一种高效采充平行液压支架及其采充方法

技术领域

本发明涉及液压充填支架领域，具体涉及一种高效采充平行液压支架及其采充方法。

背景技术

膏体充填技术作为煤矿绿色开采技术体系之一，其主要目的是解决“三下一上”压煤，保护矿区环境，提高煤矿资源采出率，延长矿井服务年限。

现有技术中，公告号为CN214577096U的专利文件公开了一种自动隔离膏体充填液压支架，其包括支架前部和支架后部，支架后部包括底座和伸缩梁，在伸缩梁下部通过铁链悬挂有用于隔离充填区域的后挡板，后挡板上下两端部分别设有上挡板和下挡板，上挡板和下挡板沿竖直方向滑动连接于后挡板，后挡板上分别设有驱动上挡板和下挡板滑动的上液压缸和下液压缸，在后挡板左右两侧分别沿水平方向设有能相互适配的子耳板和母耳板，实现了后挡板自动上下扩充完成密封的过程，通过通过子耳板和母耳板，使液压支架移动过程中后挡板始终联动，解决了现有技术中需要人工重新对后挡板调整、组装的问题，调整好位置后自动密封隔离，提高了充填效率。

公告号为CN209976564U的专利文件公开了一种三级隔离膏体充填式液压支架，包括液压支架本体和三级隔离板，三级隔离板包括上隔离基座、上隔离活动架、中隔离基座、下隔离基座、以及上隔离千斤顶和下隔离千斤顶；尾梁与上隔离活动架相连接，上隔离基座与上隔离活动架相铰接；上隔离基座与下方的中隔离基座通过上隔离千斤顶相铰接，形成上隔离部分；下隔离基座通过下隔离千斤顶与底座相连接，形成下隔离部分。该装置使整个隔离后方形成一个密封空间，不需要降架隔离，浆液也进不了隔离板伸缩腔，隔离机构动作不受膏体影响，解决了在膏体填充的过程中浆液渗漏造成液压支架工作受影响的问题。

公告号为CN214007193U的专利文件公开了一种采充平行膏体充填液压支架，为四柱支撑掩护式液压支架，后部设置上隔离、下隔离，隔离抬升千斤顶上下摆控制顶梁隔离连接杆带动上隔离对煤层顶板实施密封；后架尾梁千斤顶上摆控制后架尾梁对煤层顶板实施密封，下隔离伸缩千斤顶的控制下隔离对煤层底板实施密封；前架底座和前后架连接头铰接后架推移机构控制后架底座；前架前移实现采煤，后架不动进行充填作业，实现采煤充填平行作业，以机械方式对充填区快速密封隔离。其优点是：采煤和充填相互独立，充填作业能够以机械实现充填开采工作面快速隔离，减少人工工作量；解决了膏体充填开采过程中采煤和充填作业相矛盾的问题。

但是，上述采充平行膏体充填液压支架还存在如下问题：

1、由于开采和充填作业存在时间差，即开采较快而充填往往需要更长时间(6-8小时)等膏体凝固方可撤掉隔离板，液压支架前移时需等膏体凝固后才能移动，影响开采效率；

2、其上下伸缩板密封性较差，存在一定的间隙容易漏液，尤其是下伸缩隔离板为一整体，当地面有一定坡度等工况下，下伸缩隔离板与地面之间无法达到很好的密封，影响充填；

3、隔离板与整体支架未分离而是采用一定结构相互连接，因此在开采和填充动作时彼此相互影响。

发明内容

本发明针对现有技术中所存在的上述问题提供了一种高效采充平行液压支架及其采充方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种高效采充平行液压支架，包括铰接在液压支架尾部的尾梁，其特征在于，还包括后伸缩梁、隔离挡板、隔离布、伸缩梁千斤顶、上限位千斤顶、下限位千斤顶、下限位摆动千斤顶、挡板调整千斤顶、隔离布张紧千斤顶，隔离挡板通过铁链悬挂在后伸缩梁尾部，隔离挡板设置为上下伸缩挡板；

后伸缩梁以相对滑动的方式与尾梁相连，

伸缩梁千斤顶连接在伸缩梁与尾梁之间，用于驱动后伸缩梁相对尾梁移动；

上限位千斤顶的缸筒固定在后伸缩梁上，其伸缩端水平朝向隔离挡板的上部；

下限位千斤顶一端连接在尾梁上，另一端在工作装填下用于与隔离挡板下部相连；

下限位摆动千斤顶一端连接在尾梁上，另一端连接在下限位千斤顶缸筒上，用于调整下限位千斤顶的摆幅；

挡板调整千斤顶设置在下限位千斤顶后侧，其一端连接在后伸缩梁上，另一端连接在隔离挡板上，

隔离布张紧千斤顶固定在下限位千斤顶缸筒上，其伸缩端连接隔离布，隔离布的另一端绕过隔离挡板底部、隔离挡板后侧、隔离挡板顶部固定在隔离挡板顶部的前端。

进一步的，所述隔离挡板包括后挡板及位于后挡板前侧的上挡板和下挡板，上挡板和下挡板沿竖直方向滑动连接于后挡板上，后挡板上分别设置有用于驱动上挡板和下挡板滑动的上伸缩千斤顶和下伸缩千斤顶，上挡板的顶部和下挡板的底部设置有密封块。

进一步的，所述下挡板由相互独立的左挡板和右挡板组成，左挡板和右挡板分别连接独立的下伸缩千斤顶，下挡板底部的密封块通过连接框架分别与左挡板和右挡板铰接相连。

进一步的，所述密封块的内侧设置有用于与下限位千斤顶相连的连接座。

进一步的，所述下限位千斤顶的伸缩端设置为球头结构，连接座上设置有与下限位千斤顶伸缩端相适配的球窝座。

进一步的，所述左挡板固定连接有用于与相应下伸缩千斤顶伸缩端相连的第一连接板，第一连接板与球窝座之间连接有与左挡板铰接相连的第一缓冲板；右挡板固定连接有用于与相应下伸缩千斤顶伸缩端相连的第二连接板，第二连接板与球窝座之间连接有与右挡板铰接相连的第二缓冲板。

进一步的，所述第一缓冲板和第二缓冲板的上端面分别与第一连接板、第二连接板相接触，所述第一缓冲板和第二缓冲板的下端面包括两斜面段，两斜面段分布在相应缓冲板与相应挡板的铰接点两侧，由铰接点向缓冲板两端方向缓冲板宽度呈变窄趋势。

进一步的，所述隔离布张紧千斤顶的伸缩端通过一拉簧与隔离布相连。

进一步的，尾梁前侧向下延伸设置有支座，液压支架通过尾梁千斤顶与该支座相连。

另一方面，本申请提供了一种采用上述高效采充平行液压支架的采充方法，其特征在于，

充填作业状态下：上限位千斤顶伸出靠紧隔离挡板的上部，下限位千斤顶伸出靠紧隔离挡板的下部，挡板调整千斤顶伸出靠紧隔离挡板的中部，使得隔离挡板的顶部和底部与巷道抵接形成充填密封挡墙；

非充填作业状态下：上限位千斤顶收回，下限位千斤顶解除对隔离挡板的作用，隔离挡板上下回缩至其顶部和底部的密封块解除对巷道的抵接；

采充平行作业状态下：液压支架携尾梁整体前移且后部充填作业过程中，后伸缩梁在伸缩梁千斤顶的作用下由尾梁后部伸出，上限位千斤顶伸缩端始终靠紧隔离挡板的上部，下限位千斤顶伸缩端进一步伸长并在下限位摆动千斤顶的带动下调整摆幅使下限位千斤顶的端部始终靠紧隔离挡板的下部，保证隔离挡板的顶部和底部与巷道稳定抵接形成充填密封挡墙；充填结束后，隔离挡板恢复至非充填作业状态，后伸缩梁在伸缩梁千斤顶的作用下收至尾梁内。

本发明的有益效果是：

1.通过设置的后伸缩梁以及上限位千斤顶、隔离板调整千斤顶、下限位千斤顶、下限位摆动千斤顶等特征以及下限位千斤顶与隔离挡板的连接关系，使得充填完成后可以实现快速移动支架，而隔离板相对充填膏体不动，不需要等待膏体凝固就能实现支架的前移，节省了移架时间，提高了充填效率；

2.通过设置的由左挡板和右挡板组成的下伸缩挡板以及其与密封块的连接关系，无论接触面是否平整都能压紧密实，防止漏液，大大提高了隔离挡板隔离的密封性；

3.本申请各部分器件相互联动，保证了液压支架前行过程中隔离挡板的整体性，同时又能有效避免支架在顶梁落架时对隔离挡板的损伤。有利于提高隔离挡板的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的局部结构示意图；

图3是本发明的局部放大结构示意图；

图4是本发明充填作业状态下的结构示意图；

图5是本发明非充填作业状态下的结构示意图；

图6是本发明密封块的自适应状态示意图；

图7是本发明后挡板的结构示意图；

图8是后挡板之间连接耳板的结构示意图；

图9是本发明的俯视结构示意图；

图中：1.尾梁，2.后伸缩梁，3.隔离挡板，30.后挡板，31.上挡板，32.下挡板，321.左挡板，322.右挡板，33.上伸缩千斤顶，34.下伸缩千斤顶，4.隔离布，5.伸缩梁千斤顶，6.上限位千斤顶，7.下限位千斤顶，8.下限位摆动千斤顶，9.挡板调整千斤顶，10.隔离布张紧千斤顶，11.密封块，110.连接框架，12.连接座，120.球窝座，131.第一连接板，132.第二连接板，141.第一缓冲板，142.第二缓冲板，15.拉簧，16.支座，17.尾梁千斤顶，18.铁链，19.连接耳板，20.长孔。

具体实施方式

下面对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如附图所示，本实施例的高效采充平行液压支架，包括铰接在液压支架尾部的尾梁1，尾梁1前侧向下延伸设置有支座16，液压支架通过尾梁千斤顶17与该支座16相连；

所述的采充平行液压支架还包括后伸缩梁2、隔离挡板3、隔离布4、伸缩梁千斤顶5、上限位千斤顶6、下限位千斤顶7、下限位摆动千斤顶8、挡板调整千斤顶9、隔离布张紧千斤顶10，隔离挡板3通过铁链悬挂在后伸缩梁2尾部。其中，

隔离挡板3设置为上下伸缩挡板；具体地，隔离挡板3包括后挡板30及位于后挡板30前侧的上挡板31和下挡板32，上挡板31和下挡板32沿竖直方向滑动连接于后挡板30上，后挡板30上分别设置有用于驱动上挡板31和下挡板32滑动的上伸缩千斤顶33和下伸缩千斤顶34，上挡板31的顶部和下挡板32的底部设置有密封块11；相邻后挡板30之间相互铰接，如图7所示，实现整个工作面后挡板首尾相连；后挡板30之间的连接耳板19采用长孔20结构，见图8和图9，耳板宽度之间的配合间隙加大，增加对顶底板的适应性；

后伸缩梁2以相对滑动的方式与尾梁1相连，

伸缩梁千斤顶5连接在伸缩梁与尾梁1之间，用于驱动后伸缩梁2相对尾梁1移动；

上限位千斤顶6的缸筒固定在后伸缩梁2上，其伸缩端水平朝向隔离挡板3的上部，和上隔离板保持恒定距离，平常处于收回状态，在准备充填的时候全部伸出；

下限位千斤顶7一端连接在尾梁1上，另一端在工作装填下用于与隔离挡板3下部相连；

下限位摆动千斤顶8一端连接在尾梁1上，另一端连接在下限位千斤顶7缸筒上，用于调整下限位千斤顶7的摆幅；

挡板调整千斤顶9设置在下限位千斤顶7后侧，其一端连接在后伸缩梁2上，另一端连接在隔离挡板3上，

隔离布张紧千斤顶10固定在下限位千斤顶7缸筒上，其伸缩端连接隔离布4，隔离布4的另一端绕过隔离挡板3底部、隔离挡板3后侧、隔离挡板3顶部固定在隔离挡板3顶部的前端。

本发明的采充方法：

充填作业状态下：上限位千斤顶6伸出靠紧隔离挡板3的上部，下限位千斤顶7伸出靠紧隔离挡板3的下部，挡板调整千斤顶9伸出靠紧隔离挡板3的中部，使得隔离挡板3的顶部和底部与巷道抵接形成充填密封挡墙；

非充填作业状态下：上限位千斤顶6收回，下限位千斤顶7解除对隔离挡板3的作用，隔离挡板3上下回缩至其顶部和底部的密封块11解除对巷道的抵接；

采充平行作业状态下：液压支架携尾梁1整体前移且后部充填作业过程中，后伸缩梁2在伸缩梁千斤顶5的作用下由尾梁1后部伸出，上限位千斤顶6伸缩端始终靠紧隔离挡板3的上部，下限位千斤顶7伸缩端进一步伸长并在下限位摆动千斤顶8的带动下调整摆幅使下限位千斤顶7的端部始终靠紧隔离挡板3的下部，保证隔离挡板3的顶部和底部与巷道稳定抵接形成充填密封挡墙；充填结束后，隔离挡板3恢复至非充填作业状态，后伸缩梁2在伸缩梁千斤顶5的作用下收至尾梁1内。

液压支架在顶梁落架的时候，挡板调整千斤顶缩回形成联动，防止落架时损伤隔离挡板。液压支架底座上控制推拉杆(控制支架前移)的推拉油缸和后伸缩梁联动，为了保证后挡板的整体性竖直，支架前移时推拉油缸缩回时，后伸缩梁油缸必须伸出，而且行程同步，保持后隔离板的整体性。当支架全部走到位时，通过电液控收回隔离挡板。

在本发明的一较佳实施例中，所述下挡板32由相互独立的左挡板321和右挡板322组成，左挡板321和右挡板322分别连接独立的下伸缩千斤顶34，下挡板32底部的密封块11通过连接框架110分别与左挡板321和右挡板322铰接相连。所述密封块11的内侧设置有用于与下限位千斤顶7相连的连接座12。

采用上述相互独立的左挡板321和右挡板322且二者分别由独立的下伸缩千斤顶控制，配合底部密封块11与左、右挡板的铰接连接关系，能够提高密封块的接地性能，如图6所示，当密封块的一端接地时油缸到位，另一端的油缸继续伸出以铰接销轴为中心旋转直至胶条接地压紧，使密封块适用不同工况下的地面，保证密封效果。

在本发明的一较佳实施例中，所述下限位千斤顶7的伸缩端设置为球头结构，连接座12上设置有与下限位千斤顶7伸缩端相适配的球窝座120。能够使下限位千斤顶7进一步适配密封块通过铰接旋转来自适应地面，同时这种结构能够实现下限位千斤顶7与球窝座120的快速拆装，有利于隔离挡板3的快速收回，而且避免了该过程中人工操作。

在本发明的一较佳实施例中，所述左挡板321固定连接有用于与相应下伸缩千斤顶34伸缩端相连的第一连接板131，第一连接板131与球窝座120之间连接有与左挡板321铰接相连的第一缓冲板141；右挡板322固定连接有用于与相应下伸缩千斤顶34伸缩端相连的第二连接板132，第二连接板132与球窝座120之间连接有与右挡板322铰接相连的第二缓冲板142。所述第一缓冲板141和第二缓冲板142的上端面分别与第一连接板131、第二连接板132相接触，所述第一缓冲板141和第二缓冲板142的下端面包括两斜面段，两斜面段分布在相应缓冲板与相应挡板的铰接点两侧，由铰接点向缓冲板两端方向缓冲板宽度呈变窄趋势。

通过上述两缓冲板的特殊结构设计配合其与左、右挡板的铰接关系以及与密封块的连接关系，能够使相应缓冲板随密封块的铰接转动而适应性转动，使缓冲板上、下端始终分别与相应连接板和密封块球窝座相接触，增强球窝座下方、密封块内侧的密封效果，同时减小连接框架与左、右挡板铰接轴的承载压力，提高工件寿命。本实施例的底部密封块采用上端面形状呈“”、底端面呈凹凸结构的迷宫式弹性密封胶条设计，一则通过增设的球窝座配合连接下限位千斤顶，另外配合左、右挡板及两缓冲板的结构及连接关系，无论接触面是否平整都能压紧密实，防止漏液，保证了支架的适应性。

在本发明的一较佳实施例中，所述隔离布张紧千斤顶10的伸缩端通过一拉簧15与隔离布4相连，有利于在液压支架前移过程中隔离布自适应与隔离挡板的配合。当隔离挡板外伸的时候隔离布展开，当高度达到要求时，通过收布千斤顶对隔离布自动回收。隔离布张紧千斤顶10悬吊在下限位千斤顶下边，节省空间，管理方便。