CN110145360B - 一种巷道智能矸石充填机及充填方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种巷道智能矸石充填机及充填方法，涉及矸石充填技术领域，充填机包括顶板固定装置、牵引绳、充填笆斗、第一电动滚筒、第二电动滚筒和位置传感器，顶板固定装置设置在顶板上，包括滑轮和和张紧装置，滑轮上绕设有牵引绳，牵引绳上设置有充填笆斗，牵引绳的两端分别固定在第一电动滚筒和第二电动滚筒上，位置传感器确定笆斗与滑轮以及第一电动滚筒之间的距离。矸石充填过程中通过充填笆斗将巷道内的充填材料直接堆积，利用第一电动滚筒和第二电动滚筒拉动充填笆斗实现自动堆料和卸料，进而实现一定距离内充填材料堆积。解决了壁式开采系统中尤其是短巷内大型充填工具施工不便的技术问题，另外还具有使用灵活，工作效率高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及矸石充填技术领域，尤其是一种壁式系统开采适用的矸石充填机，以及利用该充填机进行充填的方法。
背景技术
充填开采是解决开采留设大量煤柱、避免地表沉陷的有效方法，因此为有效的控制地表沉降，减少开采过程中煤柱的留设，提高煤炭开采回收率，需要在井下施工充填。膏体充填存在成本高、设备复杂等确点；非膏体充填的近水平煤层仍需要解决充填工序不合理、充填强度不够等问题。在壁式开采过程中，尤其是壁式开采短巷道内的充填，该过程中不适合使用大型的充填设备，通过人工或其他工具进行充填难以保证充填效率。因此需要提供一种高效、灵活、适合短巷条件下使用的充填设备。
发明内容
为解决壁式开采系统中尤其是短巷内大型充填工具施工不便，充填效率不高的技术问题，本发明提供了一种巷道智能矸石充填机及充填方法，具体技术方案如下。
一种巷道智能矸石充填机，包括顶板固定装置、牵引绳、充填笆斗、第一电动滚筒、第二电动滚筒、位置传感器和控制器，顶板固定装置设置在顶板上，包括滑轮和张紧装置，滑轮上绕设有牵引绳；牵引绳上设置有充填笆斗，牵引绳的两端分别固定在第一电动滚筒和第二电动滚筒上；位置传感器确定笆斗与滑轮以及第一电动滚筒之间的距离。
优选的是，充填笆斗设置在顶板固定装置和第一电动滚筒之间，固定装置上设置有位置传感器，顶板固定装置和第一电动滚筒上也设置有位置传感器。
优选的是，顶板固定装置通过锚杆固定在顶板上，所述张紧装置包括重锤、张紧轮和张紧绳，张紧绳连接滑轮轴心和重锤，张紧绳绕设在张紧轮上。
优选的是，顶板固定装置通过锚杆固定在顶板上，所述固定挂钩通过锚杆固定在顶板上，连接绳穿过两个固定挂钩而且两端固定在两帮上，连接绳的中部设置在充填侧，连接绳的两端设置在巷道外侧。
优选的是，第一电动滚筒和第二电动滚筒设置在固定底盘的定位坐上，定位座沿固定底盘滑动并通过螺栓固定。
优选的是，位置传感器将位置信号传输至控制器，所述控制器控制第一电动滚筒和第二电动滚筒的工作。
一种巷道智能矸石充填方法，利用上述的一种巷道智能矸石充填机，步骤包括：
步骤一：在待充填的巷道内安装顶板固定装置，包括在设置锚杆以及滑轮和张紧装置；
步骤二：打锚杆固定矸石充填机的动力装置，将牵引绳与充填笆斗以及第一电动滚筒和第二电动滚筒相连，并安装位置传感器和控制器；
步骤三：检查张紧装置，空载运行第一电动滚筒和第二电动滚筒，完成调试；
步骤四：运送充填材料至第一电动滚筒和顶板固定装置之间，启动第一电动滚筒和第二电动滚筒带动充填笆斗往复运动完成堆料和卸料，直到充填满此段巷道；
步骤五：外移滑轮从而改变充填笆斗的运行角度，检查滑轮固定装置，重复步骤四，直至充填结束。
还优选的是，巷道智能充填机完成一条支巷的充填后移至另一条支巷重复重复充填工作。
本发明的有益效果包括：
(1)本发明提供的巷道智能矸石充填机，利用牵引绳带动充填笆斗往复运动从而完成堆料和卸料，第一电动滚筒和第二电动滚筒牵引充填笆斗运动，保证了充填的效率；设置位置传感器监测充填笆斗的位置，从而保证了充填的安全，防止装置过卷。
(2)滑轮顶板固定装置保证了滑轮的方便外移，从而保证充填笆斗的高效运行，以及装置的安全；第一电动滚筒和第二电动滚筒通过固定在一个底盘上形成充填机的动力装置，以利于整体移动。
(3)利用巷道智能矸石充填机及其充填方法进行充填，尤其是在短巷中进行充填，该方法操作简便，装置安装及使用灵活方便，充填堆料的效率高。
附图说明
图1是巷道智能矸石充填机安装结构示意图；
图2是充填过程中顶板固定装置移动示意图；
图3是巷道智能矸石充填方法充填布置示意图；
图4是巷道智能矸石充填机另一安装结构示意图
图中：1-滑轮顶板固定装置；2-牵引绳；3-充填笆斗；4-第一电动滚筒；5-第二电动滚筒；6-位置传感器；7-顶板；8-固定底盘；9-锚杆。
具体实施方式
结合图1至图4所示，本发明提供的一种巷道智能矸石充填机及充填方法具体实施方式如下。
一种巷道智能矸石充填机具体包括滑轮顶板固定装置1、牵引绳2、充填笆斗3、第一电动滚筒4、第二电动滚筒5、位置传感器6和控制器。顶板固定装置1作为牵引绳2的回转连接机构，牵引绳2牵引充填笆斗3往复运动，第一电动滚筒4和第二电动滚筒5实现对牵引绳2运动方向的牵引，位置传感器和控制器结合，从而通过控制第一电动滚筒4和第二电动滚筒5工作防止因为电动滚筒过卷导致的危险。
其中，滑轮顶板固定装置1设置在顶板7上，其具体包括滑轮和固定滑轮的钢丝绳，滑轮上绕设有牵引绳，滑轮方便牵引绳运动。牵引绳2上设置有充填笆斗3，充填笆斗3的前端为充填笆斗开口端，充填笆斗3的前端在上部设置有连接部与牵引绳2连接，充填笆斗3的后端在下部设置有连接部与牵引绳2连接，从而可以方便充填笆斗3向前运动时底部紧贴底板，向后运动时前倾倒料。牵引绳2的两端分别固定在第一电动滚筒4和第二电动滚筒5上，第一电动滚筒4和第二电动滚筒5上分别设置有相应的卷绳器。位置传感器6确定充填笆斗3与滑轮以及第一电动滚筒4之间的距离，从而可以实时监测充填笆斗3的位置避免过卷发生危险。该壁式矸石充填机利用牵引绳带动充填笆斗3往复运动从而完成堆料和卸料，第一电动滚筒4和第二电动滚筒5牵引充填笆斗3运动，保证了充填的效率；设置位置传感器监测充填笆斗3的位置，从而保证了充填的安全，防止装置过卷。
充填笆斗3设置在顶板固定装置1和第一电动滚筒4之间，固定装置1上设置有位置传感器6，顶板固定装置1和第一电动滚筒4上也设置有位置传感器6，位置传感器6之间实时传输信号以确定两者之间的距离，设定两者之间距离的最小值。位置传感器6将位置信号传输至控制器，控制器控制第一电动滚筒4和第二电动滚筒5的工作，从而可以避免两者位置过近造成的危险。
滑轮顶板固定装置1通过钢丝绳固定在顶板7上，钢丝绳的两端头固定在巷道外边的两帮上，中间固定在顶板7上。第一电动滚筒和第二电动滚筒设置在固定的底盘上形成充填机的动力装置，便于整体移动充填机的动力装置。
一种巷道智能矸石充填机及其充填方法，利用上述的一种巷道智能矸石充填机，步骤包括：
步骤一：安装滑轮顶板固定装置，包括钢丝绳两端在外固定、中心在里边固定的滑轮固定装置和滑轮。
步骤二：打底脚锚杆固定充填机的动力装置，将牵引绳与充填笆斗以及第一电动滚筒和第二电动滚筒相连，并安装位置传感器和控制器。
步骤三：检查滑轮固定装置，空载运行第一电动滚筒4和第二电动滚筒5，完成调试。
步骤四：运送充填材料至第一电动滚筒4和顶板固定装置1之间，启动第一电动滚筒和第二电动滚筒带动充填笆斗往复运动完成堆料和卸料。
步骤五：外移滑轮从而改变充填笆斗的运行角度，检查滑轮固定装置，重复步骤四，直至充填结束。
另外，当巷道智能充填机每完成一条支巷的充填就要整体移至另一条支巷重复步骤一至五的过程。顶板固定装置随着充填堆料的进行，每完成20～50m的堆料后顶板固定装置向固定底盘移动相应的距离，固定底盘也沿同一方向移动相应的距离。
利用巷道智能矸石充填机及其方法进行充填，尤其是在短巷中进行充填，该方法操作简便，装置安装及使用灵活方便，充填堆料的效率高。
为说明上述巷道智能矸石充填机及充填方法的有益效果，以某矿近水平壁式开采系统迈步采充工艺回收大巷煤柱为例，对本发明做进一步的详细说明。
如图3所示：在壁式系统迈步采充工艺开采中布置长度为70m的多个支巷，将巷道智能充填机的动力系统用底脚锚杆固定在准备充填的支巷外边的卸矸点，在该支巷里边安装滑轮顶板固定装置，具体是利用巷道内原来已有的锚杆固定钢丝绳，将钢丝绳的两端头固定在外边的两帮上，中间固定在里边的顶板上，滑轮挂在钢丝绳上。然后在第一电动滚筒和第二电动滚筒的卷绳器上缠绕牵引绳，第二电动滚筒上的牵引绳穿过滑轮固定在笆斗的前端上方，第一电动滚筒的牵引绳固定在笆斗后端的底部，空载运行第一电动滚筒和第二电动滚筒，完成调试。
如图4所示，顶板固定装置通过锚杆固定在顶板上，固定挂钩通过锚杆固定在顶板上，连接绳穿过两个固定挂钩而且两端固定在两帮上，连接绳的中部设置在充填侧，连接绳的两端设置在巷道外侧。第一电动滚筒和第二电动滚筒设置在固定底盘的定位坐上，定位座沿固定底盘滑动并通过螺栓固定。
将矸石送至卸载点，启动第一电动滚筒和第二电动滚筒带动充填笆斗往复运动完成堆料和卸料，在某一段完成堆料后，再解开滑轮固定装置的钢丝绳外边的一头，抽出钢丝绳使滑轮失去约束，把滑轮外移到一适当位置，一般为5米左右，重复以上过程，直至该支巷充填完毕。因该矿为近水平煤层，充填矸石无法采取自流方式，而用抛矸机充填工效只能达到100m3/h，使用智能充填机后效率能达到200m3/h，大大提高了工作效率。利用巷道智能矸石充填机及其方法进行充填，尤其是在短巷中进行充填，该方法操作简便，装置安装及使用灵活方便，充填堆料的效率高。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种巷道智能矸石充填方法，利用一种巷道智能矸石充填机，其特征在于，包括顶板固定装置、牵引绳、充填笆斗、第一电动滚筒、第二电动滚筒、位置传感器和控制器，所述顶板固定装置设置在顶板上，包括滑轮和张紧装置，滑轮上绕设有牵引绳；所述牵引绳上设置有充填笆斗，牵引绳的两端分别固定在第一电动滚筒和第二电动滚筒上；所述位置传感器确定笆斗与滑轮以及第一电动滚筒之间的距离；所述充填笆斗设置在顶板固定装置和第一电动滚筒之间，固定装置上设置有位置传感器，顶板固定装置和第一电动滚筒上也设置有位置传感器；所述顶板固定装置通过锚杆固定在顶板上，固定挂钩通过锚杆固定在顶板上，连接绳穿过两个固定挂钩而且两端固定在两帮上，连接绳的中部设置在充填侧，连接绳的两端设置在巷道外侧；所述顶板固定装置通过锚杆固定在顶板上，所述张紧装置包括重锤、张紧轮和张紧绳，张紧绳连接滑轮轴心和重锤，张紧绳绕设在张紧轮上；所述第一电动滚筒和第二电动滚筒设置在固定底盘的定位坐上，定位座沿固定底盘滑动并通过螺栓固定；所述位置传感器将位置信号传输至控制器，所述控制器控制第一电动滚筒和第二电动滚筒的工作；
所述方法的步骤包括：
步骤一：在待充填的巷道内安装顶板固定装置，包括在设置锚杆以及滑轮和张紧装置；
步骤二：打锚杆固定矸石充填机的动力装置，将牵引绳与充填笆斗以及第一电动滚筒和第二电动滚筒相连，并安装位置传感器和控制器；
步骤三：检查张紧装置，空载运行第一电动滚筒和第二电动滚筒，完成调试；
步骤四：运送充填材料至第一电动滚筒和顶板固定装置之间，启动第一电动滚筒和第二电动滚筒带动充填笆斗往复运动完成堆料和卸料，直到充填满此段巷道；
步骤五：外移滑轮从而改变充填笆斗的运行角度，检查滑轮固定装置，重复步骤四，直至充填结束；
所述巷道智能矸石充填机完成一条支巷的充填后移至另一条支巷重复充填工作。
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