CN103291315A - 岩巷连续出矸方式下矿车车缝随动分矸装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩巷连续出矸方式下的矿车车缝随动分矸装置，它含有两侧支架，所述两侧支架上均设置一个活动架，每一所述活动架上分别设置一个护帮板，两个所述护帮板之间设置有挡矸板，所述挡矸板的截面为三角形，每一所述活动架上分别安装一个卡爪伸缩油缸，两个所述卡爪伸缩油缸的活塞杆与一个连杆连接，所述连杆的每一端分别与两个卡爪的一端铰接，所述两个卡爪的中部分别与所述护帮板铰接，所述活动架通过钢丝绳与小车拉回油缸的活塞杆连接，所述卡爪伸缩油缸与控制器连接，所述控制器与传感器连接。本发明很好地将矸石分入矿车内，使矿车连续装矸，解决了快速掘进时后巷运输跟不上的后顾之忧，保证了工作面迎头出矸的速度。

Description

岩巷连续出矸方式下矿车车缝随动分矸装置

 

技术领域：

本发明涉及一种煤矿岩巷连续出矸，特别是涉及一种岩巷连续出矸方式下的矿车车缝随动分矸装置。 

背景技术：

目前，国内岩巷掘进仍然以钻眼爆破工艺为主，其中矸石的排出设备主要是耙斗装岩机配合矿车。这种排矸方式属于间断不连续排矸形式，出矸就不能倒矸，装、运只能分开单行作业，倒车出矸占用整个施工工序的时间较长，而且这种排矸方式受到矿车供应的制约。一旦矿车供应不上，巷道迎头的整个掘进作业就得停止，严重制约着巷道的掘进速度。另外，也有部分煤矿采用侧卸式装岩机配合耙斗装岩机和矿车，还有部分矿山采用梭式矿车，这些出矸设备在一定程度上提高了出矸速度，但仍然属于间断不连续作业形式，同样受到后路运输等问题的制约，在国内煤矿企业中也没有得到大量的应用。

为优化出矸工艺，改进出矸设备，争取实现扒矸、装矸、运矸一体化和装、运平行作业，需采用一种适用于斜巷、大断面全岩巷道掘进的新型配套设备。2013年， 陈四楼煤矿八采区引进了国内一家煤矿机械设备公司生产的一台ZWY-150/45防爆型履带式挖掘装载机，装载机首先机械装矸，通过皮带配合将矸石直接运到矿车内，电机车牵引矿车在轨道上行驶，即“挖掘机+皮带机+矿车”新型配套运输系统，实现了大断面岩巷快速掘进，一次牵引10辆或者更多的矿车。

 “挖掘机+皮带机+矿车”新型配套运输系统直接省去了临时矸石仓的环节，由电机车一次牵引矿车，矸石经皮带直接进矿车，连续出矸全部装满后由电机车直接运至大巷，实现一个循环。但在电机车牵引矿车接矸过程中存在一个问题，即挖掘机配合皮带出矸时是连续作业，矿车与矿车之间存在一定的间隙，当电机车牵引矿车运动使间隙到落矸点位置时，矸石会洒落在矿车的间隙内，影响出矸同时也给人身带来一定的安全隐患。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种设计独特、结构合理、使用方便且工作效率高的岩巷连续出矸方式“挖掘机+皮带机+矿车”方式下的矿车车缝随动分矸装置。

本发明的技术方案是：一种岩巷连续出矸方式下的矿车车缝随动分矸装置，含有两侧支架，所述两侧支架上均设置一个活动架，每一所述活动架上分别设置一个护帮板，两个所述护帮板之间设置有挡矸板，所述挡矸板的截面为三角形，每一所述活动架上分别安装一个卡爪伸缩油缸，两个所述卡爪伸缩油缸的活塞杆与一个连杆连接，所述连杆的每一端分别与两个卡爪的一端铰接，所述两个卡爪的中部分别与所述护帮板铰接，所述活动架通过钢丝绳与小车拉回油缸的活塞杆连接，所述卡爪伸缩油缸与控制器连接，所述控制器与传感器连接。

所述传感器为八个，分别为1#—8#传感器，其中，1#、2#、3#传感器为红外线传感器，用于检测矿车的位置信号，4#、5#，6#、7#，8#传感器为磁性传感器，4#、5#传感器用于检测控制卡爪伸缩油缸下放与抬起的位置信号，6#、7#传感器用于检测所述活动架的前后极限位置信号，8#传感器用于检测小车拉回油缸收回的位置信号。

两个所述护帮板上分别设置一个伸缩槽，所述连杆的两端位于所述伸缩槽中。所述活动架上设置有滑轮，所述两侧支架上设置有滑道，所述滑轮与所述滑道相接触。

所述两侧支架下部设置有主支撑架和侧支撑架；所述活动架由支腿和油缸底座构成，所述卡爪伸缩油缸安装在所述油缸底座上。

本发明的有益效果是：

1、本发明很好地将矸石分入矿车内，使矿车连续装矸，解决了快速掘进时后巷运输跟不上的后顾之忧，保证了工作面迎头出矸的速度。

2、本发明结合电气控制、液压控制、机械结构各自的特点，形成了一套机、电、液一体化的自动控制系统，结构简单、实用可靠，实现方式更加智能化。

3、本发明提高了岩巷快速掘进的自动化、智能化水平，节省劳动力的同时使得人员操作起来更加地简单，而且只需要一名工人即可同时操作皮带和分矸系统，既省时又省力。

4、本发明促进了岩巷快速掘进作业线的有效实施，显著提高单进和工效，降低劳动强度，保证了安全生产，安全效果非常好，实现了现代化管理水平。

5、本发明设计独特、结构合理、使用方便且工作效率高，其适应性广，可应用于多种类型的岩石巷道的放矸地点，甚至也可应用于其他领域（如物流领域），具有广阔的前景和长远的推广价值。

附图说明：

图1为出矸方式图；

图2为岩巷连续出矸方式下矿车车缝随动分矸装置的结构示意图；

图3为岩巷连续出矸方式下矿车车缝随动分矸装置的电路原理图；

图4为岩巷连续出矸方式下矿车车缝随动分矸装置的启动状态示意图；

图5为岩巷连续出矸方式下矿车车缝随动分矸装置的极限位置示意图。

图6为岩巷连续出矸方式下矿车车缝随动分矸装置的传感器状态时序图。

具体实施方式：

实施例：参见图1-图6，图中，1-挡矸板，2-护帮板，3-油缸伸缩槽，4-卡爪，5-支腿，6-滑轮，7-活动架，8-卡爪伸缩油缸，9-油缸底座，10-连杆，11-滑道，12-支架，13-主支撑架，14-侧支撑架，15-小车拉回油缸，16-钢丝绳，17-1#传感器，18-2#传感器，19-3#传感器，20-4#传感器，21-5#传感器，22-6#传感器，23-7#传感器，24-8#传感器，25-落矸点。

岩巷连续出矸方式下的矿车车缝随动分矸装置含有两侧支架12，其中：两侧支架12上均设置一个活动架7，每一活动架7上分别设置一个护帮板2，两个护帮板2之间设置有挡矸板1，挡矸板1的截面为三角形（并且下面不封口），每一活动架7上分别安装一个卡爪伸缩油缸8，两个卡爪伸缩油缸8的活塞杆与一个连杆10连接，连杆10的每一端分别与两个卡爪4的一端铰接，两个卡爪4的中部分别与护帮板2铰接，活动架7通过钢丝绳16与小车拉回油缸15的活塞杆连接，卡爪伸缩油缸8与控制器连接（图中未画出），控制器与传感器连接。

传感器为八个，分别为1#传感器17、2#传感器18、3#传感器19、4#传感器20、5#传感器21、6#传感器22、7#传感器23和8#传感器24，其中，1#、2#、3#传感器为红外线传感器（一个发射器，一个接收器，两者对准导通），用于检测矿车的位置信号，4#、5#，6#、7#，8#传感器为磁性传感器（接触磁铁即导通），4#、5#传感器用于检测控制卡爪伸缩油缸8下放与抬起的位置信号，6#、7#传感器用于检测活动架7的前后极限位置信号，8#传感器用于检测小车拉回油缸15收回的位置信号。

两个护帮板2上分别设置一个伸缩槽3，连杆10的两端位于油缸伸缩槽3中。活动架7上设置有滑轮6，两侧支架12上设置有滑道11，滑轮6与滑道11相接触。两侧支架12下部设置有主支撑架13和侧支撑架14；活动架7由支腿5和油缸底座9构成，卡爪伸缩油缸8安装在油缸底座9上。

挡矸板1由四块10mm的钢板焊接而成，护帮板2由将四块10mm的梯形钢板分别焊接在三角体的侧面边棱上，卡爪4由10mm钢板加工而成，两头半圆弧，中间矩形，矩形部分两次折角。滑道11为60mm的角铁。

工作时，两侧支架12分别安装在车道两侧。整个装置主要分为三个部分：电控系统、液压系统及机械机构。主要由防爆电源箱、本安电控箱、液压站、自动分矸活动架等部件组成。电源分别给电控箱和液压站供电，液压站驱动油缸伸缩动作，油缸带动自动分矸活动架来回运动。矿车位置由传感器检测，检测出相应的信号后控制油泵电机启动，油缸控制机械结构动作，分矸装置随矿车移动完成分矸任务。活动架相当于移动小车。

电控系统主要由电源部分和控制部分组成。电源部分由660V/220V照明综保、220V/24V不间断电源模块、QJZ₂-80N真空电磁起动器组成；控制部分由PLC、DC24V继电器、红外传感器、磁性传感器组成。AC660V电源取自配电点馈电，经过AC660V/220V照明综保给防爆电源箱提供AC220V电源，防爆电源箱内为一个AC220V/DC24V的电源模块，直接提供给控制箱内的PLC和继电器的DC24V电源；AC660V提供给80起动器，控制一台油泵电机。

图3中，KA1、KA2、KA3、KA4、KA5、KA6、KA7为中间继电器，C1、C2、C3为红外线传感器（一个接收器、一个发送器，两者对准导通），C4、C5、C6、C7 、C8为磁性传感器（接触磁铁即导通），KM1、KM2、KM3、KM4为电磁阀的线圈，SB1、SB2为电控系统启动、停止按钮。按下启动按钮后，传感器开始检测矿车、小车及油缸的位置，如果不在初始位置，则恢复到初始位。当前车后沿驶过C1传感器时，接收器收到发送器的信号，C1导通，KA1线圈得电，KA1常开触点闭合，输入X1，输出Y0，KA4线圈得电，KA4常开触点闭合，电磁阀线圈KM1得电，电磁阀打开前油缸伸出，小车卡住下放卡住矿车两沿，到位时C4导通；小车随矿车走到前限位时，C6导通，输入X4，输出Y3，KA5线圈得电，KA5常开触点闭合，电磁阀线圈KM2得电，电磁阀打开前油缸收回，小车卡爪抬起，到位时C5导通，小车停止在前限位置；当后车前沿驶过2#传感器时，C2导通，KA2线圈得电，KA2常开触点闭合，输入X4，输出Y1，KA6线圈得电，KA6常开触点闭合，电磁阀线圈KM3得电，电磁阀打开后油缸伸出拉回小车；小车到后限位时，C7导通，输入X5，输出Y2，KA7线圈得电，KA7常开触点闭合，电磁阀线圈KM4得电，电磁阀打开后油缸收回，收回到位后C8导通，电磁阀失电，小车停在初始位置。图4为挡矸装置启动状态，图5为挡矸装置运动至前限位。

以两辆矿车为例，其工作原理为：小车初始位置为后限位置，当矿车之间的间隙运动至小车正下方，前矿车后沿驶过1#传感器17的位置时，1#传感器17检测到发射器发送的信号，控制卡爪4的卡爪伸缩油缸8伸出，卡爪4下放，卡在两辆矿车的前后沿，小车随着矿车移动；当到达前限位置后控制卡爪的油缸收回，小车卡爪抬起，矿车继续向前行驶，而小车停在前限位置；直到后矿车前沿驶过2#传感器18的位置时，2#传感器18的信号被阻断，启动拉回小车油缸15伸出拉小车返回到初始位置，拉回小车油缸18再收回，一次随动任务完成，等待下一次间隙的到来，如此往返运动，实现出矸连续作业。整个过程中，落矸点从第一辆矿车跃过三角形小车的顶端到第二辆矿车，再回到靠前一辆矿车内，小车在矿车上方往返运动，实现快速连续装矸。

由于卡爪4卡在两辆矿车中间挡住间隙，矸石落下来被分矸装置分流只会落在两辆矿车内，间隙躲过落矸点后三角形的分矸装置退回到初始位置，等待下辆矿车之间的间隙，重复上述动作，直到矿车全部装满完成出碴任务，实现了装矸、出矸工作快速连续作业。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质所作的任何简单修改，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种岩巷连续出矸方式下的矿车车缝随动分矸装置，含有两侧支架，其特征是：所述两侧支架上均设置一个活动架，每一所述活动架上分别设置一个护帮板，两个所述护帮板之间设置有挡矸板，所述挡矸板的截面为三角形，每一所述活动架上分别安装一个卡爪伸缩油缸，两个所述卡爪伸缩油缸的活塞杆与一个连杆连接，所述连杆的每一端分别与两个卡爪的一端铰接，所述两个卡爪的中部分别与所述护帮板铰接，所述活动架通过钢丝绳与小车拉回油缸的活塞杆连接，所述卡爪伸缩油缸与控制器连接，所述控制器与传感器连接。

2.根据权利要求1所述的岩巷连续出矸方式下的矿车车缝随动分矸装置，其特征是：所述传感器为八个，分别为1#—8#传感器，其中，1#、2#、3#传感器为红外线传感器，用于检测矿车的位置信号，4#、5#，6#、7#，8#传感器为磁性传感器，4#、5#传感器用于检测控制卡爪伸缩油缸下放与抬起的位置信号，6#、7#传感器用于检测所述活动架的前后极限位置信号，8#传感器用于检测小车拉回油缸收回的位置信号。

3.根据权利要求1所述的岩巷连续出矸方式下的矿车车缝随动分矸装置，其特征是：两个所述护帮板上分别设置一个伸缩槽，所述连杆的两端位于所述伸缩槽中。

4.根据权利要求1所述的岩巷连续出矸方式下的矿车车缝随动分矸装置，其特征是：所述活动架上设置有滑轮，所述两侧支架上设置有滑道，所述滑轮与所述滑道相接触。

5.根据权利要求1所述的岩巷连续出矸方式下的矿车车缝随动分矸装置，其特征是：所述两侧支架下部设置有主支撑架和侧支撑架；所述活动架由支腿和油缸底座构成，所述卡爪伸缩油缸安装在所述油缸底座上。

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