專利名稱：工作面非固體充填液壓支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種煤礦地下開采工作面使用的支護(hù)設(shè)備，特別適用于礦井“三 下”(建筑物下、鐵路下、水體下)壓煤工作面的非固體充填液壓支架。
背景技術(shù)：
我國(guó)煤炭資源豐富，綜采設(shè)備成熟，采煤工藝日趨完善，隨著我國(guó)煤炭開采步伐的 加快，很多礦井面臨著資源枯竭問題，而一些蘊(yùn)藏在建筑物、道路以及水體下面被認(rèn)為不宜 于開采的煤層，也越來越受到更多的關(guān)注。我國(guó)通過采用傳統(tǒng)的條帶開采、搬遷村莊、充填 開采等多種技術(shù)措施解決“三下”壓煤，提高煤炭采出率。但是隨著開采深度的增加，村莊 搬遷成本的增加以及充填技術(shù)工藝水平的提高，充填開采技術(shù)已成蓬勃發(fā)展之勢(shì)?，F(xiàn)有的 充填支架的頂梁大多是整體頂梁，并在頂梁后部鉸接尾梁，通過尾梁千斤頂?shù)淖饔脤?shí)現(xiàn)對(duì) 液壓支架后部采空區(qū)的支撐，其缺點(diǎn)在于對(duì)后部的支撐力比較小。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供了一種既能起到地下開采工作面的支護(hù)又能實(shí)現(xiàn)對(duì)采 空區(qū)進(jìn)行充填作業(yè)的液壓支架，可防止采空區(qū)地面沉陷，提高煤炭資源的利用率和回收率， 有效解決“三下”壓煤的開采問題，實(shí)現(xiàn)了人與自然和諧的綠色開采和生態(tài)開采。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種工作面非固體充填液壓支 架，包括前頂梁、后頂梁、底座、四連桿機(jī)構(gòu)、前立柱和后立柱，前立柱7、后立柱11的上端分 別鉸接前頂梁6、后頂梁10，其下端與底座20相聯(lián)接；四連桿機(jī)構(gòu)的上端與前頂梁6、后頂 梁10的鉸接點(diǎn)聯(lián)接，其下端與底座20相聯(lián)接；在前頂梁6的后部連接鉸接千斤頂8的一端， 鉸接千斤頂8的另一端與后頂梁10的前端相鉸接；在后頂梁10的下面安裝有上擋板14 ； 在底座20的后部安裝下?lián)醢?8。所述四連桿機(jī)構(gòu)包括前連桿22、后連桿21、上連桿9和底座20，在底座20上鉸接 前連桿22、后連桿21的一端，前連桿22、后連桿20的另一端分別與上連桿9的下部相鉸接； 上連桿為Y型結(jié)構(gòu)，其兩個(gè)上端分別與前頂梁6和后頂梁10相鉸接；四連桿機(jī)構(gòu)位于前立 柱7和后立柱11中間，所述四連桿機(jī)構(gòu)的上連桿9、前連桿22、后連桿21均為箱體結(jié)構(gòu)。所述底座20上連接推移千斤頂23，推移千斤頂23的另一端與推桿24鉸接。所述前立柱7和后立柱11均為兩根，分別對(duì)稱固定在底座20與前頂梁6、后頂梁 10的兩側(cè)。在前頂梁6、后頂梁10和底座20分別與前立柱7、后立柱11兩端的連接處分別 設(shè)置有柱窩。在后頂梁10上設(shè)置后滑道千斤頂12，后滑道千斤頂12的一端鉸接在后頂梁10 上，后滑道千斤頂12的另一端與后托板13相連；后托板13上鉸接上擋板14，并在后托板 13的前端鉸接上擋板千斤頂15，上擋板千斤頂15的另一端與上擋板14相鉸接。所述上擋板14的前端連接上擋板伸縮千斤頂16，上擋板伸縮千斤頂16的另一端 與插板17連接，插板17為箱體結(jié)構(gòu)，從上擋板14的后端套裝在上擋板14內(nèi)腔。[0010]所述底座20后部鉸接下?lián)醢?8和下?lián)醢迩Ы镯?9，下?lián)醢迩Ы镯?9的一端與底 座20相聯(lián)，另一端與下?lián)醢?8相鉸接。所述前頂梁6的前端設(shè)置有伸縮梁2、伸縮梁千斤頂5、前托板4、護(hù)幫板1和護(hù)幫 千斤頂3 ；伸縮梁千斤頂5的一端與前頂梁6相鉸接，其另一端與伸縮梁2鉸接；伸縮梁2 的前端鉸接前托板4，前托板4插入前頂梁6的滑道中，前托板4的后部鉸接護(hù)幫千斤頂3 的一端，護(hù)幫千斤頂3的另一端與護(hù)幫板1的后部相鉸接。在上擋板14和下?lián)醢?8兩側(cè)通過螺栓31與膠皮帶30相連，膠皮帶30的另一側(cè) 用螺栓31與相鄰支架的上擋板14和下?lián)醢?8相連。所述后頂梁10的后部可設(shè)計(jì)為楔形結(jié)構(gòu)。所述工作面非固體充填液壓支架布置實(shí)施效果如圖4所示，中間布置數(shù)臺(tái)中間支 架，中間支架上擋板14和下?lián)醢?8兩側(cè)通過螺栓31與膠皮帶30相連，膠皮帶的另一側(cè)用 螺栓31與相鄰支架的上擋板14和下?lián)醢?8相連；在中間支架的兩側(cè)分別配套使用左隔板 支架和右隔板支架，在左隔板支架后頂梁10的右側(cè)鉸接側(cè)上隔板25，在底座20的后部聯(lián)接 鉸接底座27，鉸接底座27的右側(cè)鉸接側(cè)下隔板26 ；在右隔板支架后頂梁10的左側(cè)鉸接側(cè) 上隔板25，在底座20的后部聯(lián)接鉸接底座27，鉸接底座27的左側(cè)鉸接側(cè)下隔板26。由此 在液壓支架的后部由數(shù)臺(tái)中間支架的上擋板14和下?lián)醢?8，左隔板支架和右隔板支架的 側(cè)上隔板25和側(cè)下隔板26形成立方體型充填空間。本實(shí)用新型的有益效果是本技術(shù)除了設(shè)置有前頂梁、后頂梁、底座、立柱和四連 桿機(jī)構(gòu)等支護(hù)裝置外，還在前頂梁的前端設(shè)置有伸縮梁和護(hù)幫板，在后頂梁上鉸接上擋板； 在底座上鉸接下?lián)醢澹徊⑴涮资褂米蟾舭逯Ъ芎陀腋舭逯Ъ?、右隔板支架，最后形成的支護(hù) 空間為由數(shù)臺(tái)中間支架的上擋板和下?lián)醢澹蟾舭逯Ъ芎陀腋舭逯Ъ艿膫?cè)上隔板和側(cè)下隔 板在支架的后部形成盒子板效果，通過注入高水材料凝固形成有一定強(qiáng)度的固體，具備了 支撐頂板的作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)采空區(qū)的充填，其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，可適用于“三下”壓煤工作面的開 米。

本實(shí)用新型有以下視圖圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的AA向視圖。圖3為中間支架裝配主視圖。圖4取消后頂梁的工作面液壓支架布置實(shí)施效果視圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 一種工作面非固體充填液壓支架，包括前頂梁6、后頂梁10、底座20、前立柱7、后 立柱11和四連桿機(jī)構(gòu)，前頂梁6和后頂梁10均采用整體式高強(qiáng)度箱體焊接結(jié)構(gòu)并設(shè)有側(cè) 護(hù)板；前立柱7和后立柱11的上端分別與前頂梁6和后頂梁10相鉸接，前立柱7和后立柱 11的下端分別與底座20相鉸接；四連桿機(jī)構(gòu)由前連桿22、后連桿21、上連桿9和底座20組 成，通過在底座20上鉸接前連桿22、后連桿21的一端，前連桿22、后連桿21的另一端分別與上連桿9的下部相鉸接；上連桿9為Y型結(jié)構(gòu)，其兩個(gè)上端分別與前頂梁6和后頂梁10 相鉸接；后頂梁10前部為高強(qiáng)度箱體焊接結(jié)構(gòu)，中部為帶滑槽的高強(qiáng)度箱體焊接結(jié)構(gòu)，后 部可設(shè)計(jì)為楔形的高強(qiáng)度箱體焊接結(jié)構(gòu)，這樣既可以保證后頂梁10的強(qiáng)度，又可以增大后 部充填空間，在后頂梁10上設(shè)置后滑道千斤頂12、后托板13以固定上擋板14，保證在液壓 支架后部形成立方體空間，通過在其內(nèi)注入高水材料凝固成具有一個(gè)強(qiáng)度的固體，實(shí)現(xiàn)對(duì) 采空區(qū)的充填。所述上擋板14固定在后托板13上，后托板13通過后滑道千斤頂12與后 頂梁10相連，以保證在工作狀態(tài)上擋板14可以沿后頂梁10上的滑槽適當(dāng)移動(dòng)，使得各支 架的上擋板14在同一直線上；在后托板13的前端鉸接上擋板千斤頂15，上擋板千斤頂15 的另一端與上擋板14相鉸接，以使上擋板14可以繞鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)在工作狀態(tài)上擋板 14保持豎直狀態(tài)；在上擋板14的前端鉸接上擋板伸縮千斤頂16的一端，上擋板伸縮千斤 頂16的另一端與插板17相連，插板17為箱體結(jié)構(gòu)，從上擋板14的后端套裝在上擋板14 內(nèi)腔，通過操作上擋板伸縮千斤頂16，可以使插板17在上擋板14內(nèi)腔伸出或縮回，配合上 擋板14的轉(zhuǎn)動(dòng)，以適應(yīng)不同高度的工況。在底座20的后部鉸接下?lián)醢?8和下?lián)醢迩Ы镯?19的一端，下?lián)醢迩Ы镯?9的另一端與下?lián)醢?8相連，使得下?lián)醢?8可以繞鉸接點(diǎn)適度 轉(zhuǎn)動(dòng)，配合上擋板14 一起適應(yīng)支架不同高度的工況。在本實(shí)施例中，所述前立柱7和后立柱11均為兩根，分別對(duì)稱位于底座20和前頂 梁6、后頂梁10的兩側(cè)，改變了以往液壓支架前立柱和后立柱支撐一個(gè)整體頂梁，通過整體 頂梁后部鉸接尾梁和尾梁千斤頂，在尾梁千斤頂?shù)淖饔孟轮我簤褐Ъ芎蟛坎煽諈^(qū)的支撐 型式，將整體頂梁設(shè)計(jì)為斷梁結(jié)構(gòu)——前頂梁6和后頂梁10，前頂梁6和后頂梁10共用一 個(gè)鉸接點(diǎn)與四連桿機(jī)構(gòu)的上連桿機(jī)構(gòu)的上端鉸接在一起，后立柱11的上端直接與后頂梁 10鉸接增大了液壓支架后部的支撐能力。前頂梁6的后端連接鉸接千斤頂8的一端，鉸接 千斤頂8的另一端與后頂梁10的前端相連接，通過調(diào)節(jié)鉸接千斤頂8，以滿足前頂梁6和后 頂梁10在工作狀態(tài)保持水平布置，實(shí)現(xiàn)對(duì)頂板的支撐；四連桿機(jī)構(gòu)位于前立柱7和后立柱 11之間；前連桿22、后連桿21分別為獨(dú)立的高強(qiáng)度箱體焊接結(jié)構(gòu)，前連桿22、后連桿21和 上連桿9所形成的四連桿機(jī)構(gòu)處于左右兩排立柱之間，使得液壓支架結(jié)構(gòu)件合理緊湊的布 置。在本實(shí)施例中，所述前頂梁6的前端還設(shè)置有伸縮梁2、伸縮梁千斤頂5、護(hù)幫板1、 護(hù)幫千斤頂3和前托板4 ；伸縮梁2的兩側(cè)設(shè)置為箱體結(jié)構(gòu)，中間為板式結(jié)構(gòu)，套入前頂梁6 兩側(cè)形成的箱體內(nèi)腔，并在伸縮梁2的前端固定伸縮梁千斤頂5的一端，伸縮梁千斤頂5的 另一端固定在前頂梁6上，通過伸縮梁千斤頂5的動(dòng)作，可使伸縮梁2在前頂梁6的箱體內(nèi) 伸出和縮回；另外在伸縮梁2的前端中部與前托板4的前端鉸接，前托板4插入前頂梁的滑 槽內(nèi)，在前托板4的后部固定護(hù)幫千斤頂3的一端，護(hù)幫千斤頂3的另一端鉸接在護(hù)幫板1 的后端，通過護(hù)幫千斤頂3支撐護(hù)幫板1，護(hù)幫板1可以在前頂梁6的前端起支護(hù)作用并可 防止煤壁片幫。所述底座20采用帶過橋開襠式高強(qiáng)度箱體焊接結(jié)構(gòu)，其直接作用于工作面 底板上，在底座20的開襠處還設(shè)有推桿24和推移千斤頂23，推桿24的前端設(shè)有連接頭與 工作面的運(yùn)輸機(jī)相連接，推桿24的后端通過推移千斤頂23與底座20相連接，在推移千斤 頂23的作用下起到推溜和移架的作用。在前頂梁6、后頂梁10和底座20與前立柱7和后 立柱11的上下兩端的連接位置上都分別設(shè)置有柱窩，以使鉸鏈連接活動(dòng)自如。在本實(shí)施例中僅通過中間支架不能實(shí)現(xiàn)液壓支架后部的立方體型充填空間，需配套使用左隔板支架和右隔板支架，使其在中間支架的左、右兩側(cè)形成支撐。如圖4所示的工 作面液壓支架實(shí)施效果圖，左隔板支架位于數(shù)臺(tái)中間支架的左側(cè)，在左隔板支架后頂梁10 的右側(cè)鉸接側(cè)上隔板25，側(cè)上隔板25和后頂梁10之間通過側(cè)上隔板千斤頂29相連接，使 得側(cè)上隔板可以繞鉸接點(diǎn)適度轉(zhuǎn)動(dòng)，又可保證在工作狀態(tài)側(cè)上隔板25保持豎直布置；在底 座20的后部聯(lián)接鉸接底座27，鉸接底座27的右側(cè)鉸接側(cè)下隔板26，鉸接底座27和側(cè)下隔 板26之間通過側(cè)下隔板千斤頂28相連接，可以操作側(cè)下隔板千斤頂28使側(cè)下隔板26繞 鉸接點(diǎn)適度轉(zhuǎn)動(dòng)滿足支架不同高度的需要，并配合側(cè)上隔板25 —起保證支架在工作狀態(tài) 側(cè)上隔板25和側(cè)下隔板26保持豎直布置。這樣由中間支架的上擋板14和下?lián)醢?8，左隔 板支架和右隔板支架的側(cè)上隔板25和側(cè)下隔板26在液壓支架后部形成盒子板效果，為非 固體填充材料(水砂和膏體、似膏體等)進(jìn)行充填提供了充填空間，為了防止非固體填充物 從架間滲漏，兩中間支架之間在上擋板14和下?lián)醢?8的兩側(cè)開螺紋孔，并用螺栓31和膠 皮帶30將兩支架連接，左隔板支架、右隔板支架的側(cè)上隔板25和側(cè)下隔板26的兩側(cè)也分 別開螺紋孔，用螺栓31和膠皮帶30將中間支架和左隔板支架、右隔板支架相連。
權(quán)利要求一種工作面非固體充填液壓支架，包括前頂梁、后頂梁、底座、四連桿機(jī)構(gòu)、前立柱和后立柱，其特征在于前立柱(7)、后立柱(11)的上端分別鉸接前頂梁(6)、后頂梁(10)，其下端與底座(20)相聯(lián)接；四連桿機(jī)構(gòu)的上端與前頂梁(6)、后頂梁(10)的鉸接點(diǎn)聯(lián)接，其下端與底座(20)相聯(lián)接；在前頂梁(6)的后部連接鉸接千斤頂(8)的一端，鉸接千斤頂(8)的另一端與后頂梁(10)的前端相鉸接；在后頂梁(10)的下面安裝有上擋板(14)；在底座(20)的后部安裝下?lián)醢?18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作面非固體充填液壓支架，其特征是四連桿機(jī)構(gòu)包括前 連桿(22)、后連桿(21)、上連桿(9)和底座(20)，在底座(20)上鉸接前連桿(22)、后連桿(21)的一端，前連桿(22)、后連桿(20)的另一端分別與上連桿(9)的下部相鉸接；四連桿 機(jī)構(gòu)位于前立柱(7)和后立柱(11)中間，所述四連桿機(jī)構(gòu)的上連桿(9)、前連桿(22)、后連 桿(21)均為箱體結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作面非固體充填液壓支架，其特征是所述底座(20)上連接 推移千斤頂(23)，推移千斤頂(23)的另一端與推桿(24)鉸接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作面非固體充填液壓支架，其特征是所述前立柱(7)和后 立柱(11)均為兩根，分別對(duì)稱固定在底座(20)與前頂梁(6)、后頂梁(10)的兩側(cè)；在前頂 梁(6)、后頂梁(10)和底座(20)分別與前立柱(7)、后立柱(11)兩端的連接處分別設(shè)置有 柱窩。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作面非固體充填液壓支架，其特征是在后頂梁(10)上設(shè)置 后滑道千斤頂(12)，后滑道千斤頂(12)的一端鉸接在后頂梁(10)上，后滑道千斤頂(12) 的另一端與后托板(13)相連；后托板(13)上鉸接上擋板(14)，并在后托板(13)的前端鉸 接上擋板千斤頂(15)，上擋板千斤頂(15)的另一端與上擋板(14)相鉸接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作面非固體充填液壓支架，其特征是所述上擋板(14)的 前端連接上擋板伸縮千斤頂(16)，上擋板伸縮千斤頂(16)的另一端與插板(17)連接，插板 (17)為箱體結(jié)構(gòu)，從上擋板(14)的后端套裝在上擋板(14)內(nèi)腔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作面非固體充填液壓支架，其特征是所述底座(20)后部鉸 接下?lián)醢?18)和下?lián)醢迩Ы镯?19)，下?lián)醢迩Ы镯?19)的一端與底座(20)相聯(lián)，另一端 與下?lián)醢?18)相鉸接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作面非固體充填液壓支架，其特征是所述前頂梁(6)的前 端設(shè)置有伸縮梁(2)、伸縮梁千斤頂(5)、前托板(4)、護(hù)幫板(1)和護(hù)幫千斤頂(3)，伸縮梁 千斤頂(5)的一端與前頂梁(6)相鉸接，其另一端與伸縮梁(2)鉸接；伸縮梁(2)的前端鉸 接前托板(4)，前托板(4)插入前頂梁(6)的滑道中，前托板(4)的后部鉸接護(hù)幫板千斤頂 ⑶的一端，護(hù)幫千斤頂⑶的另一端與護(hù)幫板⑴的后部相鉸接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作面非固體充填液壓支架，其特征是在上擋板(14)和下?lián)?板(18)兩側(cè)通過螺栓(31)與膠皮帶(30)相連，膠皮帶(30)的另一側(cè)用螺栓(31)與相鄰 支架的上擋板(14)和下?lián)醢?18)相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作面非固體充填液壓支架，其特征是所述后頂梁(10)為 楔形結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種工作面非固體充填液壓支架，其前立柱、后立柱的上端分別鉸接前頂梁、后頂梁，其下端與底座相聯(lián)接；四連桿機(jī)構(gòu)的上端與前頂梁、后頂梁的鉸接點(diǎn)聯(lián)接，其下端與底座相聯(lián)接；在前頂梁的后部與后頂梁的前端連接千斤頂；在后頂梁上的下面安裝有上擋板；在底座的后部安裝下?lián)醢濉Ｔ谥Ъ艿暮蟛啃纬珊凶影逍Ч?，通過注入高水材料凝固形成有一定強(qiáng)度的固體，具備了支撐頂板的作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)采空區(qū)的充填，其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，可適用于各種厚度煤層工作面的開采。
文檔編號(hào)E21D23/04GK201714412SQ20102014004
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者劉占群, 劉建功, 孫宇, 李軍霄, 李曉, 梁崇山, 紀(jì)茂峰, 董潤(rùn)滋 申請(qǐng)人:冀中能源機(jī)械裝備有限公司邢臺(tái)機(jī)械廠