專利名稱：一種高位放頂煤充填采煤液壓支架及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高位放頂煤充填采煤液壓支架及方法，尤其適用于礦山綜合機(jī)械化高位放頂煤充填采煤工作面同時(shí)進(jìn)行支護(hù)、采煤、放煤和充填的液壓支架。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)對(duì)煤炭資源的需求逐年增大，煤炭開采的步伐日益加快，越來(lái)越多的礦井面臨著資源枯竭問(wèn)題。為解決“三下”壓煤?jiǎn)栴}，我國(guó)通過(guò)采用傳統(tǒng)的條帶開 采、搬遷村莊、充填開采等多種技術(shù)措施解放“三下”壓煤，提高煤炭采出率。近年來(lái)綜采充填技術(shù)發(fā)展迅速，綜采充填液壓支架的運(yùn)用大大提高了采煤工藝水平?，F(xiàn)階段，許多煤礦“三下”壓煤煤層較厚，由于受到綜采充填采高的限制不得不使用分層開采，極大的限制了煤炭開采速度和煤炭回收率，如何簡(jiǎn)單、快捷、高效地實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化放頂煤充填開采是一大難題。另外，在厚松散煤層采用高位放頂煤充填開采，對(duì)實(shí)現(xiàn)放煤、充填在空間上的分離作業(yè)，提高頂煤回收率，降低混矸率、控制地表沉陷等都有重要意義。因此，研制一種在綜放工作面維護(hù)采煤工作面空間安全，又能實(shí)現(xiàn)高位放頂煤開采和采空區(qū)完全充填的支架作為實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的關(guān)鍵之一，具有重要的實(shí)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資少、解決“三下”煤炭回收的集支護(hù)、采煤、放煤和充填于一體的高位放頂煤充填采煤液壓支架及方法。本發(fā)明的高位放頂煤充填采煤液壓支架，包括前頂梁、設(shè)在前頂梁前部的前探梁、與前頂梁相連的中頂梁，中頂梁上鉸接有可上下擺動(dòng)的后頂梁，后頂梁上設(shè)有伸縮式的推壓板，前探梁的前端設(shè)有護(hù)幫板，前頂梁下設(shè)有前立柱、四連桿機(jī)構(gòu)和中立柱，中頂梁的后部設(shè)有后立柱，中頂梁下部設(shè)有充填輸送機(jī)，底座的尾部設(shè)有充填推壓裝置，所述的中頂梁上設(shè)有放煤口，放煤口上設(shè)有由油缸控制放煤口開關(guān)的伸縮插板，放煤口的落煤口處設(shè)有噴霧降塵裝置，放煤口的下部位于中立柱和后立柱之間設(shè)有后部刮板輸送機(jī)，后部刮板輸送機(jī)的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有導(dǎo)煤板。所述的噴霧降塵裝置包括導(dǎo)水管和設(shè)在導(dǎo)水管上的多個(gè)水霧噴頭；所述設(shè)在后部刮板輸送機(jī)兩側(cè)的導(dǎo)煤板的角度可調(diào)節(jié)；所述放煤口的兩側(cè)分別設(shè)有固定在中頂梁與底座之間的擋簾。利用上述液壓支架實(shí)現(xiàn)的高位放頂煤充填采煤方法，包括在前頂梁、中頂梁和后頂梁的三頂梁結(jié)構(gòu)支護(hù)下，承載頂板壓力，控制充填前的煤層頂板的下沉量，在采煤機(jī)割煤移架后，控制設(shè)在中頂梁上的液壓油缸打開放煤口，使破碎頂煤從放煤口中落下，進(jìn)入后部刮板輸送機(jī)中輸出，實(shí)現(xiàn)高位放煤；
高位放煤的同時(shí)，打開噴霧降塵裝置，對(duì)放煤過(guò)程中產(chǎn)生的煤塵實(shí)施降塵，設(shè)在放煤口兩側(cè)的擋簾對(duì)煤塵進(jìn)行隔離；高位放煤過(guò)程中，設(shè)在后部刮板輸送機(jī)兩側(cè)的導(dǎo)煤板將煤導(dǎo)入后部刮板輸送機(jī)內(nèi)，根據(jù)落煤的實(shí)際情況對(duì)導(dǎo)煤板的傾斜角度進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)放落頂煤流向的控制，放煤作業(yè)完成后，關(guān)閉放煤ロ ；
在高位放煤的同時(shí)，通過(guò)充填運(yùn)輸機(jī)將充填物料投放進(jìn)入采空區(qū)，在堆積過(guò)程中，由充填推壓裝置通過(guò)推壓板對(duì)下部充填物料進(jìn)行推壓，在下部推壓密實(shí)后，將下部堆積的充填物料向上部推送，再由設(shè)在后頂梁上的推壓板對(duì)高位充填物料進(jìn)行推壓，實(shí)現(xiàn)高位充填物料的接頂，隨著采煤工作面的推進(jìn)，完成工作面的放煤、充填的連續(xù)作業(yè)。有益效果本發(fā)明的不僅可以對(duì)綜放工作面進(jìn)行支護(hù)、高位放煤，在放煤的同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)采空區(qū)的完全充填，并進(jìn)行分階段夯實(shí)，放煤與充填同時(shí)進(jìn)行，不受影響，省時(shí)省力，極大的提高了生產(chǎn)效率。在高位放煤過(guò)程中通過(guò)擋簾和噴霧降塵裝置對(duì)頂煤放落過(guò)程中產(chǎn)生的煤塵進(jìn)行處理，導(dǎo)煤板的導(dǎo)向作用提高了放落頂煤的回收率。綜放采空區(qū)充填后，有效地防治了矸石山堆積的占地和環(huán)境污染問(wèn)題，控制地表變形，提高回采率，減少地表下沉對(duì)面建筑物(構(gòu)筑物)的影響。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方法簡(jiǎn)便，投資少，容易操作，充填效果好，具有廣泛的實(shí)用性。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的放煤ロ結(jié)構(gòu)示意圖。圖中ト護(hù)幫板，2-前探梁，3-前頂梁，4-擋簾，5-噴霧降塵裝置，6-放煤ロ，7-中頂梁，8-充填輸送機(jī)，9-后頂梁，10-推壓板，11-采煤機(jī)，12-前部刮板輸送機(jī)，13-前立柱， 14-底座，15-四連桿機(jī)構(gòu)，16-中立柱，17-導(dǎo)煤板，18-后部刮板輸送機(jī)，19-后立柱，20-充填推壓裝置，21 —伸縮插板。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)ー步的描述
圖I、圖2所示，高位放頂煤充填采煤液壓支架主要由前頂梁3、噴霧降塵裝置5、中頂梁7、充填輸送機(jī)8、后頂梁9、前立柱13、底座14、四連桿機(jī)構(gòu)15、中立柱16、后立柱19、充填推壓裝置20構(gòu)成。其中前探梁2設(shè)在前頂梁3前部，前探梁2前端設(shè)有護(hù)幫板1，前頂梁3連接中頂梁7，中頂梁7上鉸接有可上下擺動(dòng)的后頂梁9，后頂梁9上設(shè)有伸縮式的推壓板10，前頂梁3下設(shè)置前立柱13、四連桿機(jī)構(gòu)15和中立柱16，中頂梁7的后部設(shè)置后立柱19，中頂梁7下部設(shè)置充填輸送機(jī)8，底座14的尾部設(shè)有充填推壓裝置20，充填推壓裝置20由鉸接在底座上的伸縮油缸、設(shè)在伸縮油缸活塞桿上的推壓板10和支撐在伸縮油缸下的伸縮桿構(gòu)成。所述的中頂梁7上設(shè)有放煤ロ 6，所述放煤ロ 6的兩側(cè)分別設(shè)有固定在中頂梁7與底座14之間的擋簾4。放煤ロ 6上設(shè)有由液壓油缸控制放煤ロ開關(guān)的伸縮插板21，液壓油缸設(shè)在中頂梁7上，放煤ロ 6的落煤ロ處設(shè)置噴霧降塵裝置5，所述的噴霧降塵裝置5包括導(dǎo)水管和設(shè)在導(dǎo)水管上的多個(gè)水霧噴頭。放煤ロ 6的下部位于中立柱16和后立柱19之間設(shè)有后部刮板輸送機(jī)18，后部刮板輸送機(jī)18的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有導(dǎo)煤板17，所述設(shè)在后部刮板輸送機(jī)18兩側(cè)的導(dǎo)煤板17的角度可調(diào)節(jié)。利用上述液壓支架實(shí)現(xiàn)高位放頂煤充填采煤方法，包括在前頂梁3、中頂梁7和后頂梁9的三頂梁結(jié)構(gòu)支護(hù)下，承載頂板壓力，控制充填前的煤層頂板的下沉量，在采煤機(jī)割煤后，將高位放頂煤充填采煤液壓支架向煤壁方向移架，然后通過(guò)控制設(shè)在中頂梁7上的液壓油缸打開放煤口 6，使破碎頂煤從放煤口 6中落下，進(jìn)入后部刮板輸送機(jī)18中輸出，實(shí)現(xiàn)高位放煤；高位放煤的同時(shí)，打開噴霧降塵裝置5，對(duì)放煤過(guò)程中產(chǎn)生的煤塵實(shí)施降塵，設(shè)在放煤口 6兩側(cè)的擋簾4對(duì)煤塵進(jìn)行隔離；高位放煤過(guò)程中，設(shè)在后部刮板輸送機(jī)18兩側(cè)的導(dǎo)煤板17將煤導(dǎo)入后部刮板輸送機(jī)18內(nèi)，根據(jù)落煤的實(shí)際情況對(duì)導(dǎo)煤板17的傾斜角度進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)放落頂煤流向的控制，放煤作業(yè)完成后，關(guān)閉放煤口 6 ;在高位放煤的同時(shí)，通過(guò)充填運(yùn)輸機(jī)8將充填物料投放進(jìn)入采空區(qū)，在充填物料堆積過(guò)程中，由充填推壓裝置20通過(guò)推壓板10對(duì)下部充填物料進(jìn)行推壓，在下部推壓密實(shí)后，將下部堆積的充填物料向上部推送，隨著物料向高位堆積到達(dá)一定高度后，再通過(guò)設(shè)在后頂梁9上的推壓板10 對(duì)高位充填物料進(jìn)行推壓，實(shí)現(xiàn)充填料在高位放頂煤充填采煤液壓支架后部接頂，從而實(shí)現(xiàn)完全充填。隨著采煤工作面的推進(jìn)，完成工作面的放煤、充填的連續(xù)作業(yè)。綜放充填采煤液壓支架不僅可以維護(hù)工作面正常采煤的工作空間，實(shí)現(xiàn)工作面前方采煤，還可在后部放煤的同時(shí)，對(duì)采空區(qū)實(shí)施充填，并對(duì)充填體進(jìn)行壓實(shí)接頂。
權(quán)利要求
1.一種高位放頂煤充填采煤液壓支架，包括前頂梁(3)、設(shè)在前頂梁(3)前部的前探梁(2)、與前頂梁(3)相連的中頂梁(7)，中頂梁(7)鉸接有可上下擺動(dòng)的后頂梁(9)，后頂梁(9)上設(shè)有伸縮式的推壓板(10)，前探梁(2)的前端設(shè)有護(hù)幫板(1)，前頂梁(3)下設(shè)有前立柱(13)、四連桿機(jī)構(gòu)(15)和中立柱(16)，中頂梁(7)的后部設(shè)有后立柱(19)，中頂梁(7)下部設(shè)有充填輸送機(jī)(8)，底座(14)的尾部設(shè)有充填推壓裝置(20)，其特征在于所述的中頂梁(7)上設(shè)有放煤口(6)，放煤口(6)上設(shè)有由油缸控制放煤口開關(guān)的伸縮插板(21)，放煤口(6)的落煤口處設(shè)有噴霧降塵裝置(5)，放煤口(6)的下部位于中立柱(16)和后立柱(19 )之間設(shè)有后部刮板輸送機(jī)(18 ),后部刮板輸送機(jī)(18 )的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有導(dǎo)煤板(17 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高位放頂煤充填采煤液壓支架，其特征在于所述的噴霧降塵裝置(5)包括導(dǎo)水管和設(shè)在導(dǎo)水管上的多個(gè)水霧噴頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高位放頂煤充填采煤液壓支架，其特征在于所述設(shè)在后部刮板輸送機(jī)(18)兩側(cè)的導(dǎo)煤板(17)的角度可調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高位放頂煤充填采煤液壓支架，其特征在于所述放煤口(6)的兩側(cè)分別設(shè)有固定在中頂梁(7)與底座(14)之間的擋簾(4)。
5.一種如權(quán)利要求1、2、3或4所述液壓支架的高位放頂煤充填采煤方法，包括在前頂梁(3)、中頂梁(7)和后頂梁(9)的三頂梁結(jié)構(gòu)支護(hù)下，承載頂板壓力，控制充填前的煤層頂板的下沉量，其特征在于在采煤機(jī)割煤移架后，控制設(shè)在中頂梁(7)上的液壓油缸打開放煤口(6)，使破碎頂煤從放煤口(6)中落下，進(jìn)入后部刮板輸送機(jī)(18)中輸出，實(shí)現(xiàn)高位放煤； 高位放煤的同時(shí)，打開噴霧降塵裝置(5)，對(duì)放煤過(guò)程中產(chǎn)生的煤塵實(shí)施降塵，設(shè)在放煤口(6)兩側(cè)的擋簾(4)對(duì)煤塵進(jìn)行隔離； 高位放煤過(guò)程中，設(shè)在后部刮板輸送機(jī)(18)兩側(cè)的導(dǎo)煤板(17)將煤導(dǎo)入后部刮板輸送機(jī)(18)內(nèi)，根據(jù)落煤的實(shí)際情況對(duì)導(dǎo)煤板(17)的傾斜角度進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)放落頂煤流向的控制，放煤作業(yè)完成后，關(guān)閉放煤口(6)； 在高位放煤的同時(shí)，通過(guò)充填運(yùn)輸機(jī)(8)將充填物料投放進(jìn)入采空區(qū)，在堆積過(guò)程中，由充填推壓裝置(20 )通過(guò)推壓板(10 )對(duì)下部充填物料進(jìn)行推壓，在下部推壓密實(shí)后，將下部堆積的充填物料向上部推送，再由設(shè)在后頂梁(9)上的推壓板(10)對(duì)高位充填物料進(jìn)行推壓，實(shí)現(xiàn)高位充填物料的接頂，隨著采煤工作面的推進(jìn)，完成工作面的放煤、充填的連續(xù)作業(yè)。
全文摘要
一種高位放頂煤充填采煤液壓支架及方法，包括前頂梁，中頂梁，后頂梁，設(shè)在前頂梁前部的前探梁，設(shè)在前探梁前端的護(hù)幫板，支撐頂梁的立柱，底座，設(shè)在中頂梁中部的放煤口，設(shè)在中頂梁下部放煤口兩側(cè)的噴霧降塵裝置和其外側(cè)的前后擋簾，設(shè)在放煤口下方底座上的后部刮板輸送機(jī)，設(shè)在后部刮板輸送機(jī)兩側(cè)的導(dǎo)煤板，設(shè)在底座尾部的充填推壓裝置。該設(shè)備不僅可以對(duì)綜放開采工作面進(jìn)行支護(hù)，還可以實(shí)現(xiàn)支架正常放煤和采空區(qū)的完全充填。其放煤與充填作業(yè)在空間上完全分離，支架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性、可操作性強(qiáng)，容易操作，充填效果好，具有廣泛的實(shí)用性。
文檔編號(hào)E21D23/16GK102704974SQ20121022050
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者嚴(yán)圣平, 張帆, 張秀全, 趙國(guó)貞, 馬云靖, 馬占國(guó), 黃志敏, 龔鵬 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)