專利名稱：工作面非固體充填液壓支架的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種煤礦地下開采工作面使用的支護設備，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：
我國煤炭資源豐富，綜采設備成熟，采煤工藝日趨完善，隨著我國煤炭開采步伐的 加快，很多礦井面臨著資源枯竭問題，而一些蘊藏在建筑物、道路以及水體下面被認為不宜 于開采的煤層，也越來越受到更多的關注。我國通過采用傳統(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工藝水平的提高，充填開采技術已成蓬勃發(fā)展之勢。現有的 充填支架的頂梁大多是整體頂梁，并在頂梁后部鉸接尾梁，通過尾梁千斤頂的作用實現對 液壓支架后部采空區(qū)的支撐，其缺點在于對后部的支撐力比較小。
發(fā)明內容本實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又能實現對采 空區(qū)進行充填作業(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，實現了人與自然和諧的綠色開采和生態(tài)開采。為實現上述目的，本實用新型采用的技術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、四連桿機構、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相聯接；四連桿機構的上端與前頂梁6、后頂 梁10的鉸接點聯接，其下端與底座20相聯接；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的后部安裝下擋板18。所述四連桿機構包括前連桿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型結構，其兩個上端分別與前頂梁6和后頂梁10相鉸接；四連桿機構位于前立 柱7和后立柱11中間，所述四連桿機構的上連桿9、前連桿22、后連桿21均為箱體結構。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，分別對稱固定在底座20與前頂梁6、后頂梁 10的兩側。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 設置有柱窩。在后頂梁10上設置后滑道千斤頂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為箱體結構，從上擋板14的后端套裝在上擋板14內腔。[0010]所述底座20后部鉸接下擋板18和下擋板千斤頂19，下擋板千斤頂19的一端與底 座20相聯，另一端與下擋板18相鉸接。所述前頂梁6的前端設置有伸縮梁2、伸縮梁千斤頂5、前托板4、護幫板1和護幫 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的后部鉸接護幫千斤頂3 的一端，護幫千斤頂3的另一端與護幫板1的后部相鉸接。在上擋板14和下擋板18兩側通過螺栓31與膠皮帶30相連，膠皮帶30的另一側 用螺栓31與相鄰支架的上擋板14和下擋板18相連。所述后頂梁10的后部可設計為楔形結構。所述工作面非固體充填液壓支架布置實施效果如圖4所示，中間布置數臺中間支 架，中間支架上擋板14和下擋板18兩側通過螺栓31與膠皮帶30相連，膠皮帶的另一側用 螺栓31與相鄰支架的上擋板14和下擋板18相連；在中間支架的兩側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的右側鉸接側上隔板25，在底座20的后部聯接 鉸接底座27，鉸接底座27的右側鉸接側下隔板26 ；在右隔板支架后頂梁10的左側鉸接側 上隔板25，在底座20的后部聯接鉸接底座27，鉸接底座27的左側鉸接側下隔板26。由此 在液壓支架的后部由數臺中間支架的上擋板14和下擋板18，左隔板支架和右隔板支架的 側上隔板25和側下隔板26形成立方體型充填空間。本實用新型的有益效果是本技術除了設置有前頂梁、后頂梁、底座、立柱和四連 桿機構等支護裝置外，還在前頂梁的前端設置有伸縮梁和護幫板，在后頂梁上鉸接上擋板； 在底座上鉸接下擋板；并配套使用左隔板支架和右隔板支架、右隔板支架，最后形成的支護 空間為由數臺中間支架的上擋板和下擋板，左隔板支架和右隔板支架的側上隔板和側下隔 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度的固體，具備了 支撐頂板的作用，實現對采空區(qū)的充填，其設計結構緊湊，可適用于“三下”壓煤工作面的開 米。
本實用新型有以下視圖圖1為本實用新型的結構示意圖。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施效果視圖。
具體實施方式
實施例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和四連桿機構，前頂梁6和后頂梁10均采用整體式高強度箱體焊接結構并設有側 護板；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；四連桿機構由前連桿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型結構，其兩個上端分別與前頂梁6和后頂梁10 相鉸接；后頂梁10前部為高強度箱體焊接結構，中部為帶滑槽的高強度箱體焊接結構，后 部可設計為楔形的高強度箱體焊接結構，這樣既可以保證后頂梁10的強度，又可以增大后 部充填空間，在后頂梁10上設置后滑道千斤頂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，通過在其內注入高水材料凝固成具有一個強度的固體，實現對 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上的滑槽適當移動，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可以繞鉸接點轉動，并實現在工作狀態(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為箱體結構，從上擋板14的后端套裝在上擋板14 內腔，通過操作上擋板伸縮千斤頂16，可以使插板17在上擋板14內腔伸出或縮回，配合上 擋板14的轉動，以適應不同高度的工況。在底座20的后部鉸接下擋板18和下擋板千斤頂 19的一端，下擋板千斤頂19的另一端與下擋板18相連，使得下擋板18可以繞鉸接點適度 轉動，配合上擋板14 一起適應支架不同高度的工況。在本實施例中，所述前立柱7和后立柱11均為兩根，分別對稱位于底座20和前頂 梁6、后頂梁10的兩側，改變了以往液壓支架前立柱和后立柱支撐一個整體頂梁，通過整體 頂梁后部鉸接尾梁和尾梁千斤頂，在尾梁千斤頂的作用下支撐液壓支架后部采空區(qū)的支撐 型式，將整體頂梁設計為斷梁結構——前頂梁6和后頂梁10，前頂梁6和后頂梁10共用一 個鉸接點與四連桿機構的上連桿機構的上端鉸接在一起，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，實現對頂板的支撐；四連桿機構位于前立柱7和后立柱 11之間；前連桿22、后連桿21分別為獨立的高強度箱體焊接結構，前連桿22、后連桿21和 上連桿9所形成的四連桿機構處于左右兩排立柱之間，使得液壓支架結構件合理緊湊的布 置。在本實施例中，所述前頂梁6的前端還設置有伸縮梁2、伸縮梁千斤頂5、護幫板1、 護幫千斤頂3和前托板4 ；伸縮梁2的兩側設置為箱體結構，中間為板式結構，套入前頂梁6 兩側形成的箱體內腔，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的動作，可使伸縮梁2在前頂梁6的箱體內 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，在前托板4的后部固定護幫千斤頂3的一端，護幫千斤頂3的另一端鉸接在護幫板1 的后端，通過護幫千斤頂3支撐護幫板1，護幫板1可以在前頂梁6的前端起支護作用并可 防止煤壁片幫。所述底座20采用帶過橋開襠式高強度箱體焊接結構，其直接作用于工作面 底板上，在底座20的開襠處還設有推桿24和推移千斤頂23，推桿24的前端設有連接頭與 工作面的運輸機相連接，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置有柱窩，以使鉸鏈連接活動自如。在本實施例中僅通過中間支架不能實現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、右兩側形成支撐。如圖4所示的工 作面液壓支架實施效果圖，左隔板支架位于數臺中間支架的左側，在左隔板支架后頂梁10 的右側鉸接側上隔板25，側上隔板25和后頂梁10之間通過側上隔板千斤頂29相連接，使 得側上隔板可以繞鉸接點適度轉動，又可保證在工作狀態(tài)側上隔板25保持豎直布置；在底 座20的后部聯接鉸接底座27，鉸接底座27的右側鉸接側下隔板26，鉸接底座27和側下隔 板26之間通過側下隔板千斤頂28相連接，可以操作側下隔板千斤頂28使側下隔板26繞 鉸接點適度轉動滿足支架不同高度的需要，并配合側上隔板25 —起保證支架在工作狀態(tài) 側上隔板25和側下隔板26保持豎直布置。這樣由中間支架的上擋板14和下擋板18，左隔 板支架和右隔板支架的側上隔板25和側下隔板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和下擋板18的兩側開螺紋孔，并用螺栓31和膠 皮帶30將兩支架連接，左隔板支架、右隔板支架的側上隔板25和側下隔板26的兩側也分 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、四連桿機構、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)相聯接；四連桿機構的上端與前頂梁(6)、后頂梁(10)的鉸接點聯接，其下端與底座(20)相聯接；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)的后部安裝下擋板(18)。
2.根據權利要求1所述的工作面非固體充填液壓支架，其特征是四連桿機構包括前 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 機構位于前立柱(7)和后立柱(11)中間，所述四連桿機構的上連桿(9)、前連桿(22)、后連 桿(21)均為箱體結構。
3.根據權利要求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.根據權利要求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，分別對稱固定在底座(20)與前頂梁(6)、后頂梁(10)的兩側；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置有 柱窩。
5.根據權利要求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.根據權利要求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)為箱體結構，從上擋板(14)的后端套裝在上擋板(14)內腔。
7.根據權利要求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 接下擋板(18)和下擋板千斤頂(19)，下擋板千斤頂(19)的一端與底座(20)相聯，另一端 與下擋板(18)相鉸接。
8.根據權利要求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 端設置有伸縮梁(2)、伸縮梁千斤頂(5)、前托板(4)、護幫板(1)和護幫千斤頂(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)的后部鉸接護幫板千斤頂 ⑶的一端，護幫千斤頂⑶的另一端與護幫板⑴的后部相鉸接。
9.根據權利要求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)和下擋 板(18)兩側通過螺栓(31)與膠皮帶(30)相連，膠皮帶(30)的另一側用螺栓(31)與相鄰 支架的上擋板(14)和下擋板(18)相連。
10.根據權利要求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 楔形結構。
專利摘要本實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，其下端與底座相聯接；四連桿機構的上端與前頂梁、后頂梁的鉸接點聯接，其下端與底座相聯接；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擋板。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度的固體，具備了支撐頂板的作用，實現對采空區(qū)的充填，其設計結構緊湊，可適用于各種厚度煤層工作面的開采。
文檔編號E21D23/04GK201714412SQ20102014004
公開日2011年1月19日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權日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, 紀茂峰, 董潤滋 申請人:冀中能源機械裝備有限公司邢臺機械廠