 曹, 曹樹(shù)祥, 靜 李, 李佩全, 穎 肖, 胡少銀, 薛俊華, 亮 袁, 費(fèi)維柱 申請(qǐng)人:遼寧天安礦山科技有限公司;煤礦瓦斯治理國(guó)家工程研究中心