專利名稱：六柱支撐分體底座式中位充填支架的制作方法
技術領域：
本發明涉及煤礦綜合機械化采煤設備，具體為一種六柱支撐分體底座式中位充填支架。
背景技術：
目前我國煤炭資源探明剩余可采儲量1842億噸，以現有的儲量和消費水平僅夠使用50年，其中“三下”(建筑物下、水體下、道路下)壓煤量高達140億噸左右，如果采用防止地表沉陷的條帶式開采方法，煤炭資源的回收率僅僅為40%左右；同時因煤礦開采活動造成的全國煤礦采空區土地沉陷累計達100萬公頃左右，每年新增采空區6萬公頃左右，煤矸石累計堆積45億噸，占地1.3萬公頃。每年還以約3億噸的速度增加。故而如何對“三下”壓煤進行安全高效的開采及煤矸石的再利用一直是煤炭行業面臨的一個重大課題。而現今對于“三下”壓煤的問題處理方式主要有:遷村開采、條帶開采及傳統充填開采，而對于煤矸石的處理方法主要有露天堆放、用于制磚等。

遷村開采問題:噸煤增加成本50元左右，并且還會產生歷史與文化問題。條帶開采問題:采出率僅為40%左右。傳統充填開采問題:沒有實現規模化，需要大量人力、物力。對于煤矸石的處理方法存在問題:1、露天堆放，存在占用土地、污染環境、引起火災、爆炸等安全隱患，2、用于制磚等，存在用量少、產品質量、環保等問題。

發明內容
本發明為了解決現有煤礦開采存在采出率低、費時費力且煤矸石的處理存在安全隱患的問題,提供了一種六柱支撐分體底座式中位充填支架。本發明是采用如下技術方案實現的:六柱支撐分體底座式中位充填支架，包括設置在底部且相互鉸接的前底座、后底座和設置在頂部且相互鉸接的前頂梁、后頂梁，前頂梁的前端鉸接有護幫板，護幫板與前頂梁之間設置有與兩者鉸接的護幫千斤頂，后頂梁上設置有滑動于其內的托梁件，托梁件與后頂梁之間設置有伸縮千斤頂，托梁件上懸掛有位于后頂梁下方的充填輸送機，前頂梁與前底座之間設置有四連桿機構、左右分布的兩根前置立柱和兩根中置立柱，后頂梁和后底座之間設置有兩根左右分布的后置立柱，后頂梁的后端頂部設置有下端與其鉸接的中位充填柱，中位充填柱中部與后頂梁頂端之間設置有與兩者鉸接的擺動千斤頂，中位充填柱的頂部設置有夯實板，夯實板下方設置有夯實千斤頂。進行采煤回填作業時，護幫板通過小四連桿機構及護幫千斤頂完成伸收動作，前頂梁和后頂梁相互鉸接，提高了對破碎頂板的適應性；通過充填輸送機將固體充填物通過其上的漏孔下放到采空區進行充填，伸縮千斤頂控制托梁件及充填輸送機移動一個采煤步距以滿足充填開采工藝要求；底座開創性的采用分體底座，配合六根立柱的布置設計，能夠適應各種復雜底板地質條件；四連桿機構設計在前置立柱和中間立柱之間，與前底座共同為前頂梁提供支撐，為前部采煤工序提供足夠的空間；后置立柱設計在后底座上，支撐后頂梁，控制充填前的頂板下沉量；中位充填柱配合夯實板和夯實千斤頂進行夯實，擺動千斤頂同后底座形成小三角鉸接，用以實現采空區的全采高充填夯實，克服了現有煤礦開采存在采出率低、費時費力且煤矸石的處理存在安全隱患的問題。本發明結構具有如下有益效果:
1、采用分體底座設計，對于復雜底板地質環境的適應性較高；
2、支架立柱數量η越大，所能提供的工作阻力P越大，在同樣地質開采條件下充填支架的支撐能力大于綜采支架；
3、六柱布局采用前4后2的設計，配合分體底座，進一步提高支架整體對于使用環境的適應能力；
4、由于底座為分體設計，可以減少設置在后底座上的一組兩根后置立柱的傾角，隨著立柱傾角減小，支架工作阻力就會隨之提升，提高了支架后梁支撐力；
5、充填夯實機構設計為中位式，由于采空區巖層壓力及重力作用通過上中部矸石的傳遞，被充填到下部的矸石不需要外力作用就能壓實，故而充填夯實機構不需要再在下部設計，而通過擺動千斤頂的控制設計在中位的充填夯實機構就可以對上部矸石進行充填夯實，從而簡化了支架結構；
6、控制充填夯實機構擺動的擺動千斤頂設計在充填夯實機構面向煤壁的一側，能夠保護千斤頂不受充填矸石的影響，并且有效加大了充填夯實機構的充填夯實范圍，實現全采空區充填壓實；
7、在維護前部工作面正常采煤作業的同時，后部利用充填壓實機構還可以對采空區的全采高充填壓實，實 現了煤炭資源開采的同時對采空區實施充填，有效控制巖層移動、地表沉陷；
8、支架的前、后頂梁擋住了頂板巖石的跨落，與綜采不同的是采空區頂板已被充填物支撐不會隨采隨垮，由于沒有周期來壓等礦壓顯現現象，就簡化了維護端面頂板和煤壁穩定的工作；
9、與綜采工作面比較，由于后頂梁呈水平支撐，工作面有效通風端面已大大增加，另夕卜，采空區已被密實充填，不再需要考慮工作面漏風的現象。


圖1為本發明的結構示意圖。圖中:1_前底座，2-后底座，3-前頂梁，4-后頂梁，5-護幫板，6-護幫千斤頂，7-托梁件，8-伸縮千斤頂，9-充填輸送機，10-四連桿機構，11-前置立柱，12-中置立柱，13-后置立柱，14-中位充填柱，15-擺動千斤頂，16-夯實板，17-夯實千斤頂。
具體實施例方式六柱支撐分體底座式中位充填支架，包括設置在底部且相互鉸接的前底座1、后底座2和設置在頂部且相互鉸接的前頂梁3、后頂梁4，前頂梁3的前端鉸接有護幫板5，護幫板5與前頂梁3之間設置 有與兩者鉸接的護幫千斤頂6，后頂梁4上設置有滑動于其內的托梁件7，托梁件7與后頂梁4之間設置有伸縮千斤頂8，托梁件7上懸掛有位于后頂梁4下方的充填輸送機9，前頂梁3與前底座I之間設置有四連桿機構10、左右分布的兩根前置立柱11和兩根中置立柱12,后頂梁4和后底座2之間設置有兩根左右分布的后置立柱13,后頂梁4的后端頂部設置有下端與其鉸接的中位充填柱14，中位充填柱14中部與后頂梁4頂端之間設置有與兩者鉸接的擺動千斤頂15，中位充填柱14的頂部設置有夯實板16，夯實板16下方設置有夯實千斤頂17。具體實施過程中，四連 桿機構10為正四連桿機構，充填輸送機9與后頂梁4的距離為400mm,保證了足夠的砰石輸送空間。
權利要求
1.一種六柱支撐分體底座式中位充填支架，其特征在于:包括設置在底部且相互鉸接的前底座(1)、后底座(2)和設置在頂部且相互鉸接的前頂梁(3)、后頂梁(4)，前頂梁(3)的前端鉸接有護幫板(5)，護幫板(5)與前頂梁(3)之間設置有與兩者鉸接的護幫千斤頂(6)，后頂梁(4)上設置有滑動于其內的托梁件(7)，托梁件(7)與后頂梁(4)之間設置有伸縮千斤頂(8 )，托梁件(7 )上懸掛有位于后頂梁(4 )下方的充填輸送機(9 )，前頂梁(3 )與前底座(1)之間設置有四連桿機構(10)、左右分布的兩根前置立柱(11)和兩根中置立柱(12)，后頂梁(4)和后底座(2)之間設置有兩根左右分布的后置立柱(13)，后頂梁(4)的后端頂部設置有下端與其鉸接的中位充填柱(14)，中位充填柱(14)中部與后頂梁(4)頂端之間設置有與兩者鉸接的擺動千斤頂(15)，中位充填柱(14)的頂部設置有夯實板(16)，夯實板(16)下方設置有夯實千斤頂(17)。
全文摘要
本發明具體為一種六柱支撐分體底座式中位充填支架，解決了現有煤礦開采存在采出率低、費時費力且煤矸石的處理存在安全隱患的問題。前頂梁的前端鉸接有護幫板，護幫板與前頂梁之間設置有護幫千斤頂，后頂梁上設置有托梁件，托梁件與后頂梁之間設置有伸縮千斤頂，托梁件上懸掛有充填輸送機，前頂梁與前底座之間設置有四連桿機構、兩根前置立柱和兩根中置立柱，后頂梁和后底座之間設置有后置立柱，后頂梁的后端頂部設置中位充填柱，中位充填柱中部與后頂梁頂端之間設置有擺動千斤頂，中位充填柱的頂部設置有夯實板，夯實板下方設置有夯實千斤頂。本發明對復雜地質環境的適應性較高，降低安全隱患的同時實現充填壓實。
文檔編號E21F15/06GK103233755SQ20131012909
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月15日 優先權日2013年4月15日
發明者賈智恒, 王建國, 趙寶珍, 溫志鵬, 高嘯, 周建勛, 王衡, 張會君 申請人:山西平陽重工機械有限責任公司