[发明专利]一种采凝采充平行式膏体充填液压支架及充填方法

说明书

本发明公开了一种采凝采充平行式膏体充填液压支架及充填方法，该液压支架后部设有可调高隔挡装置，可调高隔挡装置通过液压绞盘、牵引链与底座相连，可根据充填工艺要求控制可调高隔挡装置与底座的相对位置及其高度，可随底座移动或不移动，实现边回采边充填、边回采边凝固，采凝采充平行作业，充填效率高，推进速度快，回采能力大，一定程度减小顶板的提前下沉量，改善充填效果，可以实现单个充填工作面较大的生产能力，有利于充填开采技术在大规模矿井的推广应用。

技术领域

本发明属于煤矿充填开采领域，具体涉及一种采凝采充平行式膏体充填液压支架及充填方法。

背景技术

为了解决三下压煤问题，波兰、德国、法国等煤矿都曾采用过充填法采煤。我国矿山应用较多的主要为固体充填、(超)高水材料充填和(似)膏体充填。

膏体充填采煤是指把煤矿或电厂产生的煤矸石、粉煤灰等固体废物，辅以水泥和水，在地面加工成无临界流速、不需脱水的高浓度浆体，利用行业大型充填工业泵，通过管道输送到井下采空区，适时进行置换采煤的新型采煤方法。似膏体充填采煤如今已经成了“三下”采煤的重要组成部分，在各大矿区均有着广泛的应用。

膏体充填材料继承了高浓度充填料浆井下脱水少、固结体强度高的材料特性，同时又解决高质量浓度料浆流动性差、管道输送困难的技术难题，但其凝固时间长，需要较长时间才能达到要求强度，大大降低了充填采煤的效率。

常规膏体充填工作面采用采-充-凝单行作业方式，即回采2-4m后进行一个循环的充填，充填后等待凝固到一定强度再回采，采煤和充填及凝固单行作业，不能平行作业，导致充填工作面煤炭年产量或充填量较低，年产量为50-60万吨/年，对于现代大型矿井，传统的膏体充填支架及充填方法难以满足矿井的生产能力或矸石处理能力的要求。

发明内容

本发明的目的是为了提高膏体充填工作面的煤炭年产量及膏体充填量，同时不影响充填效果，提供了一种采凝采充平行式膏体充填液压支架及充填方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：

采凝采充平行式膏体充填液压支架，包括前顶梁、后尾梁、底座及连接前顶梁、后尾梁与底座之间的四根立柱及四连杆，以及在底座后方的可调高隔挡装置，前顶梁与后尾梁之间铰接，可调高隔挡装置与底座之间通过液压绞盘和牵引链连接。

本发明进一步的改进在于，所述可调高隔挡装置呈“L”型。

本发明进一步的改进在于，可调高隔挡装置包括后座、抽屉式可调高挡板、垂直液压油缸及从抽屉式可调高挡板前部绕过其顶部铺设到采空区的纤维布，后座上部设有抽屉式可调高挡板及垂直液压油缸，垂直液压油缸的底部与顶部分别连接后座与抽屉式可调高挡板，通过垂直液压油缸的伸缩来控制抽屉式可调高挡板的高度；

本发明进一步的改进在于，所述的纤维布上开设有孔，且等效孔径O₉₅≤0.12mm。

本发明进一步的改进在于，所述的后尾梁为伸缩式结构。

本发明进一步的改进在于，当可调高隔离装置紧贴底座时，后尾梁伸长后超出可调高隔离装置的长度为N倍采煤机截深，N不大于3。

基于所述的采凝采充平行式膏体充填液压支架的充填方法，包括以下步骤：

第一步：进入一个充填循环的起始状态，可调高隔挡装置紧跟支架底座，后尾梁伸长后超出可调高隔挡装置的长度为N个采煤机截深，N不大于3；

第二步：连续割N刀煤，边割煤边移架，并保持后方的可调高隔挡装置位置不变，同时进行纤维布的续接延长，延长的长度满足一个充填循环的要求，纤维布倾向两端吊挂在两侧顺槽的顶部锚杆上；

第三步：支架底座不移动，待充填体凝固时间满足要求后，通过液压绞盘与牵引链将可调高隔挡装置向前拉移直至紧贴底座；