[发明专利]一种用于煤矿破碎顶板综采工作面的沿空留巷充填支护系统

说明书

本发明公开了一种用于煤矿破碎顶板综采工作面的沿空留巷充填支护系统，涉及煤矿综采支护设备，用于减少沿空留巷充填开采采空区顶板无支护面积，提供封闭式充填作业空间，保证沿空留巷支护系统的高效自移及工人安全作业，同时为充填墙体提供强力支撑。它包括充填过渡支架和通过柔性拉移系统连接在其后的挡矸支架，充填过渡支架与输送机通过推移系统连接。支护系统正常工作时，充填过渡支架、挡矸支架支撑采空区顶板，减少了顶板的裸露面积，同时靠近采空区的支架设计有侧挡矸板、后部挡矸板及可旋转挡矸装置，形成对采空区顶板的安全维护及封闭式的充填作业空间，同时为充填墙体分担顶板载荷；充填过渡支架移架时，以输送机为支点，依靠推移系统使充填过渡支架前移；挡矸支架移架时，以充填过渡支架为支点，依靠柔性拉移系统使挡矸支架前移，同时可自动调整支架姿态，实现支护系统的高效自移。

技术领域

本发明涉及一种用于煤矿破碎顶板综采工作面的沿空留巷充填支护系统，属于煤矿开采机械制造领域。

背景技术

沿空留巷是一种无煤柱开采技术，技术经济效益明显，近年来广泛推广应用。该技术能实现高瓦斯矿井Y型通风，解决隅角瓦斯积聚；少掘一条巷道，缓解采掘交替紧张；取消孤岛工作面，避免工作面跳采，减少搬家次数；回收区段护巷煤柱，节约资源，技术和经济效益显著。自上世纪70年代开始，我国开始引进、消化、使用沿空留巷技术，几十年来在沿空留巷支护理论与技术方面积累了丰富的经验，但受赋存条件、支护设备、充填材料及工艺等限制，使得沿空留巷技术没有得到更大范围推广应用。

目前煤矿井下沿空留巷多采用木支柱或单体液压支柱配合铰接顶梁联合支护，该支护方式支护强度低，不能自移，不能有效隔离采空区与充填作业区，且人工操作随意性强，无法保证充填墙体与巷道平行，效果较差，若采用常规工作面液压支架支护，支架后部掩护梁上方区域顶板极易垮落，无支护面积较大，增加安全隐患，同时挡矸结构设计困难，难于保证工作空间的安全性。

发明内容

本发明目的在于针对现有沿空留巷工艺特点，提供一种支护强度高、安全性好、结构紧凑、易于推移的沿空留巷用充填过渡支架，本发明方法能够减小沿空留巷顶板无支护面积，提供封闭式充填空间，保证充填过渡支架的高效自移及沿空留巷作业的安全性。

技术方案：一种用于煤矿破碎顶板综采工作面的沿空留巷充填支护系统，包括充填过渡支架及挡矸支架，充填过渡支架通过推移系统与输送机连接，挡矸支架通过柔性拉移系统与充填过渡支架连接，可旋转挡矸装置一端与充填过渡支架底座连接，另一端斜搭在挡矸支架采空区侧，达到密闭充填作业空间的目的。

充填过渡支架布置在工作面内，避免顶梁破坏巷道锚索，通过推移系统与输送机连接，用于推移输送机及拉架。充填过渡支架包括主顶梁、正四连杆稳定机构、液压立柱、主底座、前伸缩装置、随动连接装置、护帮装置、后顶梁、后底座、后伸缩梁及相关油缸。充填过渡支架主顶梁与后顶梁铰接，后顶梁能以该铰接轴线为中心旋转，以更好接顶及适应采空区顶板下沉；充填过渡支架升起时，主顶梁直接接触采空区顶板，对采空区顶板起到支撑维护作用。正四连杆稳定机构与主顶梁铰接点位于主顶梁下部，正四连杆稳定机构位于中排液压立柱与后排液压立柱之间。充填过渡支架液压立柱可带动主顶梁、后顶梁上下升降以适应采高变化。充填过渡支架主底座后部设计有与后底座铰接的长孔，主底座前端抬起时，改善主底座与后底座铰接销轴受力状况，同时适应底板起伏；充填过渡支架后顶梁的柱帽位于装配后伸缩梁箱型空间的下方，结构紧凑；充填过渡支架后底座后部设计有与拉移系统链环卡连接的排孔。

带挡矸装置的充填过渡支架包括主顶梁、正四连杆稳定机构、液压立柱、主底座、前伸缩装置、随动连接装置、护帮装置、后顶梁、后底座、后伸缩梁、顶梁侧挡矸板、底座侧挡矸板、顶梁后挡矸板、底座后挡矸板及相关油缸。后底座后部设计有与可旋转挡矸装置连接的排孔；顶梁侧挡矸板与后顶梁采空区侧铰接，底座侧挡矸板固定在所述底座采空区侧，连接后顶梁侧挡矸板位于底座侧挡矸板外侧。

充填过渡支架布置数量可根据顶板状况适当增减，改善顶板维护效果。