专利名称：可放顶煤的挡矸装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于煤矿井下采煤工作面的滑移顶梁液压支架以及重量在8吨以下的轻型液压支架用的可放顶煤的挡矸装置。
背景技术：
液压支架分综采支架和滑移顶梁液压支架两大类。本发明的背景技术是中国煤炭行业的《滑移顶梁液压支架通用技术条件》中所描述的技术。此外也包括重量在8吨以下的放顶煤支架。在滑移顶梁液压支架的领域内的已有技术有悬移顶梁液压支架(中国专利申请号88104291.9)；并列式滑移顶梁液压支架(中国专利申请号91200747.8)等。上述这些支架的放顶煤方式有两种，一种是整个支架上方都铺顶网，需要放煤时在支架后柱的下部把顶网剪开一个孔，从这个孔中放顶煤。另一种方式是在支架后端安装了尾梁，从尾梁的间隙中剪网放煤，这些尾梁大都是用型钢制造，有直尾梁，有弯曲尾梁，有折线形尾梁，能调高的尾梁，以及用于网格式支架的“香蕉式”尾梁。这些支架的尾梁较窄，尾梁之间的间隙较大，矸石、煤易从间隙漏下来，所以放顶煤时也必须铺顶网，故增加了吨煤成本。另外，这种尾梁是从顶梁尾部向后下方倾斜，其下端由底板支撑，这样整个尾梁暴露在顶梁之外，当顶板上有大块石头落下时会砸弯尾梁。此外，这些尾梁的结构属于两点式支撑，由于除直线形尾梁之外，都是向上弯曲的，所以尾梁的重心高于两个支撑点，因此不稳定，有块大的矸石、煤落在两个尾梁之间时会向外撑斜尾梁，使尾梁翻倒，发生危险。在综采支架中，尾梁称为掩护梁，是与顶梁连成一个整体的，强度较高，不怕大块石头砸，但较笨重，每架重约十几吨，对于轻型支架不合适。还有一些支架重量在8吨以下采用整体式的宽尾梁，下端是一条线与底板接触或者是由液压缸支撑，不易翻倒，也可以不铺顶网放顶煤，但是也像上述的窄尾梁一样会被大块石头砸弯。
还有，本申请人曾设计了一种挡矸式液压支架，其中用钢板焊成的上挡矸板是从顶梁后端垂向下方的，不暴露在顶梁之外，所以矸石砸不到它，因此得到了推广应用，但是为了能够抵挡来自采空区的不均匀的水平推力，防止上挡矸板以铅垂线为轴左右转动，上挡矸板需要通过两处铰接点与顶梁尾端铰接，而且两处铰接点的距离应尽可能远些，但是这样当遇到不平顶板时，由于顶梁会出现左高右低或右高左低的倾斜，此时与顶梁铰接在一起的上挡矸板也随顶梁倾斜，由于上挡矸板下垂的长度较长，会偏出顶梁侧边一段距离，以至于出现相邻的两个挡矸板互相干扰，甚至被挤坏的问题。此外，这种挡矸板常用于挡矸，一般不用于放顶煤。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述不足之处，提供一种重量轻，支撑稳定，不易被大块矸石砸坏，而且可以不铺顶网放顶煤的挡矸装置。为了解决上述问题，本发明可放顶煤的挡矸装置包括与整个顶梁、甚至与整架支架近似等宽的一端与顶梁尾端铰接并从顶梁尾端垂向下方的由挡矸箱体、销等件组成的上挡矸装置，与支架后柱连在一起的下挡矸装置。其特征是在上挡矸装置上只有一处铰链与顶梁尾端铰接，并且在顶梁尾部在上挡矸装置的近旁设有防止上挡矸装置向前摆动和防止以铅垂线为轴左右转动的约束件，所述一处铰链是在铰接板周围设有间隙的一个球形铰链，所述一处铰链也可以是在销的周围和在铰接板的周围设有间隙的一个销式铰链，所述一处铰链还可以是在销的周围和在铰接板的周围设有间隙的一组销式铰链。所述约束件是与顶梁连成一体的相隔一定距离的几个定位块，显然，所述约束件还可以是与顶梁尾端连成一体的面积较大的板状构件，在板状构件与挡矸箱体之间设有间隙。
在所述上挡矸装置上设有在液压缸的推拉下可以打开和关闭的闸门。在顶梁尾端的左右两侧有与顶梁连成一体的左挡块和右挡块，在左挡块和右挡块下方的对应位置上设有在外力作用下可上下移动的左碰板和右碰板，其向上移动的极限位置是右碰板可以接触到右挡块，左碰板可以接触到左挡块。左碰板和右碰板可以与闸门连成一体，闸门与液压缸的一端铰接，液压缸的另一端可以与挡矸箱体铰接，也可以与顶梁铰接。所述右碰板和左碰板可以与挡矸箱体连成一体，与右碰板和左碰板处于对应位置的右挡块和左挡块与顶梁连成一体，在右碰板和右挡块之间装有一个弹簧，在左碰板和左挡块之间装有一个弹簧。
采用这样的结构后，在此处铰链和约束件的约束下只允许上挡矸装置在向后和向左、右三个方向上摆动，由于上挡矸装置可以向后方摆动一个角度，所以当有大块矸石在上挡矸装置的前边时，移架过程中上挡矸装置可自动向后摆动，从而躲开大块矸石的阻挡。由于上挡矸装置可以在左、右方向上摆动，所以当顶板不平，顶梁左右倾斜时，上挡矸装置可以不随顶梁的倾斜而偏转，所以解决了顶板不平时相邻的两架支架的上挡矸装置互相干扰，互相挤压，而常被挤坏的问题。由于尾梁与整个顶梁甚至与整个支架近似等宽，所以不铺顶网也可以把碎顶煤及矸石与工作空间有效地隔开，尤其是靠液压缸的力量来开、关闸门，可以实现不剪顶网放顶煤，所以即解决了窄尾梁放顶煤和柱间放顶煤时因必须铺顶网而造成的吨煤成本提高的问题，也省掉了铺网、剪网和封网所占用的时间，有利于提高产量。由于本发明可放顶煤的挡矸装置是从顶梁尾端垂向下方的，不暴露在顶梁之外，所以解决了整体尾梁、窄尾梁等因暴露在顶梁之外而会被大块矸石砸坏的问题。因为该挡矸装置是挂在顶梁后端自然下垂的，一旦偏斜除可以在液压缸或复位弹簧作用下复位之外，还会在重力作用下自动恢复成自然下垂的平衡状态，所以解决了窄尾梁不平衡、易翻倒的问题。因为该挡矸装置不需要像综采支架、整体尾梁、窄尾梁那样承受大块矸石冲击的力量，所以它的重量大大减轻。由此可见本发明可放顶煤的挡矸装置在降低吨煤成本、提高稳定性、减轻重量等方面具有显著的有益效果。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步地说明。
图1是本发明可放顶煤的挡矸装置的主视图。
图2是图1的A-A剖面图。
图3是图1的B-B剖面放大图。
图4是采用一组销式铰链时的B-B剖面放大图。
具体实施例方式由图1可放顶煤的挡矸装置的主视图以及图2可知，本实施例是用于悬移支架等并列顶梁式液压支架上的挡矸装置，其上挡矸装置由上挡矸装置1和与上挡矸装置1结构基本相同的上挡矸装置2组成，一个上挡矸装置的宽度与一个顶梁的宽度近似相等。用于综采支架、组合式支架等整体顶梁式支架的上挡矸装置每架支架只有一个，其宽度与整个支架近似相等。与液压支柱21连在一起的下挡矸装置22和铰接在顶梁10侧边的侧护板19只用于顶煤或矸石比较破碎的工作面中。由图2和图3可知，上挡矸装置1包括挡矸箱体3、与挡矸箱体3连成一体的铰接板4、安装在顶梁10尾端孔中和铰接板4孔中的销9、与顶梁10连成一体的右挡块8和左挡块12、与液压缸16一端相铰接的可沿挡矸箱体3内腔滑动的闸门17、与闸门17连成一体的右碰板5和左碰板11，位于挡矸箱体3两侧的台肩6和台肩14、位于顶梁10尾端两侧的台肩7和台肩13、用于铰接液压缸16两端的销15和销18、与顶梁10尾端连成一体的板状约束件20。
由图2和图3可以看出每一套上挡矸装置只有由铰接板4和销9组成的这一处铰链与顶梁10铰接，而且在挡矸箱体3的近旁设有与顶梁10尾端连在一起的与销9的中心线平行的板状约束件20。由图1的B-B剖面放大3中可以看到，约束件20与挡矸箱体3之间有一个狭长的间隙23，当挡矸箱体3以通过铰链中心点25的铅垂线为轴左右转动时，会因为其一边与约束件20相接触而受到约束。由图1可知当挡矸箱体3向前摆动时，会受到约束件20下端的约束，所以约束件20只约束挡矸箱体3以铅垂线为轴左右转动和约束以销9中心线为轴向前摆动，而挡矸箱体3以销9的中心线为轴向后方摆动却不受影响，这对移架时躲开滚到上挡矸装置1前边的大块矸石是有益的。此外由于在台肩6和台肩7以及台肩14和台肩13之间设有间隙24，在销9的周围设有较大的间隙26、在铰接板4的两侧设有间隙27和间隙28，所以上挡矸装置1可以以与顶梁10纵向中心线平行并且通过铰链中心点25的水平线为轴左右转动，直到使台肩6和台肩7之间或台肩13与台肩14之间相接触为止，有了这个许用的转角就可以避免在顶板不平的地方当顶梁10左右倾斜时使相邻的两个上挡矸装置1的侧边互相挤压，互相干扰的问题。
在上挡矸装置1中可以安装用于较大倾角工作面时避免上挡矸装置1的中心线向下山方向偏斜的复位装置。在本实施例中此复位装置由一端与挡矸箱体铰接，另一端与闸门17铰接的液压缸16；与顶梁10尾端连成一体的左挡块12和右挡块8；以及可随液压缸16的伸缩而上下移动并与闸门17连成一体的左碰板11和右碰板5等组成；左碰板11、右碰板5分别做在与挡块相对应的位置上。当液压缸16缩到极限位置时，使左碰板11或右碰板5刚好与对应的挡块相接触，这样液压缸收缩的力量就可以迫使上挡矸装置复位。
显然，此复位装置也可以由液压缸16直接向上拉动挡矸箱体3来实现复位。此外此复位装置还可以由弹簧机构组成。例如顶梁10尾端左、右两个角上各用一个弹簧分别与上挡矸装置1连接，用弹簧的力量使上挡矸装置1复位等。当然用一块板弹簧也可以达到同样的目的。此外，约束件20也可以由本实施例的铅锤方向变换成水平方向或倾斜方向。显然还有其它变换形式，但是这些简单变换均落在本发明的保护范围之中。
下面结合图1、图2和图3说明本发明可放顶煤的挡矸装置的操作顺序。支架向前移动一个步距后，顶煤从支架顶部流到支架后部，堆在挡矸箱体3和已处于伸出状态的闸门17的后面。此时挡矸装置3和闸门17已把采空区和工作空间隔开。当需要放顶煤时液压缸16的活塞杆缩回，把闸门17打开，煤便流到处于支柱21前边的运输机内。见矸后液压缸16把闸门17关闭，终止放顶煤，于是便可以向前移动下一步。
权利要求
1.用于煤矿井下采煤工作面的液压支架上的可放顶煤的挡矸装置，包括与整个顶梁、甚至整架支架近似等宽的，一端与顶梁(10)尾端铰接并从顶梁(10)尾端垂向下方的由挡矸箱体(3)、铰接板(4)和销(9)等件组成的上挡矸装置(1)，与支架后柱(21)连在一起的下挡矸装置(22)，其特征是在所述上挡矸装置(1)上只有一处铰链与顶梁(10)尾端铰接，并且在顶梁(10)尾部在挡矸箱体(3)的近旁设有防止挡矸箱体(3)向前摆动和防止挡矸箱体(3)以铅垂线为轴左右转动的约束件(20)。
2.按照权利要求1所述的可放顶煤的挡矸装置，其特征是所述一处铰链是一个在铰接件(4)周围设有间隙(27)和间隙(28)的球形铰链。
3.按照权利要求1所述的可放顶煤的挡矸装置，其特征是所述一处铰链是一个在销(9)的周围设有间隙(26)、在铰接板(4)周围设有间隙(27)和间隙(28)的销式铰链。
4.按照权利要求1所述的可放顶煤的挡矸装置，其特征是所述一处铰链是销(9)的周围设有间隙(26)、间隙(27)和间隙(28)的一组销式铰链。
5.按照权利要求1所述的可放顶煤的挡矸装置，其特征是所述约束件(20)是与顶梁(9)连成一体的相隔一定距离的几个定位块。
6.按照权利要求1所述的可放顶煤的挡矸装置，其特征是所述约束件(20)是与顶梁(10)尾端连成一体的面积较大的一个板状构件，板状构件与挡矸箱体(3)之间设有间隙(23)。
7.按照权利要求1所述的可放顶煤的挡矸装置，其特征是在上挡矸装置(1)上设有与液压缸(16)的一端铰接的闸门(17)。
8.按照权利要求1所述的可放顶煤的挡矸装置，其特征是在顶梁(10)尾端的左右两侧有与顶梁(10)连成一体的左挡块(12)和右挡块(8)，在左挡块(12)和右挡块(8)下方的对应位置上设有在外力作用下可上下移动的左碰板(11)和右碰板(5)，其向上移动的极限位置是右碰板(5)可以接触到右挡块(8)，左碰板(11)可以接触到左挡块(12)。
9.按照权利要求8所述的可放顶煤的挡矸装置，其特征是所述左碰板(11)和右碰板(5)与闸门(17)连成一体，闸门(17)与液压缸(16)的一端铰接，液压缸(16)的另一端与挡矸箱体(3)铰接。
10.按照权利要求8所述的可放顶煤的挡矸装置，其特征是所述右碰板(5)和左碰板(11)与挡矸箱体(3)连成一体，与右碰板(5)和左碰板(11)处于对应位置的右挡块(8)和左挡块(12)与顶梁(10)连成一体，在右碰板(5)和右挡块(8)之间装有一个弹簧，在左碰板(11)和左挡块(12)之间装有一个弹簧。
全文摘要
本发明公开了一种在煤矿井下采煤工作面的液压支架上用的可放顶煤的挡矸装置，特别适用于不铺顶网放顶煤的工作面中。可放顶煤的挡矸装置包括上挡矸装置(1)，挡矸箱体(3)，销(9)，约束件(20)，顶梁(10)和与支架的后柱连在一起的下挡矸装置(22)。其特点是上挡矸装置上只有一处铰链与顶梁尾端铰接，并且上挡矸装置是从顶梁尾端垂向下方的，故不易被大块矸石砸坏，此外由于上挡矸装置可以向后、向左和向右三个方向摆动，所以有利于躲开滚到上挡矸装置前的大块矸石对移架的影响，也可以避免相邻的挡矸装置之间互相干扰和挤压。
文档编号E21D17/00GK101021156SQ20061000750
公开日2007年8月22日 申请日期2006年2月13日 优先权日2006年2月13日
发明者李泽宇 申请人:李泽宇