CN109436852A - 矿车连续自动装矸系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于煤矿井下作业矿车装运技术领域。一种矿车连续自动装矸系统，包括轨道；矿车推送组件设置在两所述轨道之间，用于推送矿车在轨道上行走；装矸料斗组件跨设在所述轨道上，用于接收输送带连续输送的矿料，并分装入相应的矿车中；控制系统控制所述矿车推送组件推送矿车行进，检测矿车位置，并由此控制所述装矸料斗组件向相应的矿车中分装矿料。本申请还公开了一种矿车连续自动装矸方法。本申请通过各组件的协调配合，从而实现了连续作业，全自动化分装矿料，大大提高了生产效率，使得煤矿井下作业的自动化技术得到了突破性的提高。

Description

矿车连续自动装矸系统及方法

技术领域

本发明属于煤矿井下作业矿车装运技术领域，具体涉及一种矿车连续自动装矸系统及方法。

背景技术

煤矿开采过程中，产生了大量的煤矸石，矸石需要从煤矿井下运输至地面，由于煤矿巷道条件限制，避免煤矸石和煤炭运输的相互干扰，需要对煤矸石进行临时性集中处理，要求统一调度和快速装运。煤矿现有条件下采用的多方法是：输送机出料出口处先放一辆轨道式煤矿运输矿车，靠人工观察装料情况，然后缓慢推动矿车使装料尽可能均匀，待一车装满后，停止供料，移走满车，再推入下一辆空车，如此循环操作需频繁启停矸石运输机满足矿车装料；存在的缺点有操作过程复杂，人员精力高度集中，自动化程度低。

目前，其在进行两矿车之间的切换过程中，很容易导致煤矸石洒落，进而导致工人频繁的清理，或者需要输送带间歇停止，对整个设备造成了很大的影响，同时对工作效率造成了很大的影响，无法实现自动化的运行和装卸。

为了实现全自动化，其不仅需要解决自动推送的问题，而且需要解决自动分装矿料、以及控制的难题，使得相互之间协调动作，才能实现连续自动作业。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种矿车连续自动装矸系统及方法，其结构设计合理，稳定性好，能够实现连续作业，大大提高工作效率，并降低了工人的劳动强度，节省了劳动力。

为达到上述目的，所采取的技术方案是：

一种矿车连续自动装矸系统，包括：轨道；矿车推送组件，其设置在两所述轨道之间，用于推送矿车在轨道上行走；装矸料斗组件，其跨设在所述轨道上，用于接收输送带连续输送的矿料，并分装入相应的矿车中；和控制系统，其控制所述矿车推送组件推送矿车行进，检测矿车位置，并由此控制所述装矸料斗组件向相应的矿车中分装矿料。

所述装矸料斗组件包括：支架，其跨设在矿车的轨道上部；并排布设在所述支架上的两料斗；和翻板，所述翻板枢接设置在两所述料斗之间的支架上，且在所述支架上设置有驱动所述翻板摆动的翻转动力组件；两所述料斗的下料口之间的最近端间距不小于相邻两所述矿车之间的间隔；两所述料斗的下料口之间的最远端间距不大于所述矿车的长度。

所述翻板下部设置有翻板轴，所述翻板轴两端通过轴承座设置在所述支架上，且在所述翻板轴的其中一端设置有驱动柄，所述翻转动力组件设置在所述驱动柄与支架之间。

所述支架上设置有平车组件，所述平车组件包括：调节架，其支撑设置在所述支架上；和刮料板，其枢接设置在所述调节架上，在所述刮料板与所述调节架或支架之间设置有平料动力组件，其驱动所述刮料板的摆动调节，所述刮料板呈V型，所述刮料板的宽度与所述矿车的宽度相匹配。

所述支架上设置有阻车组件，所述阻车组件包括：阻车板，两所述阻车板分别对应设置在所述矿车的两侧；阻车动力组件，其设置在所述支架上，且所述阻车板设置在所述阻车动力组件的动作端；和阻车块，其设置在所述阻车板上，通过所述阻车动力组件的动作，驱动所述阻车块与所述矿车贴合夹紧，实现阻车制动。

所述矿车推送组件包括：槽轮架，其固定设置在两所述轨道之间；推送架，所述推送架两侧设置有槽轮，所述槽轮匹配滑动设置在所述槽轮架内；和第一动力组件，其驱动所述推送架在所述槽轮架内往复动作；其中，所述推送架上设置有推爪，通过所述第一动力组件驱动所述推爪往复动作，并带动轨道上的矿车向前移动。

所述推爪包括第一状态和第二状态；在所述第一状态下，所述推爪的上端较所述矿车的底端高，用于推送所述矿车向前；在所述第二状态下，所述推爪的上端较所述矿车的底端低，用于第一动力组件和推送架的复位。

所述推爪铰接设置在所述推送架上，所述推爪截面呈直角三角形；第一状态为所述推爪的其中一直角边与矿车支撑贴合，另一直角边与推送架支撑贴合；第二状态下为所述第一动力组件复位，并在所述推爪的斜边与矿车的作用下，所述推爪翻转并经过矿车底部，实现推送架复位；所述推爪的铰接轴上设置有扭簧、或在所述推爪的后端设置有配重，用于实现推爪自动复位至第一状态；或所述推爪铰接设置在所述推送架上，在所述推爪与所述推送架之间设置有第二动力组件，所述第二动力组件驱动所述推爪在第一状态和第二状态下切换，且所述第二动力组件与第一动力组件联动。

所述控制系统包括包括称重检测系统、位置传感器、液压控制系统和电气控制系统，其中一区段的所述轨道为独立的浮动轨道，所述称重检测系统设置在所述浮动轨道下部，所述位置传感器用于检测轨道上的矿车位置。

一种矿车连续自动装矸方法，利用上述的矿车连续自动装矸系统进行矿车连续自动装矸，包括以下步骤：

①通过矿车推送组件推送矿车进入工作区域，由控制系统检测矿车位置，并对矿车进行定位；

②启动输送带输送矿料，并由装矸料斗组件向相应的矿车中进行分装矿料；

③待该矿车内矿料装满时，控制系统检测后部是否有矿车，若有，则装矸料斗组件向下一矿车进行分装矿料；若无，则停机。

进一步的，所述装矸料斗组件有第一下料口和第二下料口，所述步骤②为：启动输送带输送矿料，由装矸料斗组件的第一下料口对相应的矿车进行分装矿料，当该矿车内矿料达到一定量时，由矿车推送组件推动矿车前移，使得该矿车同时对应第一下料口和第二下料口，并切换至第二下料口对该矿车分装矿料；继续由矿车推送组件推动矿车前移，使得第一下料口对应于下一矿车。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

本发明能够通过两料斗之间的切换下料，进而与矿车进行配合，能够实现输送带的连续不间断输送物料，在自动化程度上得到了很大的提高，其能够为整个煤矸石的集中输送提供良好的作业条件，提高其作业效率。

本申请降低了工人的劳动强度，是实现整个自动化装运技术的先决条件，其解决了间歇停机或者物料洒落的问题的同时，能够优化整个装车的均匀性，其通过平车组件能够对矿车内的物料进行整平，避免发生洒落，通过阻车组件，能够实现矿车的精准定位，便于进行定点装车，其也是双料斗正常作业的保障。

本发明矿车运行平稳，其通过推爪的推送动作，能够实现往复自动推送定位，配合阻车组件，其能够实现精准定位，为整个系统的自动化作业提供良好的基础；同时，本申请能够通过自动称重检测系统，实现装料精准控制，在线监测，安全可靠，实用性强，提高了煤矿装矸石的自动化作业水平。

本申请在连续作业上实现了自动化，并且完成了矿车与矿车之间的连续自动化推进，能够提高整个装运过程中的效率，降低了工人的劳动强度，为整个自动化装运技术中提供了优良的基础条件。

本申请通过各组件的协调配合，从而实现了连续作业，全自动化分装矿料，大大提高了生产效率，使得煤矿井下作业的自动化技术得到了突破性的提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。

图1为根据本发明实施例的矿车连续自动装矸系统的正视结构示意图。

图2为根据本发明实施例的矿车连续自动装矸系统的俯视结构示意图。

图3为根据本发明实施例的装矸料斗组件的结构示意图。

图4为根据本发明实施例的装矸料斗组件的左视结构示意图。

图5为根据本发明实施例的装矸料斗组件的右视结构示意图。

图6为根据本发明实施例的矿车推送组件的结构示意图。

图7为根据本发明实施例的槽轮架和推送架的装配结构示意图之一。

图8为根据本发明实施例的槽轮架和推送架的装配结构示意图之二。

图9为根据本发明实施例的轨道和称重检测系统的结构示意图。

图中序号：

100为轨道、101为浮动轨道；

200为矿车推送组件、201为槽轮架、202为推送架、203为槽轮、204为第一动力组件、205为推爪、206为配重；

300为装矸料斗组件、301为支架、302为料斗、303为翻板、304为下料口、305为翻板轴、306为驱动柄、307为翻板动力组件；

400为阻车组件、401为阻车板、402为阻车块、403为阻车动力组件；

500为平车组件、501为调节架、502为刮料板、503为平料动力组件；

601为位置传感器、602为称重检测系统、603为电气控制系统、604为液压控制系统；

701为矿车、702为输送带。

具体实施方式

为了使得本发明的技术方案的目的、技术特征和技术效果更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。

参见图1和图2一种矿车连续自动装矸系统，包括轨道100、矿车推送组件200、装矸料斗组件300和控制系统，矿车推送组件200设置在两所述轨道100之间，用于推送矿车701在轨道100上行走；装矸料斗组件300跨设在所述轨道100上，用于接收输送带702连续输送的矿料，并分装入相应的矿车701中；控制系统控制所述矿车推送组件200推送矿车行进，检测矿车701位置，并由此控制所述装矸料斗组件300向相应的矿车701中分装矿料。

具体的，参见图3-图5，其装矸料斗组件包括支架301、并排布设在所述支架301上的两料斗302和翻板303，支架301跨设在矿车的轨道上部；所述翻板303枢接设置在两所述料斗302之间的支架301上，且在所述支架301上设置有驱动所述翻板303摆动的翻转动力组件307；两所述料斗302的下料口304之间的最近端间距不小于相邻两所述矿车之间的间隔；两所述料斗302的下料口304之间的最远端间距不大于所述矿车的长度。其中煤矸石的输送带设置在两料斗上部，当翻板位于左侧时，则右侧的料斗下料，左侧的料斗被覆盖；当翻板位于右侧时，则左侧的料斗下料，右侧的料斗被覆盖。

其翻板及翻板动力组件的具体传动结构为：在翻板303下部设置有翻板轴305，所述翻板轴305两端通过轴承座设置在所述支架301上，且在所述翻板轴305的其中一端设置有驱动柄306，所述翻转动力组件307设置在所述驱动柄306与支架301之间，通过驱动翻板轴的旋转，实现翻板的左右摆动，进而使得输送带上的矿料进入不同的料斗。

为了进一步的提高矿车装车的均匀性，在支架301上设置有平车组件500，所述平车组件500包括调节架501和刮料板502，调节架501支撑设置在所述支架301上；刮料板502枢接设置在所述调节架501上，在所述刮料板502与所述调节架501或支架301之间设置有平料动力组件503，平料动力组件503驱动所述刮料板502的摆动调节。

为了避免矿料洒落，本实施例中的刮料板502呈V型，所述刮料板502的宽度与所述矿车的宽度相匹配。

为了提高矿车的稳定性，避免溜车，保障定位的精度，本实施例的支架301上设置有阻车组件400，所述阻车组件400用于稳固制动所述矿车。具体的，阻车组件400包括阻车板401、阻车动力组件403和阻车块402，两所述阻车板401分别对应设置在所述矿车的两侧；阻车动力组件403设置在所述支架301上，且所述阻车板401设置在所述阻车动力组件403的动作端；阻车块402设置在所述阻车板401上，通过所述阻车动力组件403的动作，驱动所述阻车块402与所述矿车贴合夹紧，实现阻车制动；所述阻车板401上并排布设有3-20个阻车块402，所述阻车块402为橡胶块，两所述阻车板401的阻车动力组件403同步动作。

本实施例中的翻板动力组件、阻车动力组件和平料动力组件均采用液压油缸、或者气缸。

参见图6-图9，本实施例中的矿车推送组件包括轨道100、槽轮架201、推送架202和第一动力组件204，矿车匹配设置在所述轨道100上；槽轮架201固定设置在两所述轨道100之间；所述推送架202两侧设置有槽轮203，所述槽轮203匹配滑动设置在所述槽轮架201内；第一动力组件204驱动所述推送架202在所述槽轮架201内往复动作；所述推送架202上设置有推爪205，通过所述第一动力组件204驱动所述推送架和所述推爪205往复动作，并带动轨道上的矿车向前移动，具体的本实施例中的第一动力组件采用液压油缸，所述第一动力组件通过油缸支座设置在所述槽轮架上，所述第一动力组件的动作端与推送架连接。

由于在第一动力组件的往复运动过程中，推爪205需要在第一动力组件204复位时，避免与矿车发生干涉，因此本实施例中的推爪包括第一状态和第二状态；在所述第一状态下，所述推爪205的上端较所述矿车的底端高，用于推送所述矿车向前；在所述第二状态下，所述推爪205的上端较所述矿车的底端低，用于第一动力组件和推送架的复位。

进一步的本实施例给出以下两种实施例，用于实现推爪第一状态和第二状态的自动切换，从而保障往复动作。

其第一种推爪的实施例为：推爪205铰接设置在所述推送架202上，所述推爪205截面呈直角三角形；第一状态为所述推爪205的其中一直角边与矿车支撑贴合，另一直角边与推送架202支撑贴合；第二状态下为所述第一动力组件204复位，并在所述推爪205的斜边与矿车的作用下，所述推爪205翻转并经过矿车底部，实现推送架202复位；在所述推爪205的铰接轴上设置有扭簧、或在所述推爪的后端设置有配重206，用于实现推爪自动复位至第一状态，本实施例的图中示出了带有配重的推爪。

第二种推爪的实施例为：所述推爪205铰接设置在所述推送架202上，在所述推爪205与所述推送架202之间设置有第二动力组件，所述第二动力组件驱动所述推爪205在第一状态和第二状态下切换，且所述第二动力组件与第一动力组件联动，其第二动力组件可以为液压油缸，也就是说在进行推车前进过程中，第二动力组件将推爪推拉至处于竖向状态；当第一动力组件复位时，第二动力组件将推爪推拉至处于平放状态，从而避免干涉，由于该实施例的结构相对部件多，故以第一种形式为优选的实施例，但本实施例以及其他能够实现该动作结构的装置均在本申请的保护范围之内。

为了适用于整个矿车系统的推送，本实施例的推送架202上设置有两组推爪205，其可以减小第一动力组件的液压油缸的长度，并且便于进行短程步进推送，从而满足后续的装车过程中工位的多阶段转换。

进一步的，为了实现自动称重，并且进行整个设备的自动化运行，将其中一区段的所述轨道100为独立的浮动轨道101，在所述浮动轨道101下部设置有称重检测系统。

所述槽轮架201上设置有位置传感器，用于检测轨道上的矿车位置。

本实施例中的控制系统包括包括称重检测系统602、位置传感器601、液压控制系统604和电气控制系统603；输送带是矿井内煤矸石扒矸机系统对接的刮板输送机或胶带式输送机，用于输送上游煤矸石；矿车推送组件两推爪交替推动矿车前移的动作；电气控制系统是能够根据预设的数值进行判断比较，实现各控制点的启停动作，达到自动化控制的目的，浮动轨道由两端首尾与整体轨道脱开的轨道构成，便于下部安装称重传感器，测量计重；称重检测系统能够根据称重传感器反馈的模拟信号转换为数字信号并反馈给电气控制系统，电气控制系统通过接受到的信号，对液压控制系统进行控制，从而使得各动力组件进行动作。液压控制系统功能是提供液压动力和根据信号实现和控制翻板和矿车推送组件动作。

本申请还公开了一种矿车连续自动装矸方法，利用上述的矿车连续自动装矸系统进行矿车连续自动装矸，包括以下步骤：

①通过矿车推送组件推送矿车进入工作区域，由控制系统检测矿车位置，并对矿车进行定位；

②启动输送带输送矿料，并由装矸料斗组件向相应的矿车中进行分装矿料；

③待该矿车内矿料装满时，控制系统检测后部是否有矿车，若有，则装矸料斗组件向下一矿车进行分装矿料；若无，则停机。

具体的，由于本实施例中装矸料斗组件的两个下料口分别为第一下料口和第二下料口，故其步骤②具体为：启动输送带输送矿料，由装矸料斗组件的第一下料口对相应的矿车进行分装矿料，当该矿车内矿料达到一定量时，由矿车推送组件推动矿车前移，使得该矿车同时对应第一下料口和第二下料口，并切换至第二下料口对该矿车分装矿料；继续由矿车推送组件推动矿车前移，使得第一下料口对应于下一矿车。

作为一种具体的实施方式，矿车连续自动装矸方法的装料步骤如下:

1.矿车进入工作区域，位置传感器检测矿车，阻车组件阻挡矿车对矿车进行定位。

2.翻板动作，选择第一下料口进行出料。

3.煤矸石输送带启动，进行矸石装料。

4.矿车推送组件推动矿车前移，使得矿车到达第二下料口位置。

5.翻板动作，切换第二下料口进行出料为矿车继续装料。

6.矿车内物料装有三分之一时，矿车推送组件推动矿车前移，矿车停留在中间位置。

7.矿车内物料装有三分之二时，矿车推送组件推动矿车继续前移，矿车停留在后部位置。

8.矿车内物料装满时，系统检测后部是否有矿车，若有则翻板机构动作旋转下料口一进行下一矿车的装料，若无则停机。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非现定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

上文中参照优选的实施例详细描述了本发明的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本发明理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本发明提出的各技术特征、结构进行多种组合，而不超出本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (10)

1.一种矿车连续自动装矸系统，其特征在于，包括：

轨道；

矿车推送组件，其设置在两所述轨道之间，用于推送矿车在轨道上行走；

装矸料斗组件，其跨设在所述轨道上，用于接收输送带连续输送的矿料，并分装入相应的矿车中；

和控制系统，其控制所述矿车推送组件推送矿车行进，检测矿车位置，并由此控制所述装矸料斗组件向相应的矿车中分装矿料。

2.根据权利要求1所述的矿车连续自动装矸系统，其特征在于，所述装矸料斗组件包括：

支架，其跨设在矿车的轨道上部；

并排布设在所述支架上的两料斗；

和翻板，所述翻板枢接设置在两所述料斗之间的支架上，且在所述支架上设置有驱动所述翻板摆动的翻转动力组件；

两所述料斗的下料口之间的最近端间距不小于相邻两所述矿车之间的间隔；两所述料斗的下料口之间的最远端间距不大于所述矿车的长度。

3.根据权利要求2所述的矿车连续自动装矸系统，其特征在于，所述翻板下部设置有翻板轴，所述翻板轴两端通过轴承座设置在所述支架上，且在所述翻板轴的其中一端设置有驱动柄，所述翻转动力组件设置在所述驱动柄与支架之间。

4.根据权利要求2所述的矿车连续自动装矸系统，其特征在于，所述支架上设置有平车组件，所述平车组件包括：

调节架，其支撑设置在所述支架上；

和刮料板，其枢接设置在所述调节架上，在所述刮料板与所述调节架或支架之间设置有平料动力组件，其驱动所述刮料板的摆动调节，所述刮料板呈V型，所述刮料板的宽度与所述矿车的宽度相匹配。

5.根据权利要求2所述的矿车连续自动装矸系统，其特征在于，所述支架上设置有阻车组件，所述阻车组件包括：

阻车板，两所述阻车板分别对应设置在所述矿车的两侧；

阻车动力组件，其设置在所述支架上，且所述阻车板设置在所述阻车动力组件的动作端；

和阻车块，其设置在所述阻车板上，通过所述阻车动力组件的动作，驱动所述阻车块与所述矿车贴合夹紧，实现阻车制动。

6.根据权利要求1所述的矿车连续自动装矸系统，其特征在于，所述矿车推送组件包括：

槽轮架，其固定设置在两所述轨道之间；

推送架，所述推送架两侧设置有槽轮，所述槽轮匹配滑动设置在所述槽轮架内；

和第一动力组件，其驱动所述推送架在所述槽轮架内往复动作；

其中，所述推送架上设置有推爪，通过所述第一动力组件驱动所述推爪往复动作，并带动轨道上的矿车向前移动。

7.根据权利要求6所述的矿车连续自动装矸系统，其特征在于，所述推爪包括第一状态和第二状态；

在所述第一状态下，所述推爪的上端较所述矿车的底端高，用于推送所述矿车向前；

在所述第二状态下，所述推爪的上端较所述矿车的底端低，用于第一动力组件和推送架的复位。

8.根据权利要求7所述的矿车连续自动装矸系统，其特征在于，所述推爪铰接设置在所述推送架上，所述推爪截面呈直角三角形；第一状态为所述推爪的其中一直角边与矿车支撑贴合，另一直角边与推送架支撑贴合；第二状态下为所述第一动力组件复位，并在所述推爪的斜边与矿车的作用下，所述推爪翻转并经过矿车底部，实现推送架复位；所述推爪的铰接轴上设置有扭簧、或在所述推爪的后端设置有配重，用于实现推爪自动复位至第一状态；

或所述推爪铰接设置在所述推送架上，在所述推爪与所述推送架之间设置有第二动力组件，所述第二动力组件驱动所述推爪在第一状态和第二状态下切换，且所述第二动力组件与第一动力组件联动。

9.根据权利要求1所述的矿车连续自动装矸系统，其特征在于，所述控制系统包括称重检测系统、位置传感器、液压控制系统和电气控制系统，其中一区段的所述轨道为独立的浮动轨道，所述称重检测系统设置在所述浮动轨道下部，所述位置传感器用于检测轨道上的矿车位置。

10.一种矿车连续自动装矸方法，其特征在于，利用权利要求1-9任一所述的矿车连续自动装矸系统进行矿车连续自动装矸，包括以下步骤：

①通过矿车推送组件推送矿车进入工作区域，由控制系统检测矿车位置，并对矿车进行定位；

②启动输送带输送矿料，并由装矸料斗组件向相应的矿车中进行分装矿料；

③待该矿车内矿料装满时，控制系统检测后部是否有矿车，若有，则装矸料斗组件向下一矿车进行分装矿料；若无，则停机；

进一步的，所述装矸料斗组件有第一下料口和第二下料口，所述步骤②为：启动输送带输送矿料，由装矸料斗组件的第一下料口对相应的矿车进行分装矿料，当该矿车内矿料达到一定量时，由矿车推送组件推动矿车前移，使得该矿车同时对应第一下料口和第二下料口，并切换至第二下料口对该矿车分装矿料；继续由矿车推送组件推动矿车前移，使得第一下料口对应于下一矿车。