移动式液压密闭充填装置

摘要

本发明的移动式液压密闭充填装置包括并行排列的若干组液压支架，每组液压支架的后端通过横梁连接硬质板材的竖直挡墙，液压支架上分别通过支撑板固定安装有上、下两相互背对的液压缸，液压缸的活塞杆顶端固定调节板，调节板包括垂直于活塞杆的一水平压板和焊接在水平压板两端且平行于活塞杆的两竖直板，水平压板固定在活塞杆顶端，竖直板位于竖直挡墙的内侧，若干面竖直挡墙的外侧设有一整体的防水布帘，布帘的上、下两端分别绕过上、下水平压板并通过调节弹簧与支撑板连接，水平压板上方布帘的上方设有高分子弹性密封块，密封块通过定位装置与布帘连接。利用本装置进行充填，密封效果好，通过边开采边充填对顶板垮落和地表沉降起到很好的抑制作用。

权利要求

1.一种移动式液压密闭充填装置，包括并行排列的若干组液压支架（16），其特征在于：每组液压支架（16）的后端通过横梁（15）连接硬质板材的竖直挡墙（5），液压支架（16）上分别通过支撑板（14）固定安装有上、下两相互背对的液压缸（12），液压缸（12）的活塞杆（11）顶端固定调节板（10），调节板（10）包括垂直于活塞杆（11）的一水平压板（20）和焊接在水平压板（20）两端且平行于活塞杆（11）的两竖直板（22），水平压板（20）固定在活塞杆（11）顶端，竖直板（22）位于竖直挡墙（5）的内侧，若干面竖直挡墙（5）的外侧设有一整体的防水布帘（4），布帘（4）的上、下两端分别绕过上、下水平压板（20）并通过调节弹簧（13）与支撑板（14）连接，水平压板（20）上方布帘（4）的上方设有高分子弹性密封块（2），密封块（2）通过定位装置与布帘（4）连接。

2.根据权利要求1所述的移动式液压密闭充填装置，其特征在于：所述的定位装置包括圆柱体（17）、螺栓（18）和垫圈（19），圆柱体（17）和垫圈（19）分别设置在布帘（4）的上、下方，圆柱体（17）内部设有与螺栓（18）配合的螺孔，螺栓（18）穿过垫圈（19）、布帘（4）并与圆柱体（17）螺纹连接，对应圆柱体（17）在密封块（2）的底部设有定位凹槽，圆柱体（17）位于定位凹槽中。

3.根据权利要求1所述的移动式液压密闭充填装置，其特征在于：所述的水平压板（20）的顶部左右两侧设置导辊（21），布帘（4）从两导辊（21）上绕过。

4.根据权利要求1、2或3所述的移动式液压密闭充填装置，其特征在于：所述的布帘（4）是PVC塑料布、无纺布或者橡胶布。

5.根据权利要求1所述的移动式液压密闭充填装置，其特征在于：所述的硬质板材是超高分子量聚乙烯板材、铁质板材或者木质板材的一种。

6.根据权利要求1所述的移动式液压密闭充填装置，其特征在于：相邻密封块（2）的接触面为楔形面。

7.根据权利要求1或6所述的移动式液压密闭充填装置，其特征在于：所述的密封块（2）是橡胶块或者聚氨酯弹性块。

说明书

移动式液压密闭充填装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种移动式液压密闭充填装置，属于煤炭开采充填领域，适用于高水材料的充填。

背景技术

[0002] 目前，在煤炭开采领域中的采煤方法，按采空区处理的方式可分为：垮落法、煤柱法和充填法三种。其中，充填采煤法是指在工作面的回采过程中或开采后，采用相对廉价的充填材料将采空区充填密实的采煤方法。其目的，主要是利用充填体对围岩进行控制，以减少地表沉降和底板突水等生态与地质灾害。同时，为回采工作面创造更加安全的作业条件。在使用高水材料进行充填开采的工艺中，由于高水材料具有较强的流动性，需要对拟充填的开放式采空区进行密闭。对巷道式充填开采、条带式充填开采、壁式充填开采等方法中的采空区，通常采用的是煤柱墙、垒砖墙或者塑编袋等三种方式进行密闭。这三种方式存在的主要问题是资源回收率低、生产效率低、充填效率低。但至今为止，还没有很好的方法能够替代上述方式。

发明内容

[0003] 根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种充填密封效果好、成本低且能够提高充填效率的移动式液压密闭充填装置，尤其适用于高水材料在综采工作面实现连续、高效充填。

[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述的移动式液压密闭充填装置，包括并行排列的若干组液压支架，其特征在于：每组液压支架的后端通过横梁连接硬质板材的竖直挡墙，液压支架上分别通过支撑板固定安装 有上、下两相互背对的液压缸，液压缸的活塞杆顶端固定调节板，调节板包括垂直于活塞杆的一水平压板和焊接在水平压板两端且平行于活塞杆的两竖直板，水平压板固定在活塞杆顶端，竖直板位于竖直挡墙的内侧，若干面竖直挡墙的外侧设有一整体的防水布帘，布帘的上、下两端分别绕过上、下水平压板并通过调节弹簧与支撑板连接，水平压板上方布帘的上方设有高分子弹性密封块，密封块通过定位装置与布帘连接。

[0005] 其中，定位装置可以是螺栓等紧固件，本发明采用如下优选方案：

[0006] 所述的定位装置包括圆柱体、螺栓和垫圈，圆柱体和垫圈分别设置在布帘的上、下方，圆柱体内部设有与螺栓配合的螺孔，螺栓穿过垫圈、布帘并与圆柱体螺纹连接，对应圆柱体在密封块的底部设有定位凹槽，圆柱体位于定位凹槽中。在充填作业前，尤其是变换工作区后，需要根据工作区情况(顶板、底板的位置)确定布帘的长度，然后通过定位装置将布帘与密封块定位。但是由于在同一工作区，煤层顶板、底板之间的距离相差不大，因此，在同一工作区的充填作业过程中，一般不需要调节布帘的长度。

[0007] 所述的水平压板的顶部左右两侧设置导辊，布帘从两导辊上绕过。通过导辊能够减少水平压板与布帘的之间的摩擦，从而对布帘起到防护作用，延长布帘的使用寿命。 [0008] 所述的布帘是PVC塑料布、无纺布或者橡胶布。通过整体的布帘将相邻竖直挡墙之间的缝隙进行阻挡，保证充填时的密封效果。

[0009] 所述的硬质板材是超高分子量聚乙烯板材、铁质板材或者木质板材的一种。 [0010] 所述的密封块是橡胶块或者聚氨酯弹性块，相邻密封块的接触面为楔形面。通过楔形面能够保证相邻密封块之间的密封，提高充填的密封效果。

[0011] 工作时，液压支架的前端平行于采煤工作面，而且需要根据采煤工作面的宽度确定相并排的液压支架的数量，使若干组液压支架后端的竖直挡墙共同形成一面充填竖直挡墙并用布帘相邻竖直挡墙之间的缝隙进行密封，同时通过液压缸调节上、下两调节板及两密封块的位移，使密封块与顶板、底板紧密接触，保证竖直挡墙与顶板、底板之间的密封，然后将高水膨胀充填材料充填入竖直挡墙与已充填区之间的密闭空间(即：待充区)中，待高水膨胀充填材料凝固后，采煤机沿采煤工作面继续开采，开采一段距离后(该距离不超过初次跨落距离)，若干组液压支架随采煤机同时向采煤工作面移动，然后重复上述充填动作，边开采边充填。

[0012] 除上述外，上、下两液压缸也可以用双头液压油缸来替代，通过双头液压油缸的两活塞杆来控制两密封块的升降。

[0013] 本发明所具有的有益效果是：

[0014] 本移动式液压密闭充填装置直接采用液压支架后端的竖直挡墙作为充填竖直挡墙，无需额外砌筑竖直挡墙，因此节省了传统充填过程中的劳动力(砌筑竖直挡墙或者挂袋)，降低了成本且提高了充填效率；由于顶板和底板高低不平，通过液压缸调节上、下两密封块的位移，能够使密封块与顶板、底板紧密接触，以保证充填时竖直挡墙与顶板、底板的密封；通过整体的布帘将相邻竖直挡墙之间的缝隙进行阻挡，既保证充填时的密封效果，又避免充填料浆对竖直挡墙的污染和损害；保证通过边开采边充填的方式，对围岩移动起到很好的控制作用，从而对顶板垮落和地表沉降起到很好的抑制作用。

附图说明

[0015] 图1是本发明的应用状态示意图；

[0016] 图2是图1的A-A剖面图；

[0017] 图3是图1的左视图；

[0018] 图4是图1的B-B剖面图；

[0019] 图5是图4中I部位的局部放大图。

[0020] 图中：1、顶板；2、密封块；3、楔形面；4、布帘；5、竖直挡墙；6、底板；7、已充填区；8、待充区；9、采煤工作面；10、调节板；11、活塞杆；12、液压缸；13、调节弹簧；14、支撑板；
15、横梁；16、液压支架；17、圆柱体；18、螺栓；19、垫圈；20、水平压板；21、导辊；22、竖直板。

具体实施方式

[0021] 下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：

[0022] 如图1～5所示，移动式液压密闭充填装置，包括并行排列的若干组液压支架16，每组液压支架16的后端通过横梁15连接硬质板材的竖直挡墙5，液压支架16上分别通过支撑板14固定安装有上、下两相互背对的液压缸12，液压缸12的活塞杆11顶端固定调节板10，调节板10包括垂直于活塞杆11的一水平压板20和焊接在水平压板20两端且平行于活塞杆11的两竖直板22，水平压板20固定在活塞杆11顶端，竖直板22位于竖直挡墙5的内侧，若干面竖直挡墙5的外侧设有一整体的防水布帘4，布帘4的上、下两端分别绕过上、下水平压板20并通过调节弹簧13与支撑板14连接，水平压板20上方布帘4的上方设有高分子弹性密封块2，密封块2通过定位装置与布帘4连接。

[0023] 其中：

[0024] 所述的定位装置包括圆柱体17、螺栓18和垫圈19，圆柱体17和垫圈19分别设置在布帘4的上、下方，圆柱体17内部设有与螺栓18配合的螺孔，螺栓18穿过垫圈19、布帘4并与圆柱体17螺纹连接，对应圆柱体17在密封块2的底部设有定位凹槽，圆柱体17位于定位凹槽中；水平压板20的顶部 左右两侧设置导辊21，布帘4从两导辊21上绕过；布帘
4采用PVC塑料布、无纺布或者橡胶布；竖直挡墙5采用的硬质板材是超高分子量聚乙烯板材、铁质板材或者木质板材的一种；密封块2是橡胶块或者聚氨酯弹性块，相邻密封块2的接触面为楔形面2；本发明中，上、下两液压缸12也可以用双头液压油缸来替代，通过双头液压油缸的两活塞杆来控制两密封块2的升降。

[0025] 工作时，液压支架16的前端平行于采煤工作面9，而且需要根据采煤工作面9的宽度确定相并排的液压支架16的数量，使若干组液压支架16后端的竖直挡墙5共同形成一面充填竖直挡墙5并用布帘4相邻竖直挡墙5之间的缝隙进行密封，同时通过液压缸11调节上、下两调节板10及两密封块2的位移，使密封块2与顶板1、底板6紧密接触，保证竖直挡墙5与顶板1、底板6之间的密封，然后将高水膨胀充填材料充填入竖直挡墙5与已充填区7之间的密闭空间(即：待充区8)中，待高水膨胀充填材料凝固后，采煤机沿采煤工作面9继续开采，开采一段距离后(该距离不超过初次跨落距离)，若干组液压支架16随采煤机同时向采煤工作面9移动，然后重复上述充填动作，边开采边充填。