CN205025484U - 电液控制矸石充填开采液压支架 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及煤矿开采设计技术领域，尤其涉及矸石充填开采工艺及矸石充填开采液压支架的研究与设计，具体涉及一种电液控制矸石充填开采液压支架。本实用新型提供的电液控制矸石充填开采液压支架设有电液控制系统和与电液控制系统信号连接的压力传感器、行程传感器、第一倾角传感器、第二倾角传感器及第三倾角传感器，实现了通过液压方式对矸石充填开采液压支架自动化控制，有效减少了矸石充填时间，提高了充填效率，减轻了操作人员的劳动强度，同时通过电液控制系统的实时监测提高了矸石充填效果，实现综采工作面电液控制系统国产化，有利于节约设备投入成本和促进煤炭高产高效集约化发展。

Description

电液控制矸石充填开采液压支架

技术领域

本实用新型涉及煤矿开采设计技术领域，尤其涉及矸石充填开采工艺及矸石充填开采液压支架的研究与设计，具体涉及一种电液控制矸石充填开采液压支架。

背景技术

煤炭是我国能源的支柱，在传统的煤炭开采过程中，人们通常只注重煤炭开采的经济价值，而缺乏考虑煤炭开采对人类环境产生的负面影响，特别是地面存放着的矸石，既需要占用大量的土地面积，又对环境造成严重的污染。同时，采煤在井下形成的采空区，容易造成地表面塌陷，使地面建筑及公路遭受损坏。矸石充填解决了因煤炭开采过程中的矸石在地面积累形成的矸石山，消除了因矸石自然造成的有害气体对环境的污染，同时还解决了因煤炭采空后形成的地表塌陷是地面建筑及公路的破坏。因此充填支架的开发和推广应用是煤炭开采方式的一大革新，是今后煤炭开采发展的趋势。

在矸石充填开采作业中，既需要不断地向采空区输送经过粉碎的矸石填充物，又需要保障进行充填作业操作的人员安全。现有的充填矸石液压支架，主要依靠矸石的自然堆积对采空区进行填充，但由于其在高度方向上机械结构的限制，在采空区顶板与填充体之间留有较大间隙，矸石填充体不能与顶板直接接触，而且因为矸石填充体松散系数大，从而造成充填效果不理想且地面仍然会有较大沉陷的不利情形的现象。充填开采液压支架存在上述所提及的不与顶板接触及充填效果不理想和地面仍出现塌陷的问题，会限制了采煤工艺在建筑物下、水体下和铁路下的开采作业范围，造成回采工作面接续紧张、缩短矿区煤炭生产服务年限，使矿区过早地进入衰老报废期，这不仅给国家造成极大地浪费，还必将引发资源可持续发展的社会问题。

因此，针对以上不足，本实用新型提供了一种电液控制矸石充填开采液压支架。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是解决现有矸石充填开采液压支架的回采和填充作业效率低、因充填质量参差不齐导致矸石充填效果不理想、操作人员劳动强度高、操作环境复杂且操作人员在作业过程中的安全性不够高、采空区顶板下沉现象得不到有效的缓解，同时也不利于适应煤炭生产高产高效集约化发展及实现综采工作面电液控制系统国产化的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电液控制矸石充填开采液压支架，该液压支架包括电液控制系统、底座、顶梁、前立柱和后立柱，所述前立柱的一端固定连接在所述底座上，另一端固定连接于所述顶梁，所述后立柱的一端固定连接在所述底座上，另一端固定连接于所述顶梁；

所述顶梁通过摆梁千斤顶连接有摆梁，且所述摆梁通过压实千斤顶连接于所述底座；所述底座上设有第一倾角传感器，所述顶梁上设有第二倾角传感器，所述摆梁上设有第三倾角传感器和铲板；所述压实千斤顶上设有压力传感器和行程传感器；

所述电液控制系统与所述压力传感器、行程传感器、第一倾角传感器、第二倾角传感器和第三倾角传感器信号连接，且所述电液控制系统通过液压方式对液压支架进行自动控制。

其中，所述电液控制系统包括数字监控系统、主阀体和控制器；所述主阀体通过护套连接器与控制器连接，所述压力传感器、行程传感器、第一倾角传感器、第二倾角传感器和第三倾角传感器与所述控制器信号连接，且所述控制器通过控制主阀体对所述底座、摆梁、顶梁和压实千斤顶进行自动控制。

其中，所述数字监控系统接收和显示所述压力传感器、行程传感器第一倾角传感器、第二倾角传感器和第三倾角传感器的传送数据。

其中，液压支架还包括固定架，所述固定架上设有落料传感器，所述落料传感器实时监测落矸量，并将落矸量的信息传输至所述电液控制系统。

其中，液压支架还包括推移千斤顶，所述推移千斤顶内安装有行程传感器，所述行程传感器实时监控推移千斤顶运动的距离，并将推移千斤顶运动距离的信息传输至所述电液控制系统。

其中，所述顶梁通过销轴铰接有上连杆，所述上连杆的另一端分别通过销轴铰接有前连杆和后连杆，且所述前连杆位于所述后连杆的上方，所述前连杆和后连杆的另一端连接于所述底座上。

其中，所述前立柱和后立柱上设有压力传感器和激光测距仪，所述激光测距仪用于检测所述顶梁和底座的距离，并将立柱压力值和距离信息传输至所述电液控制系统。

其中，所述控制器上设有操作界面，所述操作界面上设有支架动作功能键，所述支架动作功能键用于对液压支架发出操作指令。

其中，所述操作界面控制的液压支架的数量为一架或多架，且能控制多架液压支架的成组动作和成组动作的递进方向。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：本实用新型提供的电液控制矸石充填开采液压支架设有电液控制系统和与电液控制系统信号连接的压力传感器、行程传感器、第一倾角传感器、第二倾角传感器及第三倾角传感器，实现了通过液压方式对矸石充填开采液压支架自动化控制，有效减少了矸石充填时间，提高了充填效率，减轻了操作人员的劳动强度，同时通过电液控制系统的实时监测提高了矸石充填效果，实现综采工作面电液控制系统国产化，有利于节约设备投入成本和促进煤炭高产高效集约化发展。

附图说明

图1是本实用新型实施例电液控制矸石充填开采液压支架的传感器配置图；

图2是本实用新型实施例电液控制矸石充填开采液压支架的结构示意图；

图3是本实用新型实施例主阀体的装配示意图；

图4是本实用新型实施例控制器的操作界面示意图。

图中：1：压力传感器；2：行程传感器；3-1：第一倾角传感器；3-2：第二倾角传感器；3-3：第三倾角传感器；4：落料传感器；5：底座；6：摆梁；7：顶梁；8-1：前立柱；8-2：后立柱；9：压实千斤顶；10：推移千斤顶；11：摆梁千斤顶；12：上连杆；13：前连杆；14：后连杆；15：控制器；16：主阀体；17：固定架。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-图4所示，本实用新型实施例提供的一种电液控制矸石充填开采液压支架，该液压支架包括电液控制系统、底座5、顶梁7、前立柱8-1和后立柱8-2，前立柱8-1的一端固定连接在底座5上，另一端固定连接于顶梁7，后立柱8-2的一端固定连接在底座5上，另一端固定连接于顶梁7；

顶梁7通过摆梁千斤顶11连接有摆梁6，且摆梁6通过压实千斤顶9连接于底座5；底座5上设有第一倾角传感器3-1，顶梁7上设有第二倾角传感器3-2，摆梁6上设有第三倾角传感器3-3和铲板，在自动充填过程中实现对摆梁6抬起高度的控制，有效地避免了在捣实过程中铲板会触碰充填运输机的情况；压实千斤顶9上设有压力传感器1和行程传感器2，通过压力传感器1和行程传感器2来检测压实千斤顶9的实时压力值和行程值，以此来判断充填效果的好坏，从而选择是否进行二次充填，提高了充填效果。

电液控制系统与压力传感器1、行程传感器2、第一倾角传感器3-1、第二倾角传感器3-2和第三倾角传感器3-3信号连接，且电液控制系统通过液压方式对液压支架进行自动控制，且根据矸石充填现场的整个流程，实现了综合机械化充填采煤系统自动控制的程序系统。

电液控制系统包括数字监控系统、主阀体16和控制器15；主阀体16通过护套连接器与控制器15连接，压力传感器1、行程传感器2、第一倾角传感器3-1、第二倾角传感器3-2和第三倾角传感器3-3与控制器15信号连接，且控制器15通过控制主阀体16对底座5、摆梁6、顶梁7和压实千斤顶9进行自动控制。

通过液压支架控制器15选择好控制方式，然后发出相应控制命令(即给出相应的电信号)，使对应的电磁先导阀动作，控制主阀16开启，向所连接的液压缸供液，使液压支架作相应的动作。液压支架工作状态由压力传感器1、行程传感器2、第一倾角传感器3-1、第二倾角传感器3-2和第三倾角传感器3-3反馈至控制器15，控制器15再根据提供的信号来决定液压支架的下一个动作。

数字监控系统接收和显示压力传感器1、行程传感器2、第一倾角传感器3-1、第二倾角传感器3-2和第三倾角传感器3-3的传送数据，即通过数字监控系统可获知所控制支架的作业状态。

液压支架还包括固定架17，固定架17上设有落料传感器4，落料传感器4实时监测落矸量，并将落矸量的信息传输至电液控制系统，电液控制系统通过液压管路发出指令控制落矸口的关启，即启动固定架17打开放矸口，通过落料传感器4监测并记录落矸量，待落矸量达到预先设定的要求后，关闭固定架17即关闭放矸口，停止落料过程。

液压支架还包括推移千斤顶10，推移千斤顶10内安装有行程传感器2，行程传感器2实时监控推移千斤顶10运动的距离，并将推移千斤顶10运动距离的信息传输至电液控制系统，电液控制系统通过液压管路发出指令来控制液压支架的推溜和拉架，从而实现了对所控液压支架的自动推溜和拉架的行程的控制。

顶梁7通过销轴铰接有上连杆12，上连杆12的另一端分别通过销轴铰接有前连杆13和后连杆14，且前连杆13位于后连杆14的上方，前连杆13和后连杆14的另一端连接于底座5上，采用这种连杆结构的充填液压支架稳定性好，在保证足够支护强度的基础上，结构更加简单，支架尺寸更紧凑，重量轻，整体性强。

前立柱8-1和后立柱8-2上设有压力传感器1和激光测距仪，激光测距仪用于检测顶梁7和底座5的距离，并将立柱压力值和距离信息传输至电液控制系统，电液控制系统通过液压管路发出指令来控制液压支架的降架和升架，从而实现了对所控液压支架的降架和升架操作。

控制器15上设有操作界面，操作界面上设有支架动作功能键，支架动作功能键用于对液压支架发出操作指令，所述操作指令包括降柱、移架、升柱、推溜、伸后伸缩、收后伸缩、伸前侧护、收前侧护、伸后侧护、收后侧护、伸摆梁、收摆梁、伸放矸、收放矸、伸平衡、收平衡、伸压实和收压实；根据实际具体所需的操作指令，持续按住相应的支架动作功能键，直到指示动作的完成。

操作界面控制的液压支架的数量为一架或多架，且能控制多架液压支架的成组动作和成组动作的递进方向。被控支架通常可以从一边邻架、从两边邻架、从成组支架的最后一架进行操纵。控制器15包括单个支架控制单元系统及将所有支架上的单元系统通过必要的共用或附加设备联接起来的控制网络，实现对液压支架动作的控制和状态的监测。其中，成组动作包括成组自动移架、成组推溜、成组拉溜、成组伸伸缩梁、成组伸伸缩梁联动、成组收伸缩梁、成组收伸缩梁联动、成组伸护帮、成组收护帮及成组喷雾等。

本实用新型的电液控制矸石充填开采液压支架的具体工作过程为：启动电液控制系统，启动固定架17即打开放矸口，矸石运输机上的矸石落入指定区域，通过落料传感器4实时监测落矸量，待落矸量达到预先设定要求，关闭放矸口；启动压实千斤顶9直至其伸到接触矸石，压实操作停止；启动摆梁6和摆梁千斤顶11，使得液压支架同时进行伸压实和收摆梁指令，对矸石进行捣实充填；通过压力传感器1和行程传感器2监测并记录压实千斤顶9的压实压力值和行程值；通过第一倾角传感器3-1、第二倾角传感器3-2和第三倾角传感器3-3分别监测记录底座5、顶梁7和摆梁6的夹角值；若达到预设的压实压力值、行程值和倾角值后，即完成捣实充填操作，同时进行收压实和收摆梁操作；最后进行伸摆梁操作，使摆梁6回到初始位置。

综上所述，本实用新型提供的电液控制矸石充填开采液压支架设有电液控制系统和与电液控制系统信号连接的压力传感器、行程传感器、第一倾角传感器、第二倾角传感器及第三倾角传感器，实现了通过液压方式对矸石充填开采液压支架自动化控制，有效减少了矸石充填时间，提高了充填效率，减轻了操作人员的劳动强度，同时通过电液控制系统的实时监测提高了矸石充填效果，实现综采工作面电液控制系统国产化，有利于节约设备投入成本和促进煤炭高产高效集约化发展。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种电液控制矸石充填开采液压支架，其特征在于：包括电液控制系统、底座(5)、顶梁(7)、前立柱(8-1)和后立柱(8-2)，所述前立柱(8-1)的一端固定连接在所述底座(5)上，另一端固定连接于所述顶梁(7)，所述后立柱(8-2)的一端固定连接在所述底座(5)上，另一端固定连接于所述顶梁(7)；

所述顶梁(7)通过摆梁千斤顶(11)连接有摆梁(6)，且所述摆梁(6)通过压实千斤顶(9)连接于所述底座(5)；所述底座(5)上设有第一倾角传感器(3-1)，所述顶梁(7)上设有第二倾角传感器(3-2)，所述摆梁(6)上设有第三倾角传感器(3-3)和铲板；所述压实千斤顶(9)上设有压力传感器(1)和行程传感器(2)；

所述电液控制系统与所述压力传感器(1)、行程传感器(2)、第一倾角传感器(3-1)、第二倾角传感器(3-2)和第三倾角传感器(3-3)信号连接，且所述电液控制系统通过液压方式对液压支架进行自动控制。

2.根据权利要求1所述的电液控制矸石充填开采液压支架，其特征在于：所述电液控制系统包括数字监控系统、主阀体(16)和控制器(15)；所述主阀体(16)通过护套连接器与所述控制器(15)连接，所述压力传感器(1)、行程传感器(2)、第一倾角传感器(3-1)、第二倾角传感器(3-2)和第三倾角传感器(3-3)与所述控制器(15)信号连接，且所述控制器(15)通过控制主阀体(16)对所述底座(5)、摆梁(6)、顶梁(7)和压实千斤顶(9)进行自动控制。

3.根据权利要求2所述的电液控制矸石充填开采液压支架，其特征在于：所述数字监控系统接收和显示所述压力传感器(1)、行程传感器(2)、第一倾角传感器(3-1)、第二倾角传感器(3-2)和第三倾角传感器(3-3)的传送数据。

4.根据权利要求1所述的电液控制矸石充填开采液压支架，其特征在于：还包括固定架(17)，所述固定架(17)上设有落料传感器(4)，所述落料传感器(4)实时监测落矸量，并将落矸量的信息传输至所述电液控制系统。

5.根据权利要求1所述的电液控制矸石充填开采液压支架，其特征在于：还包括推移千斤顶(10)，所述推移千斤顶(10)内安装有行程传感器(2)，所述行程传感器(2)实时监控推移千斤顶(10)运动的距离，并将推移千斤顶(10)运动距离的信息传输至所述电液控制系统。

6.根据权利要求1所述的电液控制矸石充填开采液压支架，其特征在于：所述顶梁(7)通过销轴铰接有上连杆(12)，所述上连杆(12)的另一端分别通过销轴铰接有前连杆(13)和后连杆(14)，且所述前连杆(13)位于所述后连杆(14)的上方，所述前连杆(13)和后连杆(14)的另一端连接于所述底座(5)上。

7.根据权利要求1所述的电液控制矸石充填开采液压支架，其特征在于：所述前立柱(8-1)和后立柱(8-2)上设有压力传感器(1)和激光测距仪，所述激光测距仪用于检测所述顶梁(7)和底座(5)的距离，并将立柱压力值和距离信息传输至所述电液控制系统。

8.根据权利要求2所述的电液控制矸石充填开采液压支架，其特征在于：所述控制器(15)上设有操作界面，所述操作界面上设有支架动作功能键。

9.根据权利要求8所述的电液控制矸石充填开采液压支架，其特征在于：所述操作界面控制的液压支架的数量为一架或多架，且能控制多架液压支架的成组动作和成组动作的递进方向。