CN113586107A - 一种利用矿山压力发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用矿山压力发电系统，属于煤矿矿压利用技术领域，包括，矿场主体；采场矿压支撑组件，用于对采场进行支撑，当采场出现断裂时所述采场矿压支撑组件受到挤压储存压缩能；巷道矿压支撑组件，用于对巷道进行支撑，当巷道出现内敛收缩时所述巷道矿压支撑组件受到挤压储存压缩能；发电系统，用于将所述采场矿压支撑组件和巷道矿压支撑组件的压缩能转化为电能。由此，在能够对采场和巷道进行支撑的同时也可以将矿场主体因断裂或收敛产生的压力转化为电能进行使用。

Description

一种利用矿山压力发电系统
技术领域
本发明涉及煤矿矿压利用技术领域，尤其涉及一种利用矿山压力发电系统。
背景技术
在煤炭开采过程中采场和巷道都会由于开挖导致围岩应力从新分布向开挖空间产生应力集中从而形成矿山压力，矿山压力会使开挖空间的围岩产生大变形对支护体产生挤压。现有的采矿过程中矿压是具有危害性的，采矿过程中需要与矿压进行抗衡很少有利用矿山压力的，本发明提供一种利用矿山压力发电系统对矿压进行利用发电。
应当注意，上面对背景技术的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
为了解决上述问题的至少之一，本发明提供一种利用矿山压力发电系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种利用矿山压力发电系统，包括，矿场主体；采场矿压支撑组件，用于对采场进行支撑，当采场出现断裂时所述采场矿压支撑组件受到挤压储存压缩能；巷道矿压支撑组件，用于对巷道进行支撑，当巷道出现内敛收缩时所述巷道矿压支撑组件受到挤压储存压缩能；发电系统，用于将所述采场矿压支撑组件和巷道矿压支撑组件的压缩能转化为电能。
优选的，矿场主体包括岩体、基本顶、直接顶、煤层、采场液压支架上方断裂的直接顶和采空区。
优选的，所述采场矿压支撑组件包括：采场发电液压支架顶部，所述采场发电液压支架顶部的一侧设有采场发电液压支架挡板，所述采场发电液压支架顶部的下表面设有采场发电液压支架发电油缸支柱，所述采场发电液压支架发电油缸支柱的底部设有采场发电液压支架基座。
优选的，所述巷道矿压支撑组件包括巷道围岩底板，所述巷道围岩底板内壁的顶部设有巷道发电液压支架顶部，所述巷道发电液压支架顶部的下表面设有巷道发电液压支架前油缸顶部垫板，所述巷道发电液压支架前油缸顶部垫板的下表面设有巷道发电液压支架前发电油缸支柱，所述巷道发电液压支架前发电油缸支柱的底部与巷道围岩底板内壁底部之间设有巷道发电液压支架前发电油缸基座，所述巷道发电液压支架顶部下表面远离巷道发电液压支架前油缸顶部垫板的一侧设有巷道发电液压支架后油缸顶部垫板，所述巷道发电液压支架后油缸顶部垫板的下表面设有巷道发电液压支架后发电油缸支柱，所述巷道发电液压支架后发电油缸支柱的底部与巷道围岩底板内壁底部之间设有巷道发电液压支架后发电油缸基座，所述巷道发电液压支架前油缸顶部垫板和巷道发电液压支架后油缸顶部垫板之间设有巷道发电液压支架中部移动油缸，所述巷道发电液压支架前发电油缸基座和巷道发电液压支架后发电油缸基座之间设有巷道发电液压支架中部移动油缸。
优选的，所述发电系统包括两个液压油箱，所述液压油箱的一侧通过油管分别连接设有油泵和高阻转轮发电机，所述油泵和高阻转轮发电机均通过油管分别与采场和巷道中的采场矿压支撑组件和巷道矿压支撑组件相连接。
优选的，当巷道不在发生变形收敛时，所述巷道发电液压支架中部移动油缸和巷道发电液压支架中部移动油缸开始工作对巷道发电液压支架前油缸顶部垫板、巷道发电液压支架前发电油缸支柱和巷道发电液压支架前发电油缸基座或巷道发电液压支架后油缸顶部垫板、巷道发电液压支架后发电油缸支柱、和巷道发电液压支架后发电油缸基座进行移动。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明在各个结构之间的相互配合下可以在采场或巷道出现断裂或是内敛收缩时产生的压力进行有效的抗衡，同时可以将压力转化为电力进行使用，将危害性的事物转化为有用的事物，提高了资源的利用性，节约了电力资源。
参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提出的一种利用矿山压力发电系统的采场压力示意图；
图2为本发明提出的一种利用矿山压力发电系统的采场矿压支撑组件主视图；
图3为本发明提出的一种利用矿山压力发电系统的巷道矿压支撑组件主视图；
图4为本发明提出的一种利用矿山压力发电系统的巷道矿压支撑组件剖视图；
图5为本发明提出的一种利用矿山压力发电系统的发电系统示意图。
图中：1、岩体；2、基本顶；3、直接顶；4、煤层；5、采场液压支架上方断裂的直接顶；6、采空区；7、采场发电液压支架；8、采场发电液压支架顶部；9、采场发电液压支架挡板；10、采场发电液压支架发电油缸支柱；11、采场发电液压支架基座；12、巷道发电液压支架顶部；13、巷道发电液压支架前油缸顶部垫板；14、巷道发电液压支架后油缸顶部垫板；15、巷道发电液压支架中部移动油缸；16、巷道发电液压支架前发电油缸支柱；17、巷道发电液压支架后发电油缸支柱；18、巷道发电液压支架前发电油缸基座；19、巷道发电液压支架后发电油缸基座；20、巷道发电液压支架中部移动油缸；21、巷道围岩顶板；22、巷道围岩底板；23、液压油箱；24、油泵；25、高阻转轮发电机。
具体实施方式
按照附图，通过下面的说明，本发明的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本发明的特定实施方式，其表明了其中可以采用本发明的原理的部分实施方式，应了解的是，本发明不限于所描述的实施方式，相反，本发明包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。
在本发明实施例中，术语“第一”、“第二”等用于对不同元素从称谓上进行区分，但并不表示这些元素的空间排列或时间顺序等，这些元素不应被这些术语所限制。术语“和/或”包括相关联列出的术语的一种或多个中的任何一个和所有组合。术语“包含”、“包括”、“具有”等是指所陈述的特征、元素、元件或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、元素、元件或组件。
在本发明实施例中，单数形式“一”、“该”等可以包括复数形式，应广义地理解为“一种”或“一类”而并不是限定为“一个”的含义；此外术语“所述”应理解为既包括单数形式也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。此外术语“根据”应该理解为“至少部分根据……”，术语“基于”应该理解为“至少部分基于……”，除非上下文另外明确指出。
下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。
如图1－图5所示，本实施例提供的利用矿山压力发电系统，包括，矿场主体；采场矿压支撑组件，用于对采场进行支撑，当采场出现断裂时采场矿压支撑组件受到挤压储存压缩能；巷道矿压支撑组件，用于对巷道进行支撑，当巷道出现内敛收缩时巷道矿压支撑组件受到挤压储存压缩能；发电系统，用于将采场矿压支撑组件和巷道矿压支撑组件的压缩能转化为电能。
在本实施例中，如图1所示，矿场主体包括岩体1、基本顶2、直接顶3、煤层4、采场液压支架上方断裂的直接顶5和采空区6。
具体的，在煤炭开采过程中采场和巷道都会由于开挖导致围岩应力从新分布向开挖空间产生应力集中从而形成矿山压力，矿山压力会使开挖空间的围岩产生大变形对支护体产生挤压，本发明在各个结构之间的相互配合下可以在采场或巷道出现断裂或是内敛收缩时产生的压力进行有效的抗衡，同时可以将压力转化为电力进行使用，将危害性的事物转化为有用的事物。
在本实施例中，如图2所示，采场矿压支撑组件包括：采场发电液压支架顶部8，采场发电液压支架顶部8的一侧设有采场发电液压支架挡板9，采场发电液压支架顶部8的下表面设有采场发电液压支架发电油缸支柱10，采场发电液压支架发电油缸支柱10的底部设有采场发电液压支架基座11。
具体的，在煤炭开采过程中采场都会由于开挖导致围岩应力从新分布向开挖空间产生应力集中从而形成矿山压力，矿山压力会使开挖空间的围岩产生大变形，因形变产生的压力通过岩体1传递到采场发电液压支架顶部8和采场发电液压支架挡板9上对采场发电液压支架7进行挤压，采场发电液压支架发电油缸支柱10随之产生形变，压缩能逐步增大，随之在电力系统的作用下将压缩能转化为电能。
在本实施例中，如图3-4所示，巷道矿压支撑组件包括巷道围岩底板22，巷道围岩底板22内壁的顶部设有巷道发电液压支架顶部12，巷道发电液压支架顶部12的下表面设有巷道发电液压支架前油缸顶部垫板13，巷道发电液压支架前油缸顶部垫板13的下表面设有巷道发电液压支架前发电油缸支柱16，巷道发电液压支架前发电油缸支柱16的底部与巷道围岩底板22内壁底部之间设有巷道发电液压支架前发电油缸基座18，巷道发电液压支架顶部12下表面远离巷道发电液压支架前油缸顶部垫板13的一侧设有巷道发电液压支架后油缸顶部垫板14，巷道发电液压支架后油缸顶部垫板14的下表面设有巷道发电液压支架后发电油缸支柱17，巷道发电液压支架后发电油缸支柱17的底部与巷道围岩底板22内壁底部之间设有巷道发电液压支架后发电油缸基座19，巷道发电液压支架前油缸顶部垫板13和巷道发电液压支架后油缸顶部垫板14之间设有巷道发电液压支架中部移动油缸15，巷道发电液压支架前发电油缸基座18和巷道发电液压支架后发电油缸基座19之间设有巷道发电液压支架中部移动油缸20。
进一步的，当巷道不在发生变形收敛时，巷道发电液压支架中部移动油缸15和巷道发电液压支架中部移动油缸20开始工作对巷道发电液压支架前油缸顶部垫板13、巷道发电液压支架前发电油缸支柱16和巷道发电液压支架前发电油缸基座18或巷道发电液压支架后油缸顶部垫板14、巷道发电液压支架后发电油缸支柱17、和巷道发电液压支架后发电油缸基座19进行移动。
具体的，当巷道在开采的过程中出现内敛收缩时，挤压力依次通过巷道围岩顶板21、巷道发电液压支架顶部12和巷道发电液压支架前油缸顶部垫板13传递到巷道发电液压支架前发电油缸支柱16上，巷道发电液压支架前发电油缸支柱16受力开始收缩，巷道发电液压支架前发电油缸支柱16内部的压缩能逐步增大，在电力系统的作用下将压缩能转化为电能，当巷道不在发生变形收敛时，巷道发电液压支架中部移动油缸15和巷道发电液压支架中部移动油缸20开始工作对巷道发电液压支架前油缸顶部垫板13、巷道发电液压支架前发电油缸支柱16和巷道发电液压支架前发电油缸基座18或巷道发电液压支架后油缸顶部垫板14、巷道发电液压支架后发电油缸支柱17、和巷道发电液压支架后发电油缸基座19进行移动，来对较长的巷道矿压进行逐步利用，较早开挖的巷道矿压显现明显可以利用巷道发电支架进行能量转换发电，当巷道不在发生变形收敛后可以将巷道发电液压支架前发电油缸支柱16和巷道发电液压支架后发电油缸支柱17通过巷道发电液压支架中部移动油缸15和巷道发电液压支架中部移动油缸20的伸缩进行移动，移动到还在收敛的巷道处对巷道矿压进行利用。
在本实施例中，如图5所示，发电系统包括两个液压油箱23，液压油箱23的一侧通过油管分别连接设有油泵24和高阻转轮发电机25，油泵24和高阻转轮发电机25均通过油管分别与采场和巷道中的采场矿压支撑组件和巷道矿压支撑组件相连接。
具体的，本发明的发电原理是通过油泵24将液压油压入采场发电液压支架发电油缸支柱10、巷道发电液压支架前发电油缸支柱16和巷道发电液压支架后发电油缸支柱17中，当矿压压动采场发电液压支架发电油缸支柱10、巷道发电液压支架前发电油缸支柱16和巷道发电液压支架后发电油缸支柱17收缩时由于回流油管与高阻转轮发电机25相通，回油油管的压缩液压油带动高阻转轮发电机25转动进行发电。
以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精神和原理对本发明做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。
以上参照附图描述了本发明的优选实施方式。这些实施方式的许多特征和优点根据该详细的说明书是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施方式的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施方式限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

Claims (6)

1.一种利用矿山压力发电系统，其特征在于，包括，
矿场主体；
采场矿压支撑组件，用于对采场进行支撑，当采场出现断裂时所述采场矿压支撑组件受到挤压储存压缩能；
巷道矿压支撑组件，用于对巷道进行支撑，当巷道出现内敛收缩时所述巷道矿压支撑组件受到挤压储存压缩能；
发电系统，用于将所述采场矿压支撑组件和巷道矿压支撑组件的压缩能转化为电能。
2.根据权利要求1所述的一种利用矿山压力发电系统，其特征在于，矿场主体包括岩体(1)、基本顶(2)、直接顶(3)、煤层(4)、采场液压支架上方断裂的直接顶(5)和采空区(6)。
3.根据权利要求1所述的一种利用矿山压力发电系统，其特征在于，所述采场矿压支撑组件包括：采场发电液压支架顶部(8)，所述采场发电液压支架顶部(8)的一侧设有采场发电液压支架挡板(9)，所述采场发电液压支架顶部(8)的下表面设有采场发电液压支架发电油缸支柱(10)，所述采场发电液压支架发电油缸支柱(10)的底部设有采场发电液压支架基座(11)。
4.根据权利要求1所述的一种利用矿山压力发电系统，其特征在于，所述巷道矿压支撑组件包括巷道围岩底板(22)，所述巷道围岩底板(22)内壁的顶部设有巷道发电液压支架顶部(12)，所述巷道发电液压支架顶部(12)的下表面设有巷道发电液压支架前油缸顶部垫板(13)，所述巷道发电液压支架前油缸顶部垫板(13)的下表面设有巷道发电液压支架前发电油缸支柱(16)，所述巷道发电液压支架前发电油缸支柱(16)的底部与巷道围岩底板(22)内壁底部之间设有巷道发电液压支架前发电油缸基座(18)，所述巷道发电液压支架顶部(12)下表面远离巷道发电液压支架前油缸顶部垫板(13)的一侧设有巷道发电液压支架后油缸顶部垫板(14)，所述巷道发电液压支架后油缸顶部垫板(14)的下表面设有巷道发电液压支架后发电油缸支柱(17)，所述巷道发电液压支架后发电油缸支柱(17)的底部与巷道围岩底板(22)内壁底部之间设有巷道发电液压支架后发电油缸基座(19)，所述巷道发电液压支架前油缸顶部垫板(13)和巷道发电液压支架后油缸顶部垫板(14)之间设有巷道发电液压支架中部移动油缸(15)，所述巷道发电液压支架前发电油缸基座(18)和巷道发电液压支架后发电油缸基座(19)之间设有巷道发电液压支架中部移动油缸(20)。
5.根据权利要求1所述的一种利用矿山压力发电系统，其特征在于，所述发电系统包括两个液压油箱(23)，所述液压油箱(23)的一侧通过油管分别连接设有油泵(24)和高阻转轮发电机(25)，所述油泵(24)和高阻转轮发电机(25)均通过油管分别与采场和巷道中的采场矿压支撑组件和巷道矿压支撑组件相连接。
6.根据权利要求4所述的一种利用矿山压力发电系统，其特征在于，当巷道不在发生变形收敛时，所述巷道发电液压支架中部移动油缸(15)和巷道发电液压支架中部移动油缸(20)开始工作对巷道发电液压支架前油缸顶部垫板(13)、巷道发电液压支架前发电油缸支柱(16)和巷道发电液压支架前发电油缸基座(18)或巷道发电液压支架后油缸顶部垫板(14)、巷道发电液压支架后发电油缸支柱(17)、和巷道发电液压支架后发电油缸基座(19)进行移动。
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