专利名称：充填式液压支架的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液压支架，是一种适用于建筑物下采煤或其它施工巷 道进行安全支护的充填式支护设备。
技术背景长期以来，煤炭资源的开采普遍采用顶板全部垮落法处理采空区，其结果 是造成开采范围内岩层的移动、冒落，直至波及地表。随着煤炭资源的不断开 采，这种传统的开采方法所造成的生态与环境破坏问题越来越突出。煤矸石膏体充填开采项目在国内还是起步阶段，膏体充填技术是七十年代 末在德国金属矿山发展起来的，九十年代初应用在煤矿进行工作面采空区的充 填，但由于德国矿井相继关闭等原因，该项技术并没有得到深入研究和应用。 但该项技术所具有的技术优势和良好效果在加拿大、美国、澳大利亚、南非等国家的金属矿山得到推广应用，现已成为21世纪金属矿山充填技术的重要发展 方向，应用于煤矿采空区的充填仍是世界各采煤国家研究的重点。随着能源总需求和煤炭产量的不断增长，煤炭资源开釆所带来的矿区安全 和生态环境问题将更为严重，人类的生存和社会发展环境将受到严重威胁。因 此，解决煤炭资源开采所带来的矿区安全和生态环境问题，是实现我国煤炭工 业可持续发展的必由之路。立足于煤炭开采的源头，通过对采煤方法和工艺， 岩层控制以及相关技术、实验研究平台等的开发和建设，改变传统开采工艺造 成的生态与环境破坏问题，实现煤炭资源的环保、高效、高回收率和安全开采， 实现我国采矿工业的可持续发展是本学科项目面临的重大课题。发明内容本实用新型的目的在于克服普通液压支架开采煤层后采空区顶板岩层移动 下沉引起的岩层中水和瓦斯的流动，导致煤矿瓦斯事故与井下突水事故；地表 下沉导致农田、建筑物等的损坏；煤炭开采形成的大量堆积在地面的矸石，既 占用良田，又造成环境污染；随着矿井开采深度的不断增加，矿山压力显现及 冲击地压等动力灾害发生的频次增加，强度增大，危及矿井的安全生产的问题。 提供一种可实现环保、高效、高回收率和安全开采的充填式液压支架。本实用新型的目的可以通过下述的技术方案来实现本实用新型的充填式液压支架，由护帮板、伸缩梁、拖梁、前梁、顶梁、 后伸缩梁、顶梁活动侧护板、掩护梁、掩护梁活动侧护板、后连杆、后连杆活 动侧护板、前连杆、底座、推杆、立柱及前伸縮梁千斤顶、护帮千斤顶、后伸縮梁千斤顶、侧护板千斤顶、推移千斤顶组成。顶梁的前部用两个销轴铰接前 梁，在前梁内有伸縮梁、前伸縮梁千斤顶和拖梁，靠前伸缩梁千斤顶的伸缩控 制伸縮梁的伸出和收回，在伸縮梁和拖梁上用销轴及护帮丁斤顶铰接护帮板， 护帮千斤顶的伸縮控制护帮板的闭合，在顶梁的内部有后伸縮梁千斤顶及与其 相连接的后伸縮梁，掩护梁、底座、前连杆和后连杆构成四连杆机构，底座在 支架的最底端，其上连接有立柱、前连杆、后连杆，在底座的中间下部有推移 千斤顶及与其相连的推杆，推杆前部有与刮板输送机连接的装置。 本实用新型的目的还可以通过下述的技术方案来实现本实用新型的顶梁、掩护梁和后连杆上分别设置有顶梁活动侧护板、掩护 梁活动侧护板和后连杆活动侧护板，在顶梁活动侧护板、掩护梁活动侧护板和 后连杆活动侧护板内侧的顶梁、掩护梁和后连杆上分别内置有侧护千斤顶，侧 护千斤顶的伸縮杆分别与顶梁活动侧护板、掩护梁活动侧护板和后连杆活动侧 护板相连。太恋闲新型的结抝特占和丁作原理加下，在顶梁的前部用两个销轴铰接前梁，在前梁内有伸缩梁、伸縮梁千斤顶和 拖梁，靠伸縮梁千斤顶的伸縮控制伸縮梁的伸出和收回，在伸縮梁和拖梁上用销轴及护帮千斤顶铰接护帮板，靠护帮千斤顶的伸縮控制护帮板的闭合；作为 承受顶板压力的主要部件----顶梁，不仅在强度上有保证，而且其结构不同于 普通液压支架。主要是在顶梁的内部有后伸縮千斤顶及受其控制的后伸缩梁， 以此实现采空区顶板的临时支护，防止顶板过早离层垮落，为充填作业提供安 全空间；掩护梁、底座和前、后连杆构成四连杆机构，控制支架梁端距变化在 较小范围内。顶梁、掩护梁和后连杆都设有活动侧护板，其中顶梁活动侧护板 起到密封架间间隙、防止矸石泄露伤人、移架导向、调架、防倒等作用。掩护 梁活动侧护板和后连杆活动侧护板同样起到架间密封作用，为整个工作面采空 区提供密封，防止充填物料在架间泄露。掩护梁及其活动侧护板和后连杆及其活动侧护板是本实用新型的关键技 术。掩护梁除了作为普通液压支架掩护梁的承受顶板水平分力和侧向力、阻挡 采空区矸石窜向工作面、构成四连杆机构外，还同时还与其活动侧护板构成密 封挡墙上半部分、为充填膏体充进采空区提供通道。为此掩护梁体上设计了圆 形充填管，充填管端面为法兰，便于和充填主管道连接。在后连杆的设计中， 改变了普通液压支架两后连杆分体设计的原则，将两个后连杆合二为一，同时 设计了安装活动侧护板的位置。后连杆及其活动侧护板构成挡墙的下半部分。 这样既保证了支架强度又使得结构简化，为采空区密封提供保证。为此，掩护梁、后连杆和其活动侧护板的配合间隙为4mm，各活动侧护板之间的配合间隙控 制在10mm内，满足了充填膏体对密封间隙的要求。底座在支架的最底端，是支架的基础，其上连接有立柱、前连杆、后连杆， 前部有过桥连接，增强了其抗扭强度。在底座的中间下部有推移千斤顶及受其 控制的推杆，推杆前部连接刮板输送机。推移千斤顶的伸出运动通过推杆传力 实现了刮板输送机的前移，推移千斤顶的收縮运动实现了拉架动作。各结构件均采用了 Q460高强板焊接，在保证支护强度的前提下最大限度的 减轻了支架重量。本实用新型与现有技术相比具有下列优点1、 从采矿理念上颠覆了以前只采不填的概念，对普通液压支架进行了再创 造。因为它同时具有提高煤炭资源回收率和保护矿区环境的意义，所以它开创 丫液压支架的新纪元，是液压支架发展史上的一个重要里程碑。2、 可实现环保、高效、高回收率和安全开采。
图1为充填液压支架最大高度时的总图简图。图2为充填液压支架总图的A-A剖视图。图3为充填液压支架总图的B-B剖视图。图4为充填液压支架顶梁主视图。图5为充填液压支架顶梁A-A剖视图。图6为充填液压支架掩护梁主视图。图7为充填液压支架掩护梁A-A剖视图。图8为充填液压支架后连杆主视图。图9为充填液压支架后连杆A-A剖视图。图10为充填液压支架底座A-A剖视图。图11为充填液压支架底座主视图。图12为充填液压支架后伸縮梁A-A剖视图。图13为充填液压支架后伸縮梁主视图。
具体实施方式
如图l——图13所示，充填液压支架由护帮板l、伸縮梁2、拖梁3、前梁 4、顶梁5、后伸縮梁6、顶梁活动侧护板7、掩护梁8、掩护梁活动侧护板9、 后连杆1Q、后连杆活动侧护板ll、前连杆12、底座13、推杆14、立柱15及前 伸縮梁千斤顶16、护帮千斤顶17、后伸縮梁千斤顶18、侧护板千斤顶19、推 移千斤顶20组成。在顶梁的前部用两个销轴铰接前梁4，在前梁4内有伸縮梁2、前伸縮梁千 斤顶16和拖梁3，靠伸前縮梁千斤顶16的伸缩控制伸縮梁2的伸出和收回，在 伸縮梁2和拖梁3上用销轴及护帮千斤顶17铰接护帮板1，靠护帮千斤顶17的 伸縮控制护帮板l的闭合。在顶梁5的内部有后伸縮梁千斤顶18及受其控制的后伸縮梁6，以此实现 采空区顶板的临时支护，防止顶板过早离层垮落，为充填作业提供安全空间。掩护梁8、底座13、前连杆12、后连杆10构成四连杆机构，控制支架梁端 距变化在较小范围内。顶梁5、掩护梁8和后连杆10都设有活动侧护板，活动 侧护板是靠与其连接的侧护千斤顶19的伸縮而开合的。其中顶梁活动侧护板7 起到密封架间间隙、防止矸石泄露伤人、移架导向、调架、防倒等作用。掩护 梁活动侧护板9和后连杆活动侧护板11同样起到架间密封作用，为整个工作面 采空区提供密封防止充填物料在架间泄露。掩护梁8及其活动侧护板9和后连杆10及其活动侧护板11是设计的关键 技术。掩护梁8除了作为普通液压支架掩护梁的承受顶板水平分力和侧向力、 阻挡采空区矸石窜向工作面、构成四连杆机构外，同时还与其活动侧护板9构 成密封挡墙的上半部分、为充填膏体充进采空区提供通道。为此掩护梁8梁体 上设计了圆形充填管，充填管端面为法兰，便于和充填主管道连接。在后连杆 10的设计中，改变普通液压支架两后连杆分体设计的原则，将两个后连杆合二 为一，同时设计了安装活动侧护板的位置。后连杆10及其活动侧护板11构成 挡墙的下半部分。这样既保证了支架强度又使得结构简化，为采空区密封提供 保证。掩护梁8和活动侧护板9、后连杆10和活动侧护板11的配合间隙为4隱， 各活动侧护板之间的配合间隙控制在10mm内。底座13在支架的最底端，是支架的基础，其上连接有立柱15、前连杆12、 后连杆IO，前部有过桥连接，增强了其抗扭强度。在底座13的中间下部有推移 千斤顶2G及受其控制的推杆14，推杆14前部连接刮板输送机。推移千斤顶20 的伸出运动通过推杆14传力，实现了刮板输送机的前移，推移千斤顶20的收 縮运动实现了拉架动作。支架的最大高度和最小高度是由立柱15的伸縮来调节的。权利要求1、充填式液压支架，由护帮板(1)、伸缩梁(2)、拖梁(3)、前梁(4)、顶梁(5)、后伸缩梁(6)、顶梁活动侧护板(7)、掩护梁(8)、掩护梁活动侧护板(9)、后连杆(10)、后连杆活动侧护板(11)、前连杆(12)、底座(13)、推杆(14)、立柱(15)及前伸缩梁千斤顶(16)、护帮千斤顶(17)、后伸缩梁千斤顶(18)、侧护板千斤顶(19)、推移千斤顶(20)组成，其特征在于顶梁的前部用两个销轴铰接前梁(4)，在前梁(4)内有伸缩梁(2)、前伸缩梁千斤顶(16)和拖梁(3)，靠前伸缩梁千斤顶(16)的伸缩控制伸缩梁(2)的伸出和收回，在伸缩梁(2)和拖梁(3)上用销轴及护帮千斤顶(17)铰接护帮板(1)，护帮千斤顶(17)的伸缩控制护帮板(1)的闭合，在顶梁(5)的内部有后伸缩梁千斤顶(18)及与其相连接的后伸缩梁(6)，掩护梁(8)、底座(13)、前连杆(12)和后连杆(10)构成四连杆机构，底座(13)在支架的最底端，其上连接有立柱(15)、前连杆(12)、后连杆(10)，在底座(13)的中间下部有推移千斤顶(20)及与其相连的推杆(14)，推杆(14)前部有与刮板输送机连接的装置。
2、 根据权利要求l所述的充填式液压支架，其特征在于顶梁(5)、掩护 梁(8)和后连杆(1Q)上分别设置有顶梁活动侧护板(7)、掩护梁活动侧护板(9)和后连杆活动侧护板(11)，在顶梁活动侧护板(7)、掩护梁活动侧护板 (9)和后连杆活动侧护板(11)内侧的顶梁(5)、掩护梁(8)和后连杆(10) 上分别内置有侧护千斤顶(19)，侧护千斤顶(19)的伸缩杆分别与顶梁活动侧 护板(7)、掩护梁活动侧护板(9)和后连杆活动侧护板(11)相连。
专利摘要本实用新型涉及一种充填式液压支架，由伸缩梁、拖梁、前梁、顶梁、后伸缩梁等组成。顶梁的前部用两个销轴铰接前梁，在前梁内有伸缩梁、前伸缩梁千斤顶和拖梁，在伸缩梁和拖梁上用销轴及护帮千斤顶铰接护帮板，在顶梁的内部有后伸缩梁千斤顶及与其相连接的后伸缩梁，掩护梁、底座、前连杆和后连杆构成四连杆机构，底座在支架的最底端，其上连接有立柱、前连杆、后连杆，在底座的中间下部有推移千斤顶及与其相连的推杆，推杆前部有与刮板输送机连接的装置。它是一种为采空区充填作业提供了可靠保障，可实现环保、高效、高回收率和安全开采的充填式液压支架。
文档编号E21D23/16GK201381867SQ200820228038
公开日2010年1月13日 申请日期2008年12月19日 优先权日2008年12月19日
发明者冉爱忠, 刘建立, 涛 崔, 张步勤, 梁香过, 范子国, 袁立军, 赵连忠, 陈亚杰 申请人:河北天择重型机械有限公司