專利名稱:沿空留巷作業(yè)模架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤礦井下采煤用的支護(hù)裝置，特別是一種適用于任何形式的沿空留巷、巷旁充填等采區(qū)正常采煤支護(hù)作業(yè)的同時(shí)，在采空區(qū)的巷道一側(cè)構(gòu)筑充填墻體的沿空留巷作業(yè)模架。該裝置屬于煤炭開采機(jī)械制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，國內(nèi)、外對無煤柱開采(也稱沿空留巷、巷旁充填或Y型通風(fēng))，通用流行的煤層開采工作面的回采采煤方法是沿空留巷充填支護(hù)方法，例如專利公開號為CN101117890A的“沿空留巷巷幫支護(hù)法”，就公開了一種在巷道一側(cè)構(gòu)筑墻體的方法。 該方法中主要陳述了構(gòu)筑墻體的材料和墻體的結(jié)構(gòu)，并沒有涉及如何在充填過程中使用能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)的充填模板和支護(hù)裝置。還有公開號為CN101033689A的“一種煤礦井下無煤柱回收方法”中，公開了一種先留設(shè)煤柱，然后開設(shè)通風(fēng)鉆孔，最終回收煤柱的方法。這種在煤柱中鉆孔通風(fēng)的方法，只有在煤的硬度較大的情況下才有可能實(shí)施，而且還有一定的通風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)，該方法中對煤柱的后期回收也存在回采巷道布置困難等實(shí)際問題。
本發(fā)明人曾針對現(xiàn)有采煤方法存在的問題，設(shè)計(jì)出如專利公開號為CN101289939A 的“沿空留巷綜合支護(hù)裝置”，提供了完整的沿空留巷充填支護(hù)方法及設(shè)備來實(shí)現(xiàn)膏體混凝土在機(jī)械化充填模板中凝固成型，并且實(shí)現(xiàn)對充填區(qū)域?qū)嵤C(jī)械化支護(hù)。但是它是一種由三個(gè)獨(dú)立設(shè)備配合分別作用于充填墻體前、左、右側(cè)，這種方式導(dǎo)致每次脫模移架后，重新立模時(shí)，設(shè)備之間的縫隙難以處理，膏體的流動(dòng)性較好，導(dǎo)致外溢和對設(shè)備損壞比較嚴(yán)重。 因此，現(xiàn)有采煤支護(hù)裝置無法將充填模板和生產(chǎn)支護(hù)獨(dú)立開，不能形成模板和支護(hù)支架的相對獨(dú)立，難以實(shí)現(xiàn)充填體模板的整體性和現(xiàn)場的實(shí)用性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種沿空留巷作業(yè)模架，它有效地克服了現(xiàn)有支護(hù)裝置存在的模板整體性不強(qiáng)，導(dǎo)致膏體外溢和損壞設(shè)備等缺點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，操作安全、方便，使立模和移模裝置既相互獨(dú)立，又互相銜接，既能掩護(hù)并配合工作面運(yùn)輸機(jī)、采煤機(jī)、工作面液壓支架等進(jìn)行正常采煤和頂板支護(hù)并行作業(yè)，顯著提高其整體性和機(jī)械化程度，又能在巷旁隔離采空區(qū)形成充填模腔，掩護(hù)膏體混凝土在充填模腔內(nèi)凝固硬化，隨著工作面的向前推進(jìn)，在巷旁采空區(qū)上、下頂板之間形成一道條帶狀規(guī)則墻體。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是沿空留巷作業(yè)模架，包括沿工作面鋪設(shè)的運(yùn)輸機(jī)、與運(yùn)輸機(jī)相連接的普通工作面液壓支架、由頂梁和底座并通過四連桿機(jī)構(gòu)連接和液壓立柱支撐構(gòu)成的擋板支架、沿采空區(qū)留砌充填墻的墻體正前方設(shè)置的充填模箱，其技術(shù)要點(diǎn)是所述擋板支架的底座通過液壓缸和連接頭與所述充填模箱相連，擋板支架靠采空區(qū)一側(cè)的后部設(shè)置移動(dòng)式上擋板和下檔板，所述上擋板和下檔板延伸至所述充填模箱的外側(cè)與采空區(qū)之間，并且與充填模箱的重合搭接長度不小于擋板支架的一個(gè)移架步距，所述頂梁尾端鉸接在內(nèi)設(shè)伸縮梁的后頂梁端部，頂梁底部與底座后部通過液壓立柱鉸接在一起，在伸縮梁下部的后頂梁箱體內(nèi)，設(shè)置與側(cè)護(hù)板鉸接的側(cè)推液壓缸和側(cè)推導(dǎo)桿；所述充填模箱的前下模箱通過模箱液壓缸與前上模箱相連，巷側(cè)下模箱通過模箱液壓缸與巷側(cè)上模箱相連，空側(cè)下模箱通過模箱液壓缸與空側(cè)上模箱相連。
所述充填模箱的前下模箱的兩端分別設(shè)有鉸接孔，所述巷側(cè)下模箱的一端設(shè)有鉸接耳板，所述鉸接耳板通過兩個(gè)銷軸與所述前下模箱的靠巷道一端相連接；所述空側(cè)下模箱和空側(cè)上模箱采用一端敞開的中空結(jié)構(gòu)，敞開端設(shè)有鉸接耳板，所述鉸接耳板通過兩個(gè)銷軸與所述前下模箱的工作面一端相連接。
所述頂梁和后頂梁的箱體采用邊緣帶有間隔布置的銷孔的蓋板，所述頂梁和后頂梁的側(cè)面箱體上固定有一條與蓋板上的銷孔一一對應(yīng)的帶銷孔的連接板。
所述上檔板的頂端帶有一條狀掛板，其上的銷孔位置與所述連接板和蓋板上的銷孔相對應(yīng)，所述掛板置于蓋板和連接板之間，通過銷軸將蓋板、掛板和連接板連接起來，并用U形卡固定。
所述上檔板內(nèi)側(cè)的墊塊通過調(diào)整墊塊和橡膠墊塊以及螺栓與所述頂梁和后頂梁的箱體側(cè)板上的螺栓孔固定。
所述底座后部鉸接箱式小底座，所述底座的側(cè)面上部邊緣和所述箱式小底座的側(cè)面上部及后部邊緣設(shè)有帶間隔螺栓孔的連接板，以及垂直于側(cè)面的輔助連接板，所述下檔板的墊塊與所述連接板上的螺栓孔對齊后，用螺栓將所述下檔板分別固定在所述底座和小底座上，所述底座和小底座上的輔助連接板與所述下檔板內(nèi)側(cè)的耳板通過銷軸連接。
所述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，布置在底座中間的所述推桿末端與所述推移液壓缸連接，前端與所述連接頭連接。
本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)及積極效果是由于本發(fā)明采用組合式擋板支架和充填模箱構(gòu)成沿空留巷作業(yè)模架，綜合利用了成熟的回采工藝和裝備技術(shù)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，所以能夠充分發(fā)揮墻體充填模板和采煤生產(chǎn)支架的配合并行作業(yè)優(yōu)勢。因其將充填模板和采煤支護(hù)這兩大功能有機(jī)結(jié)合起來，使得在這一模架內(nèi)，機(jī)械化的立模和移模與前方的采煤和頂板支護(hù)是相互獨(dú)立，互不影響，但又互相銜接，故顯著提高其整體性和機(jī)械化程度，從而有效地克服了現(xiàn)有支護(hù)裝置存在的模板整體性不強(qiáng)，導(dǎo)致膏體外溢和損壞設(shè)備等缺點(diǎn)。它能與工作面運(yùn)輸機(jī)、采煤機(jī)、工作面支架等同時(shí)進(jìn)行采煤和頂板支護(hù)配合并行作業(yè)，能夠?qū)崿F(xiàn)無煤柱開采，且作業(yè)安全，操作方便。它可以在巷旁需要構(gòu)筑充填墻的區(qū)域內(nèi)，既能形成隔離采空區(qū)、掩護(hù)混凝土充填墻使其凝固硬化成規(guī)則墻體，又能掩護(hù)并配合工作面運(yùn)輸機(jī)、采煤機(jī)和液壓支架等進(jìn)行正常采煤生產(chǎn)。因此，可以廣泛適用于各類形式的沿空留巷、巷旁充填工藝系統(tǒng)。


以下結(jié)合附圖對本發(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1中充填模箱的A向視圖。
圖3是圖2的右視圖。
圖4是圖3的俯視圖。
圖5是圖4中的D部局部放大視圖。[0019]圖6是圖4中的E部局部放大視圖。
圖7是圖1沿B-B線的剖視圖。
圖8是圖1沿C-C線的剖視圖。
圖9是圖8中的一種檔板支架的左視圖。
圖10是圖9的F部局部放大視圖。
圖11是圖9的G部局部放大視圖。
圖12是圖8中檔板支架的后頂梁的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中序號說明1擋板支架、2充填模箱、3普通工作面液壓支架、4運(yùn)輸機(jī)、5煤層、 6采空區(qū)、7充填墻體、8巷道、9液壓缸、10連接頭、11巷側(cè)上模箱、12前上模箱、13空側(cè)上模箱、14模箱液壓缸、15巷側(cè)下模箱、16前下模箱、17空側(cè)下模箱、18銷軸、19連接銷孔、20 加強(qiáng)筋、21板條狀滑道、22板條狀滑道、23頂梁、M后頂梁、25底座、沈液壓立柱、27四連桿機(jī)構(gòu)、觀液壓立柱、四箱式小底座、30上擋板、31下檔板、32推移液壓缸、33推桿、34連接頭、35連接板、36輔助連接板、37連接板、38螺栓孔、39側(cè)推液壓缸、40側(cè)推導(dǎo)桿、41伸縮梁、42伸縮液壓缸、43側(cè)護(hù)板、44蓋板、45掛板、46銷軸、47墊塊、48螺栓、49橡膠墊塊、50 調(diào)整墊塊、51耳板、52銷軸、53墊塊、M螺栓。
具體實(shí)施方式
根據(jù)圖1 2詳細(xì)說明本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)。
該沿空留巷模架配合沿工作面鋪設(shè)的運(yùn)輸機(jī)4和普通工作面液壓支架3 —起工作，可布置在運(yùn)輸機(jī)4的機(jī)頭或機(jī)尾、充填墻體7的前方。它可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置成包括一架或多架擋板支架1和一套充填模箱2。其擋板支架1的底座25通過液壓缸9和連接頭10與充填模箱2的前下模箱16上的連接板相連，擋板支架1靠采空區(qū)6的一側(cè)后部的上擋板30和下檔板31延伸至充填模箱2的外側(cè)與采空區(qū)6之間，并且與充填模箱2的重合搭接長度不小于擋板支架1的一個(gè)移架步距。擋板支架1的推桿33可以通過連接頭34 與運(yùn)輸機(jī)4相連。
充填模箱2位于充填墻體7正前方和擋板支架1后方的前下模箱16通過模箱液壓缸14與前上模箱12相連；位于充填墻體7與巷道8之間的巷側(cè)下模箱15通過模箱液壓缸14與巷側(cè)上模箱11相連；位于充填墻體7與采空區(qū)6之間的空側(cè)下模箱17通過模箱液壓缸14與空側(cè)上模箱13相連，前下模箱16的兩端分別設(shè)有鉸接孔，巷側(cè)下模箱15的一端設(shè)有鉸接耳板，每個(gè)鉸接耳板通過一個(gè)或兩個(gè)銷軸18與前下模箱16的靠巷道8 一端相連接；空側(cè)下模箱17和空側(cè)上模箱13是一端敞開的中空結(jié)構(gòu)，可容納人員進(jìn)出，敞開端設(shè)有鉸接耳板，每個(gè)鉸接耳板通過一個(gè)或兩個(gè)銷軸18與前下模箱16的靠工作面一端相連接。 上述的上、下模箱的滑動(dòng)配合面上設(shè)有板條狀滑道21、22，與充填墻體7的接觸面除外。
擋板支架1的頂梁23和底座25之間通過四連桿機(jī)構(gòu)27連接和液壓立柱沈支撐， 頂梁23尾端鉸接后頂梁M，其底部通過液壓立柱觀與底座25后部相連，后頂梁M內(nèi)設(shè)伸縮梁41，通過伸縮液壓缸42與后頂梁M連接，在伸縮梁41下部的后頂梁M箱體內(nèi)，設(shè)有側(cè)推液壓缸39和側(cè)推導(dǎo)桿40，側(cè)推液壓缸39和側(cè)推導(dǎo)桿40的一端鉸接側(cè)護(hù)板43 ；頂梁23 和后頂梁M的箱體采用邊緣帶有間隔布置的銷孔的蓋板44，頂梁23和后頂梁M的側(cè)面箱體上固定有一條與蓋板44上的銷孔一一對應(yīng)的帶銷孔的連接板37，上檔板30的頂端帶有一條狀掛板45，其上的銷孔位置與連接板37和蓋板44上的銷孔相對應(yīng)，掛板45置于蓋板 44和連接板37之間，通過銷軸46將蓋板44、掛板45和連接板37連接起來，并用U形卡固定；連接后，將上檔板30內(nèi)側(cè)的墊塊47通過調(diào)整墊塊50和橡膠墊塊49以及螺栓48與頂梁 23和后頂梁M的箱體側(cè)板上的螺栓孔38固定；底座25后部鉸接箱式小底座四，安裝后其側(cè)面與底座側(cè)面在同一與采空區(qū)相鄰的平面內(nèi)，底座25的側(cè)面上部邊緣和箱式小底座四的側(cè)面上部及后部邊緣設(shè)有帶間隔螺栓孔的連接板35，以及垂直于側(cè)面的輔助連接板36， 下檔板31的墊塊53與連接板35上的螺栓孔對齊后用螺栓M將下檔板31分別固定在底座25和小底座四上，底座25和小底座四上的輔助連接板36與下檔板31內(nèi)側(cè)的耳板51 通過銷軸52連接。組裝在底座25中間的推移液壓缸32 —端與底座25鉸接、另一端與推桿33鉸接，布置在底座25中間的推桿33末端與推移液壓缸32連接，前端與連接頭34連接。
具體操作步驟是所采用的運(yùn)輸機(jī)4、采煤機(jī)和工作面液壓支架3的布置情況與一般煤礦回采工作面的設(shè)備布置相同。在工作面端頭巷道8內(nèi)沿采空區(qū)6留砌充填墻體7的正前方，布置充填模箱2，充填模箱2的大小根據(jù)所留砌墻體的寬度和高度進(jìn)行設(shè)計(jì)，并根據(jù)充填模箱2的寬度、端頭區(qū)域支護(hù)條件和運(yùn)輸機(jī)4的推移能力決定其前方布置幾架擋板支架1。
本實(shí)施例中，充填模箱2的前面布置兩架擋板支架1，擋板支架1的底座25通過液壓缸9和連接頭10與充填模箱2相連，擋板支架1的推桿33通過連接頭34與運(yùn)輸機(jī)4相連。各部件按照前述內(nèi)容連接好以后，即可開始充填與采煤作業(yè)。
默認(rèn)初始狀態(tài)為擋板支架1和工作面都支撐住頂板，擋板支架1的推桿33為縮回狀態(tài)，充填模箱2與擋板支架1之間的液壓缸9為收回狀態(tài)，充填模箱2在模箱液壓缸14 的作用下，將巷側(cè)上模箱11、前上模箱12和空側(cè)上模箱13分別支撐住頂板。此時(shí)向充填模箱2內(nèi)的由巷側(cè)上、下模箱11、15，前上、下模箱12、16和空側(cè)上、下模箱13、17圍成的矩形區(qū)域內(nèi)灌注充填料。充填完畢后，充填模箱2保持不動(dòng)，等待充填料初凝。同時(shí)，工作面進(jìn)行正常采煤作業(yè)。
采煤一個(gè)循環(huán)后，擋板支架1不動(dòng)，在推移液壓缸32的作用下，推桿33伸出，運(yùn)輸機(jī)4被向前推移一個(gè)步距，同時(shí)頂梁23前端的伸縮梁41伸出，進(jìn)行第二個(gè)采煤循環(huán)。
第二個(gè)采煤循環(huán)結(jié)束后，擋板支架1的液壓立柱沈收回少許，至其頂梁23稍稍脫離頂板，在推移液壓缸32作用下，推桿33收回。擋板支架1向前移動(dòng)一個(gè)步距，液壓立柱 26升起，擋板支架1重新支撐頂板；同時(shí)，擋板支架1底座25后方的液壓缸9伸出，保持充填模箱2原地不動(dòng)，并將后頂梁M內(nèi)的伸縮梁41伸出，支護(hù)擋板支架1與充填模箱2之間的空頂，擋板支架1頂梁23前端的伸縮梁41縮回；然后在推移液壓缸32作用下，推桿33 伸出，將運(yùn)輸機(jī)4推出一個(gè)步距，進(jìn)行第三個(gè)采煤循環(huán)。
第三個(gè)采煤循環(huán)結(jié)束后，充填模箱2內(nèi)的充填料完成初凝，具備移模條件，操縱降低模箱液壓缸14，使巷側(cè)上模箱11、前上模箱12和空側(cè)上模箱13脫離頂板，收回液壓缸9 和后頂梁M內(nèi)的伸縮梁41，使充填模箱2向前拉移一個(gè)步距。
擋板支架1的液壓立柱沈收回少許，至其頂梁23稍稍脫離頂板，在推移液壓缸32 作用下，推桿33收回，擋板支架1向前移動(dòng)一個(gè)步距，液壓立柱沈升起，擋板支架1重新支撐頂板；同時(shí)保持液壓缸9和后頂梁M的收回狀態(tài)，則充填模箱2又向前移動(dòng)了一個(gè)步距。[0038]再操縱推移液壓缸32，將運(yùn)輸機(jī)4向前推出一個(gè)步距，然后重復(fù)上一步驟，則使擋板支架1和充填模箱2再向前移動(dòng)一個(gè)步距，然后升起模箱液壓缸14，使巷側(cè)上模箱11、前上模箱I2和空側(cè)上模箱13支撐頂板。
至此，完成三個(gè)采煤循環(huán)和一次充填，為下一次充填和凝固做好準(zhǔn)備。
權(quán)利要求
1.一種沿空留巷作業(yè)模架，包括沿工作面鋪設(shè)的運(yùn)輸機(jī)、與運(yùn)輸機(jī)相連接的普通工作面液壓支架、由頂梁和底座并通過四連桿機(jī)構(gòu)連接和液壓立柱支撐構(gòu)成的擋板支架、沿采空區(qū)留砌充填墻的墻體正前方設(shè)置的充填模箱，其特征在于所述擋板支架的底座通過液壓缸和連接頭與所述充填模箱相連，擋板支架靠采空區(qū)一側(cè)的后部設(shè)置移動(dòng)式上擋板和下檔板，所述上擋板和下檔板延伸至所述充填模箱的外側(cè)與采空區(qū)之間，并且與充填模箱的重合搭接長度不小于擋板支架的一個(gè)移架步距，所述頂梁尾端鉸接在內(nèi)設(shè)伸縮梁的后頂梁端部，頂梁底部與底座后部通過液壓立柱鉸接在一起，在伸縮梁下部的后頂梁箱體內(nèi)，設(shè)置與側(cè)護(hù)板鉸接的側(cè)推液壓缸和側(cè)推導(dǎo)桿；所述充填模箱的前下模箱通過模箱液壓缸與前上模箱相連，巷側(cè)下模箱通過模箱液壓缸與巷側(cè)上模箱相連，空側(cè)下模箱通過模箱液壓缸與空側(cè)上模箱相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的沿空留巷作業(yè)模架，其特征在于所述充填模箱的前下模箱的兩端分別設(shè)有鉸接孔，所述巷側(cè)下模箱的一端設(shè)有鉸接耳板，所述鉸接耳板通過一個(gè)或兩個(gè)銷軸與所述前下模箱的靠巷道一端相連接；所述空側(cè)下模箱和空側(cè)上模箱采用一端敞開的中空結(jié)構(gòu)，敞開端設(shè)有鉸接耳板，所述敞開端的鉸接耳板通過一個(gè)或兩個(gè)銷軸與所述前下模箱的工作面一端相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的沿空留巷作業(yè)模架，其特征在于所述頂梁和后頂梁的箱體采用邊緣帶有間隔布置的銷孔的蓋板，所述頂梁和后頂梁的側(cè)面箱體上固定有與蓋板上的銷孔一一對應(yīng)的帶銷孔的連接板。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1或3所述的沿空留巷作業(yè)模架，其特征在于所述上檔板的頂端帶有一條狀掛板，其上的銷孔位置與所述頂梁和后頂梁的側(cè)面箱體上的連接板和蓋板上的銷孔相對應(yīng)，所述掛板置于蓋板和連接板之間，通過銷軸將蓋板、掛板和連接板連接起來，并用U形卡固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的沿空留巷作業(yè)模架，其特征在于所述上檔板內(nèi)側(cè)的墊塊通過調(diào)整墊塊和橡膠墊塊以及螺栓與所述頂梁和后頂梁的箱體側(cè)板上的螺栓孔固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的沿空留巷作業(yè)模架，其特征在于所述底座后部鉸接箱式小底座，所述底座的側(cè)面上部邊緣和所述箱式小底座的側(cè)面上部及后部邊緣設(shè)有帶間隔螺栓孔的連接板，以及垂直于側(cè)面的輔助連接板，所述下檔板的墊塊與所述帶間隔螺栓孔的連接板上的螺栓孔對齊后，用螺栓將所述下檔板分別固定在所述底座和小底座上，所述底座和小底座上的輔助連接板與所述下檔板內(nèi)側(cè)的耳板通過銷軸連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的沿空留巷作業(yè)模架，其特征在于組裝在所述底座的推移液壓缸一端與底座鉸接、另一端與推桿鉸接，布置在底座中間的所述推桿末端與所述推移液壓缸連接，前端與所述連接頭連接。
專利摘要
一種沿空留巷作業(yè)模架，它有效地克服了現(xiàn)有支護(hù)裝置存在的模板整體性不強(qiáng)等缺點(diǎn)，包括沿工作面鋪設(shè)的采煤設(shè)備、由頂梁和底座并通過四連桿機(jī)構(gòu)連接和液壓立柱支撐構(gòu)成的擋板支架、沿采空區(qū)留砌充填墻體正前方設(shè)置的充填模箱，其技術(shù)要點(diǎn)是擋板支架的底座通過液壓缸和連接頭與充填模箱相連，擋板支架靠采空區(qū)一側(cè)的后部設(shè)置移動(dòng)式上擋板和下檔板，頂梁尾端鉸接在后頂梁端部，頂梁底部與底座后部通過液壓立柱鉸接在一起。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，操作安全、方便，使立模和移模裝置既相互獨(dú)立，又互相銜接，既能掩護(hù)并配合采煤設(shè)備進(jìn)行正常采煤和頂板支護(hù)并行作業(yè)，顯著提高其整體性和機(jī)械化程度，又能在巷旁隔離采空區(qū)形成一道條帶狀規(guī)則墻體。
文檔編號E21D23/00GKCN101560883 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請?zhí)朇N 200910011715
公開日2012年2月1日 申請日期2009年5月27日
發(fā)明者周明弘, 孫洪峰, 曹偉, 曹樹祥, 肖穎, 邱洋 申請人:沈陽市華祥礦山機(jī)械廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (5),