專利名稱：綠色環保高水充填支架的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種煤礦充填采礦用的支架，尤其涉及一種綠色環保高水充填支架。
技術背景
隨著能源利用需求的增長，煤炭開采步伐的日益加快，越來越多的礦井面臨著向厚埋深、薄煤層及地面建筑物和鐵路公路下的煤層開采。地面建筑物和鐵路公路下的煤層開采，會引起地表的塌陷，破壞地表物體。傳統的方法是采用條帶開采(保留煤柱)、搬遷村莊、充填開采等多種技術措施，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，充填開采技術已經成為發展趨勢。
現有技術中，充填采礦較早引起了人們的重視，美國最早采用了水砂填充法采礦。 中國在20世紀五十年代中期，充填法在有色金屬地下礦山中所占比重較大。
煤礦采掘同樣存在的地面塌陷，污染環境的問題。長期以來，由于煤礦采掘造成的塌陷，對生態環境有著較大的破壞，而道路、村莊地面建筑下的煤層開采困難巨大，因此，充填綜采工作面成為了一個重要的研究課題。目前，回填采空區一般使用水砂充填、物料充填、膏體充填、高水充填。水砂充填需要增設一套獨立的排水系統，設備多、投資大、技術復雜、風塵大，難以推廣使用。物料充填即采用矸石回填采空區，它需要輸送矸石運輸設備和大量矸石，采空區充填不實，頂板有一定的下沉量。
也有采用高水或混凝土進行充填的，高水類似混凝土，充填入采空區后不需要夯， 其充填效果較好。但是，采用高水和混凝土充填時需要將采空區分隔成小區域進行充填，目前還沒有專門的、方便實用的設備，成本較高。發明內容
本發明的目的是提供一種結構簡單、使用方便，能適用于采用高水和混凝土隨時進行充填的綠色環保高水充填支架。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的
本發明的綠色環保高水充填支架，包括前頂梁、后頂梁、底座、前立柱、后立柱、上連桿、平衡千斤頂；
所述前頂梁的后端、后頂梁的前端與所述上連桿的上端鉸接，形成三點鉸接機構， 所述上連桿的下端通過前連桿和后連桿與所述底座連接；
所述前立柱和后立柱的上端分別與所述前頂梁和后頂梁鉸接，所述前立柱和后立柱的下端分別與所述底座連接；
所述平衡千斤頂的一端與所述前頂梁的后部鉸接，所述平衡千斤頂的另一端與所述后頂梁的前部相鉸接；
所述后頂梁的下面安裝有上模板，所述底座的后部安裝有下模板。
由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明提供的綠色環保高水充填支架， 由于包括前頂梁、后頂梁、底座、前立柱、后立柱、上連桿、平衡千斤頂；前頂梁的后端、后頂梁的前端與上連桿的上端鉸接，形成三點鉸接機構；平衡千斤頂的一端與前頂梁的后部鉸接，另一端與后頂梁的前部相鉸接；后頂梁的下面安裝有上模板，底座的后部安裝有下模板。結構簡單、使用方便，能適用于采用高水和混凝土隨時進行充填，實現綠色環保開采。
圖I為本發明實施例提供的綠色環保高水充填支架的結構示意圖。
圖中序號1、護幫；2、長桿；3、短桿；4、伸縮梁；5、托梁；6、前頂梁；7、護幫千斤頂；8、伸縮千斤頂；9、前立柱；10、平衡千斤頂；11、上連桿；12、后頂梁；13、后立柱；14、上模板千斤頂；15、上模板；16、插板千斤頂；17、插板；18、下模板千斤頂；19、下模板；20、后連桿；21、前連桿；22、底座；23、推移千斤頂；24、長推移框架。
具體實施方式
下面將結合附圖對本發明實施例作進一步地詳細描述。
本發明的綠色環保高水充填支架，其較佳的具體實施方式
是
包括前頂梁、后頂梁、底座、前立柱、后立柱、上連桿、平衡千斤頂；
所述前頂梁的后端、后頂梁的前端與所述上連桿的上端鉸接，形成三點鉸接機構， 所述上連桿的下端通過前連桿和后連桿與所述底座連接；
所述前立柱和后立柱的上端分別與所述前頂梁和后頂梁鉸接，所述前立柱和后立柱的下端分別與所述底座連接；
所述平衡千斤頂的一端與所述前頂梁的后部鉸接，所述平衡千斤頂的另一端與所述后頂梁的前部相鉸接；
所述后頂梁的下面安裝有上模板，所述底座的后部安裝有下模板。
所述上模板的上端與所述后頂梁鉸接，所述上模板與所述后頂梁之間設有上模板千斤頂；
所述下模板的下端與所述底座鉸接，所述下模板與所底座之間設有下模板千斤頂。
所述上模板內設有插板，所述上模板與所述插板之間設有插板千斤頂。
所述上模板下垂時的高度與所述下模板上立時的高度之和小于所述后頂梁的最小高度。
該支架的最小支護高度為I. 8米。
所述前頂梁為整體頂梁，所述整體頂梁的前部設有伸縮梁，所述伸縮梁與整體頂梁之間設有伸縮梁千斤頂，所述伸縮梁的前端鉸接有護幫，所述整體頂梁的中部下方設有托梁，所述護幫與所述托梁之間鉸接有護幫千斤頂。
所述前頂梁和后頂梁與所述平衡千斤頂的鉸接處采用柱窩結構形式。
所述底座采用帶有前過橋的開襠式箱形焊接結構，底座襠間設有倒裝推移千斤頂和推移框架，所述推移千斤頂一端與所述推移框架鉸接，推移千斤頂另一端與所述底座鉸接。
所述上連桿與前連桿和后連桿及底座互相鉸接構成正四連桿機構。
該支架可以用于2. 2 3. 3米采高的充填支護。
本發明的綠色環保高水充填支架，能適應2. 2 3. 3米采高的充填支護，該種支架具有良好的充填功能和配套適應性，能夠配套充填綜采工作面設備，把高水等充填介質輸送到采礦區，實現邊采煤邊充填，降低人工充填的勞動強度，提高充填質量和效率，從而提高經濟效益。
下面本發明的綠色環保高水充填支架的結構特點及其動作原理和有益效果進行進一步的描述
本發明中，頂梁由前頂梁和后頂梁組成，前頂梁為整體頂梁加伸縮梁和單級護幫板結構。支架前立柱、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，支架采用正四連桿機構，上連桿為Y型連桿,前連桿為單連桿,后連桿為單連桿。前后頂梁及上連桿三個部件鉸接在一起，既三點合一結構，保證了液壓支架所需要的穩定，上連桿鉸接于兩者的鉸接處， 形成獨特的三點合一，上連桿可以起一個掩護梁作用。在前頂梁的后部與后頂梁的前端連接千斤頂，前頂梁和后頂梁的平衡千斤頂采用柱窩結構形式；在后頂梁上鉸接有上模板，通過上模板千斤頂調節上模板的角度，上模板內套設有插板，插板與上模板之間鉸接有插板千斤頂，插板在上模板內滑動；在底座的后部鉸接有下模板，通過下模板千斤頂調節下模板的角度。上、下模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。
前頂梁設有伸縮梁，伸縮梁與頂梁之間設有伸縮梁千斤頂，伸縮梁通過伸縮千斤頂在頂梁內滑動；護幫鉸接于伸縮梁前端，頂梁中部下方設有托梁，護幫與托梁之間鉸接有護幫千斤頂。
底座采用帶有前過橋開襠式高強度箱形焊接結構，底座襠間設有倒裝推移千斤頂和長推移框架，推移千斤頂一端與推移框架鉸接，推移千斤頂另一端與底座鉸接。
本發明和已有技術相比，其效果是明顯的。本充填支護基本支架在后頂梁上鉸接有上模板，在底座上鉸接有下模板，通過上模板千斤頂和下模板千斤頂可以使上、下模板接觸構成充填區域的一個側面，通常是幾組該基本支架并排，而在兩側設有隔板支架一起將采空區圍成一個小區域，然后灌入高水實施充填操作，待高水強度達到要求后，便可移動支架推進工作面；由于上模板和下模板分別通過千斤頂調控其位置，因此在充填過程中可以方便的調節上、下模板的傾斜角度，以提高充填效果；同時，后頂梁前端、頂梁后端和上連桿上端通過一個銷軸鉸接在一起，形成三鉸接點重合的結構，在擺動升降頂梁或后頂梁時不會使上連桿移動，確保該支護支架的穩定，避免發生頂板垮落的問題。在頂梁和后頂梁之間設有平衡千斤頂，一方面可以增強頂梁和后頂梁之間的穩定性，另一方面可以調節頂梁和后頂梁之間擺動的角度，便于調整頂梁和后頂梁的姿態。上模板內通過插板千斤頂設有插板，當后頂梁升高后，可以使插板伸出與下模板接觸構成模板，阻擋充填物，便于充填的實施。頂梁前端設有伸縮梁及護幫，可以擴大支架的支護范圍。
具體實施例
如圖I所示，在本實施例中，包括護幫I、前頂梁6、前立柱9、四桿機構、底座22、上模板15和下模板19，底座22上鉸接有前連桿21和后連桿20，上連桿11的上端鉸接于前頂梁6上，上連桿11、前連桿21、后連桿20和底座22互相鉸接構成四連桿機構，上連桿11、CN 102536288 A前連桿21和后連桿20均采用箱形焊接結構，其中上連桿11是Y形結構，其上端與前頂梁和后頂梁鉸接，下端與前、后連桿相鉸接；所述前頂梁6前端沿前后方向設有內置伸縮梁4， 伸縮梁4與前頂梁6之間設有伸縮梁千斤頂8，護幫I鉸接于伸縮梁4前端，前頂梁6中部下方設有托梁5，護幫I與托梁5之間通過長桿2、短桿3與有護幫千斤頂7鉸接，伸縮梁4 和護幫1，可以擴大支架的支護范圍；該液壓支架還設有后頂梁12，后頂梁12前端、前頂梁 6后端和上連桿11上端通過兩個銷軸鉸接在一起，后頂梁12中部與底座22之間設有后立柱20，上模板15上端鉸接于后頂梁12上，后頂梁12與上模板15之間鉸接有上模板千斤頂 14，下模板19下端鉸接于底座22后端，下模板下端通過兩個鉸接點與底座相連接，底座22 與下模板19之間鉸接有下模板千斤頂18，上模板15內設有插板17，插板17與上模板15 之間鉸接有插板千斤頂16 ;使用時上模板呈豎直狀態，下模板可以適當傾斜，上模板15與下模板19的高度之和小于后頂梁12的最小高度，也就是后立柱降到最低時后頂梁所處的高度(本實施例中支架的最小高度為I. 8米)，由于上模板15與下模板19的高度之和小于后頂梁12的最小高度，因此在充填時使上模板呈豎直狀態，下模板可以根據需要確定其角度，而通過插板千斤頂將插板伸出與下模板相接觸形成模板；上模板15采用板筋焊接結構，下模板19采用鋼板焊接結構。當支架升高時，可以控制插板千斤頂使插板伸出與下模板19接觸構成充填區域的一個模板，便于充填工作的實施。在前頂梁6后部與后頂梁12 前部下方還鉸接有兩個平衡千斤頂10，以調節前頂梁和后頂梁之間的相對角度，調節并保持前頂梁、后頂梁的狀態。底座22采用帶過橋開襠式高強度箱體焊接結構，底座22襠間設有倒裝推移千斤頂23和長推移框架24，推移千斤頂一端與推移框架鉸接，推移千斤頂另一端與底座鉸接。
具體工作時，以多個并排設置的本支架后頂梁上模板及底座的下模板為模板構成模板，與另一種充填支護隔板支架側面的上、下側模板以及采空區一起，將需要充填的采空區分隔板封閉有區域，形成了充填區域，然后再由管道通過隔板支架上側模板上的O200mm 的孔注入高水，從而實現了填充功能，待充填物強度達到要求后便可以推溜移架，進行一下位置的開采支護，以及充填，實現支護充填一體化。采用該支架進行充填，不需要夯實機構夯實，而且充填效果好，但效率不高。
由于上模板和下模板分別通過千斤頂調控其位置，因此在充填過程中可以方便的調節上、下模板的傾斜角度，以提高充填效果；同時，后頂梁前端、頂梁后端和上連桿上端通過兩個銷軸鉸接在一起，形成三鉸接點重合的結構，在擺動升降頂梁或后頂梁時不會使上連桿移動，確保該支護支架的穩定。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求
1.一種綠色環保高水充填支架，其特征在于，包括前頂梁、后頂梁、底座、前立柱、后立柱、上連桿、平衡千斤頂；所述前頂梁的后端、后頂梁的前端與所述上連桿的上端鉸接，形成三點鉸接機構，所述上連桿的下端通過前連桿和后連桿與所述底座連接；所述前立柱和后立柱的上端分別與所述前頂梁和后頂梁鉸接，所述前立柱和后立柱的下端分別與所述底座連接；所述平衡千斤頂的一端與所述前頂梁的后部鉸接，所述平衡千斤頂的另一端與所述后頂梁的前部相鉸接；所述后頂梁的下面安裝有上模板，所述底座的后部安裝有下模板。
2.根據權利要求I所述的綠色環保高水充填支架，其特征在于，所述上模板的上端與所述后頂梁鉸接，所述上模板與所述后頂梁之間設有上模板千斤頂；所述下模板的下端與所述底座鉸接，所述下模板與所底座之間設有下模板千斤頂。
3.根據權利要求2所述的綠色環保高水充填支架，其特征在于，所述上模板內設有插板，所述上模板與所述插板之間設有插板千斤頂。
4.根據權利要求3所述的綠色環保高水充填支架，其特征在于，所述上模板下垂時的高度與所述下模板上立時的高度之和小于所述后頂梁的最小高度。
5.根據權利要求I至4任一項所述的綠色環保高水充填支架，其特征在于，該支架的最小支護高度為I. 8米。
6.根據權利要求5所述的綠色環保高水充填支架，其特征在于，所述前頂梁為整體頂梁，所述整體頂梁的前部設有伸縮梁，所述伸縮梁與整體頂梁之間設有伸縮梁千斤頂，所述伸縮梁的前端鉸接有護幫，所述整體頂梁的中部下方設有托梁，所述護幫與所述托梁之間鉸接有護幫千斤頂。
7.根據權利要求6所述的綠色環保高水充填支架，其特征在于，所述前頂梁和后頂梁與所述平衡千斤頂的鉸接處采用柱窩結構形式。
8.根據權利要求5所述的綠色環保高水充填支架，其特征在于，所述底座采用帶有前過橋的開襠式箱形焊接結構，底座襠間設有倒裝推移千斤頂和推移框架，所述推移千斤頂一端與所述推移框架鉸接，推移千斤頂另一端與所述底座鉸接。
9.根據權利要求5所述的綠色環保高水充填支架，其特征在于，所述上連桿與前連桿和后連桿及底座互相鉸接構成正四連桿機構。
10.根據權利要求5所述的綠色環保高水充填支架，其特征在于，該支架用于2.2 3.3米采高的充填支護。
全文摘要
本發明公開了一種綠色環保高水充填支架，包括前頂梁、后頂梁、底座、前立柱、后立柱、上連桿、平衡千斤頂；前頂梁的后端、后頂梁的前端與上連桿的上端鉸接，形成三點鉸接機構，上連桿的下端通過前連桿和后連桿與底座連接；前立柱和后立柱的上端分別與前頂梁和后頂梁鉸接，下端分別與底座連接；平衡千斤頂的一端與前頂梁的后部鉸接，另一端與后頂梁的前部相鉸接；后頂梁的下面安裝有上模板，底座的后部安裝有下模板。結構簡單、使用方便，能適用于采用高水和混凝土隨時進行充填，可用于2.2～3.3米采高的充填支護。
文檔編號E21D23/16GK102536288SQ20121000646
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者仲叢和, 劉國柱, 史利娟, 張守祥, 李傳明, 甄亞東, 荊東青, 邸志平 申請人:中煤北京煤礦機械有限責任公司