CN113847088B - 一种煤矿采空区矸石回填输送装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤矿采空区矸石回填输送装置。本发明的方法包括：顺移卸料平台铰接在液压支架底座上，所述皮带机安装在顺移卸料平台上，所述皮带机两侧机架上设有行走轨道；无极绳绞车，所述无极绳绞车安装在皮带机的头尾两端；卸料车横跨皮带机，可在无极绳绞车的牵引下在行走轨道上运行，卸料车包括行走卸料平台、卸料犁头和溜槽，行走卸料平台可将皮带机的胶带托平，卸料犁头可挡住胶带上的物料并引入溜槽内，使得物料以大于零的初速度抛至采空区，溜槽设在卸料车一侧，对物料进行侧卸。本发明能够以较大的堆积角安息，堆放效率高；占用空间小；要求破碎比小，破碎成本低；控制简单，环节少，辅助成本低。

Description

一种煤矿采空区矸石回填输送装置
技术领域
本发明涉及煤矿井下采空区回填输送技术领域，具体涉及一种煤矿采空区矸石回填输送装置。
背景技术
近20年来，中国的矿石开采量不断增加，每年从地下开采出高达50亿吨矿石，由于一些地方对采空区缺乏及时有效的回填和注浆治理，使中国地下采空区面积越来越大，采空区改变并破坏了地球表面及岩石圈的自然平衡，就会产生采空区塌陷等地质灾害。
埋藏于地下的各种大小矿体被采动、掘空后，矿体上部覆岩的力学平衡就会被打破；重力和应力的作用会使得矿体产生裂隙和断移，地下水乘虚而入，通过裂隙向采空区渗漏，同时加速了覆岩的破坏，引起岩层和地表移动，最终形成了采空塌陷区。
采空塌陷区不仅会导致地下水枯竭，耕地破坏，生态环境恶化，还会使当地房屋受损，道路地裂变形，高速公路、铁路、机场等重大工程以及城市建筑因处理采空区塌陷而增加建设难度和费用；此外，地表裂缝会为地下自然煤层提供充足氧气，地下煤火会使采空区顶板承压减弱，冒落加剧，地裂缝加宽、加长，最终形成“地裂—火区—地表裂陷”的恶性循环。
而现有的技术方案中，常采用刮板机底漏方式来进行煤矿采空区的矸石回填，由于是从刮板机底板的开口处进行物料的垂直落下，且以动堆积角安息，安息角度很小，再加上堆放的矸石容易形成不规则的小山头并列状，从而造成堆放效率低下；经常使用的大运输量的刮板机一般以双中链牵引，由于双中链间距太小，200mm以上的物料难以落下，100mm以上的物料容易堵塞，多开孔易形成物料分级，堆积成不规则的小山头，而且这种方式要求破碎比大，造成较大的破碎成本；这种方式需要对150-200个闸门的开闭进行有效控制，才能与采煤工艺协调，控制复杂，辅助成本较大；这种方式占用空间大，耗电量大，运营成本高，总体成本很高。
为了解决以上技术问题，本发明提出了一种煤矿采空区矸石回填输送装置。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种煤矿采空区矸石回填输送装置，能够以较大的堆积角安息，堆放效率高；占用空间小；250mm以下的物料不需要破碎，要求破碎比小，破碎成本低；控制简单，只需要对卸料车的行驶速度进行有效控制便可以与采煤工艺进行协调，环节少，辅助成本低。
为实现以上目的，本发明提出以下技术方案：
一种煤矿采空区矸石回填输送装置，包括皮带机，其特征在于：还包括：
液压支架底座；
顺移卸料平台，所述顺移卸料平台铰接在液压支架底座上，所述皮带机安装在顺移卸料平台上，所述皮带机两侧机架上设有行走轨道；
无极绳绞车，所述无极绳绞车安装在皮带机的头尾两端；
卸料车，所述卸料车横跨皮带机，可在无极绳绞车的牵引下在行走轨道上运行，所述卸料车包括行走卸料平台、卸料犁头和溜槽，所述行走卸料平台可将皮带机的胶带托平，所述卸料犁头可挡住胶带上的物料并引入溜槽内，使得物料以大于零的初速度抛至采空区，所述溜槽设在卸料车一侧，对物料进行侧卸。
优选地，所述顺移卸料平台包括固定机架、顺移机架、伸缩油缸和滑靴，所述固定机架和顺移机架之间通过滑靴和伸缩油缸连接，所述伸缩油缸的底座与固定机架连接，所述伸缩油缸的杠杆与顺移机架连接，当伸缩油缸延伸的时候，滑靴滑动，顺移机架远离固定机架移动。
优选地，所述皮带机固定在顺移卸料平台的顺移机架一侧，在顺移卸料平台发生伸缩时，皮带机的机架随之发生位置的移动；所述皮带机包括头架、尾架和中间架，中间架由3~20节定节距机架铰接而成，头架、中间架和尾架之间通过铰接活动连接，在顺移卸料平台的驱动下，皮带机的定节距机架顺序推移可形成平面转弯；所述定节距机架上安装有吊挂托辊组用来支撑胶带及胶带上物料；所述皮带机头架上设有第一电动滚筒、第一改向滚筒、拉紧装置；所述皮带机尾架上设有第二电动滚筒，第二改向滚筒，导料槽；所述皮带机由第一电动滚筒和第二电动滚筒进行驱动，由第一电动滚筒、第一改向滚筒、第二电动滚筒和第二改向滚筒进行改向，由拉紧装置对胶带进行拉紧，由导料槽对物料进行引导。
优选地，所述皮带机的头架、中间架和尾架的宽度一致，与液压支架底座宽度一致，使得整体的装置占用面积小。
优选地，所述定节距机架之间的铰接处通过垫片接触，避免机架之间直接接触；所述垫片为高分子材料垫片，可为橡胶或硅胶，实现柔性连接。
优选地，所述定节距机架上还安装有防跑偏托辊来支撑约束胶带。
优选地，所述无极绳绞车的钢丝绳隐藏在皮带机两侧的机架内。
优选地，所述行走轨道安装在皮带机两侧托辊下面的机架上，减少了机架宽度，减少占地面积。
优选地，所述卸料车可随皮带机的顺序推移进行同步移动，所述皮带机可在顺序推移的同时运行，互不影响。
优选地，所述卸料车始终保持直线方向的往复运动，不在皮带机的转弯处运动。
具体地，先将液压支架底座安装在煤矿采空区一侧，其他部件依次安装好；然后操控无极绳绞车，使得卸料车移至采空区一侧，溜槽下口对准采空区，启动皮带机，胶带上携带着物料运至卸料车处，卸料犁头将物料阻挡住，并且引至溜槽内，以一个初速度抛至采空区，采空区的物料堆在外侧以35°的动堆积角安息，在内侧以45°的静堆积角安息，纵向连续卸料形成刀锋状；若采空区回填完毕，便可停止皮带机的运行，将卸料车移至下一个采空区处；
若煤矿巷道内液压支架底座之间无法形成直线通道，皮带机需要平面转弯，则操控液压支架底座，使之外侧延长，同时操控顺移卸料平台中的伸缩油缸，伸长杠杆，顺移机架远离固定机架，皮带机也随着形成转弯；卸料车可随皮带机的顺序推移进行同步移动，皮带机可在顺序推移的同时运行，互不影响，卸料车始终保持直线方向的往复运动，不在皮带机的转弯处运动；
若不需要平面转弯，则操控液压支架底座，使之收紧，同时操控顺移卸料平台中的伸缩油缸，收缩杠杆，顺移机架靠近固定机架，皮带机随之收回。
本发明有益效果在于：
本发明中采用将装置附着于液压支架底座上的方式，对采空区进行侧卸的回填方式，液压支架底座可带动顺移卸料平台进行顺序滑移，实现平面转弯，无需另设滑靴；
本发明中采用在皮带机一侧进行卸料的方式，对采空区进行回填，卸料车上的卸料犁头将物料引导至溜槽内，并以一个初速度侧向抛出，使得物料以静堆积角安息，且安息角度大，堆放效率高；
本发明中采用侧卸的方式对采空区回填，物料堆在外侧以35°的动堆积角安息，在内侧以45°的静堆积角安息，纵向连续卸料形成刀锋状，除端头损失外，再没有空间损失，使得空间使用率大大提高；
本发明中采用卸料车对物料进行侧卸，对于250mm以下的物料不需要破碎，要求破碎比小，破碎成本低；
本发明中对于卸料操作的控制较简单，只需要对卸料车的行驶速度进行有效控制，便可以与采煤工艺协调，环节较少，辅助成本低，运营成本低。
采用上述方案，本发明能够以较大的堆积角安息，堆放效率高；占用空间小；250mm以下的物料不需要破碎，要求破碎比小，破碎成本低；控制简单，只需要对卸料车的行驶速度进行有效控制便可以与采煤工艺进行协调，环节少，辅助成本低，运营成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的整体装置侧视图。
图2是本发明的整体装置放置图。
图3是本发明的皮带机头架部分结构图。
图4是本发明的皮带机中间架部分结构图。
图5是本发明的皮带机尾架结构图。
图6是本发明中顺移卸料平台的结构示意图。
图7是本发明的皮带机一段定节距机架结构示意图。
图8是本发明整体装置的俯视和正视图。
图中，1-行走卸料平台，2-卸料犁头，3-溜槽，4-皮带机，5-行走轨道，6-顺移卸料平台，8-无极绳绞车，9-液压支架底座，41-头架，42-第一电动滚筒，43-第一改向滚筒，44-拉紧装置，45-垫片，46-定节距机架，47-吊挂托辊组，48-第二电动滚筒，49-第二改向滚筒，410-尾架，411-导料槽，412-胶带，413-皮带机纵向机架，61-伸缩油缸，62-滑靴，63-顺移机架，64-固定机架。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
一种煤矿采空区矸石回填输送装置，包括皮带机4，其特征在于：还包括：
液压支架底座9；
顺移卸料平台6，所述顺移卸料平台6铰接在液压支架底座9上，所述皮带机4安装在顺移卸料平台6上，所述皮带机4两侧机架上设有行走轨道5；
无极绳绞车8，所述无极绳绞车8安装在皮带机4的头尾两端；
卸料车，所述卸料车横跨皮带机4，可在无极绳绞车8的牵引下在行走轨道5上运行，所述卸料车包括行走卸料平台1、卸料犁头2和溜槽3，所述行走卸料平台1可将皮带机4的胶带412托平，所述卸料犁头2可挡住胶带412上的物料并引入溜槽3内，使得物料以大于零的初速度抛至采空区，所述溜槽3设在卸料车一侧，对物料进行侧卸。
优选地，所述顺移卸料平台6包括固定机架64、顺移机架63、伸缩油缸61和滑靴62，所述固定机架64和顺移机架63之间通过滑靴62和伸缩油缸61连接，所述伸缩油缸61的底座与固定机架64连接，所述伸缩油缸61的杠杆与顺移机架63连接，当伸缩油缸61延伸的时候，滑靴63滑动，顺移机架63远离固定机架64移动。
优选地，所述皮带机4固定在顺移卸料平台6的顺移机架63一侧，在顺移卸料平台6发生伸缩时，皮带机4的机架随之发生位置的移动；所述皮带机4包括头架41、尾架410和中间架，中间架由3~20节定节距机架46铰接而成，头架41、中间架和尾架410之间通过铰接活动连接，在顺移卸料平台6的驱动下，皮带机4的定节距机架46顺序推移可形成平面转弯；所述定节距机架46上安装有吊挂托辊组47用来支撑胶带412及胶带412上物料；所述皮带机4头架41上设有第一电动滚筒42、第一改向滚筒43、拉紧装置44；所述皮带机4尾架410上设有第二电动滚筒48，第二改向滚筒49，导料槽411；所述皮带机4由第一电动滚筒42和第二电动滚筒48进行驱动，由第一电动滚筒42、第一改向滚筒434、第二电动滚筒48和第二改向滚筒49进行改向，由拉紧装置44对胶带412进行拉紧，由导料槽411对物料进行引导。
优选地，所述皮带机4的头架41、中间架和尾架410的宽度一致，与液压支架底座9宽度一致，使得整体的装置占用面积小。
优选地，所述定节距机架46之间的铰接处通过垫片45接触，避免机架之间直接接触；所述垫片45为高分子材料垫片，可为橡胶或硅胶。
优选地，所述定节距机架46上还安装有防跑偏托辊来支撑约束胶带412。
优选地，所述无极绳绞车8的钢丝绳隐藏在皮带机4两侧的机架内。
优选地，所述行走轨道5安装在皮带机4两侧托辊下面的机架上，减少了机架宽度，减少占地面积。
优选地，所述卸料车可随皮带机4的顺序推移进行同步移动，所述皮带机4可在顺序推移的同时运行，互不影响。
优选地，所述卸料车始终保持直线方向的往复运动，不在皮带机4的转弯处运动。
具体地，先将液压支架底座9安装在煤矿采空区一侧，其他部件依次安装好；然后操控无极绳绞车8，使得卸料车移至采空区一侧，溜槽3下口对准采空区，启动皮带机4，胶带412上携带着物料运至卸料车处，卸料犁头2将物料阻挡住，并且引至溜槽3内，以一个初速度抛至采空区，采空区的物料堆在外侧以35°的动堆积角安息，在内侧以45°的静堆积角安息，纵向连续卸料形成刀锋状；若采空区回填完毕，便可停止皮带机4的运行，将卸料车移至下一个采空区处；
若煤矿巷道内液压支架底座9之间无法形成直线通道，皮带机4需要平面转弯，则操控液压支架底座9，使之外侧延长，同时操控顺移卸料平台6中的伸缩油缸61，伸长杠杆，顺移机架63远离固定机架64，皮带机4也随着形成转弯；卸料车可随皮带机4的顺序推移进行同步移动，皮带机4可在顺序推移的同时运行，互不影响，卸料车始终保持直线方向的往复运动，不在皮带机4的转弯处运动；
若不需要平面转弯，则操控液压支架底座9，使之收紧，同时操控顺移卸料平台9中的伸缩油缸61，收缩杠杆，顺移机架63靠近固定机架64，皮带机4随之收回。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种煤矿采空区矸石回填输送装置，包括皮带机，其特征在于：还包括：
液压支架底座；
顺移卸料平台，所述顺移卸料平台铰接在液压支架底座上，所述皮带机安装在顺移卸料平台上，所述皮带机两侧机架上设有行走轨道；所述顺移卸料平台包括固定机架、顺移机架、伸缩油缸和滑靴，所述固定机架和顺移机架之间通过滑靴和伸缩油缸连接，所述伸缩油缸的底座与固定机架连接，所述伸缩油缸的杠杆与顺移机架连接，当伸缩油缸延伸的时候，滑靴滑动，顺移机架远离固定机架移动；
无极绳绞车，所述无极绳绞车安装在皮带机的头尾两端；
卸料车，所述卸料车横跨皮带机，可在无极绳绞车的牵引下在行走轨道上运行，所述卸料车包括行走卸料平台、卸料犁头和溜槽，所述行走卸料平台可将皮带机的胶带托平，所述卸料犁头可挡住胶带上的物料并引入溜槽内，使得物料以大于零的初速度抛至采空区，所述溜槽设在卸料车一侧，对物料进行侧卸；
所述皮带机固定在顺移卸料平台的顺移机架一侧，在顺移卸料平台发生伸缩时，皮带机的机架随之发生位置的移动；所述皮带机包括头架、尾架和中间架，中间架由3~20节定节距机架铰接而成，头架、中间架和尾架之间通过铰接活动连接，在顺移卸料平台的驱动下，皮带机的定节距机架顺序推移可形成平面转弯；所述定节距机架上安装有吊挂托辊组用来支撑胶带及胶带上物料；所述皮带机头架上设有第一电动滚筒、第一改向滚筒、拉紧装置；所述皮带机尾架上设有第二电动滚筒，第二改向滚筒，导料槽；所述皮带机由第一电动滚筒和第二电动滚筒进行驱动，由第一电动滚筒、第一改向滚筒、第二电动滚筒和第二改向滚筒进行改向，由拉紧装置对胶带进行拉紧，由导料槽对物料进行引导。
2.根据权利要求1所述的回填输送装置，其特征在于：所述皮带机的头架、中间架和尾架的宽度一致，与液压支架底座宽度一致。
3.根据权利要求1所述的回填输送装置，其特征在于：所述定节距机架之间的铰接处通过垫片接触；所述垫片为高分子材料垫片。
4.根据权利要求1所述的回填输送装置，其特征在于：所述定节距机架上还安装有防跑偏托辊。
5.根据权利要求1所述的回填输送装置，其特征在于：所述无极绳绞车的钢丝绳隐藏在皮带机两侧的机架内。
6.根据权利要求1所述的回填输送装置，其特征在于：所述行走轨道安装在皮带机两侧托辊下面的机架上。
7.根据权利要求1所述的回填输送装置，其特征在于：所述卸料车可随皮带机的顺序推移进行同步移动，所述皮带机可在顺序推移的同时运行。
8.根据权利要求1所述的回填输送装置，其特征在于：所述卸料车始终保持直线方向的往复运动，不在皮带机的转弯处运动。
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