一种可伸缩式煤矿井下用巷道矸石填充机

摘要

本发明属于煤矿开采技术领域，具体涉及可伸缩式煤矿井下用巷道矸石填充机。解决了机组工作中和机组后退时卸料装置与皮带输送机的主皮带连接的防跑偏问题。技术方案是：一种可伸缩式煤矿井下用巷道矸石填充机，包括行走部、机体部、抛矸装置、卸料装置、后支撑部、电气系统和液压系统；所述行走部设置在机体部下方的左右两侧，抛矸装置设置在机体部的中部，卸料装置设置在机体部的后端，后支撑部设置在卸料装置下方左右两侧，电气系统设置在机体部的右后侧，液压系统设置在机体部的右前侧。本发明有效解决了填充过程中机组动机次数过多及机组后退时拆卸皮带运输机中间架频繁的问题。

说明书

技术领域

本发明属于煤矿开采技术领域，具体涉及一种集行走、卸料、抛矸、压实等多功能于一体的可伸缩式煤矿井下用巷道矸石填充机。

背景技术

煤矸石是煤炭开采和加工过程中产生的固体废物，一般经井下运输至地面进行堆积存放，久而久之形成煤矸山，煤矸山不仅占用大量的土地资源，而且其产生的气体成分对周围的生态环境造成污染和破坏，因此矸石回填设备的研究变得很有必要，但传统的矸石填充机结构简单，功能单一，抛矸装置不可伸缩，在抛矸填充的过程中需要频繁地移动机组，操作性差，填充率低，大大增加了劳动强度和安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种可伸缩式煤矿井下用巷道矸石填充机，有效解决了填充过程中机组动机次数过多及机组后退时拆卸皮带运输机中间架频繁的问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种可伸缩式煤矿井下用巷道矸石填充机，包括行走部、机体部、抛矸装置、卸料装置、后支撑部、电气系统和液压系统；所述行走部设置在机体部下方的左右两侧，抛矸装置设置在机体部的中部，卸料装置设置在机体部的后端，后支撑部设置在卸料装置下方左右两侧，电气系统设置在机体部的右后侧，液压系统设置在机体部的右前侧。

所述行走部由履带架、两个改向链轮、两个驱动链轮、两付履带、两个涨紧装置、减速器和行走液压马达组成；所述两个改向链轮对称设置在履带架的前端左右两侧，两个驱动链轮对称设置在履带架的后端左右两侧，两付履带分别绕在左右两侧改向链轮和驱动链轮之间，两个涨紧装置设置在履带架左右两侧，并位于改向链轮的后面，减速器安装在驱动链轮的内腔中，减速器的外壳与驱动链轮相连接以通过减速器外壳的转动带动驱动链轮转动，行走液压马达安装在减速器上，并且行走液压马达的输出轴与减速器的输入轴相连接为减速器提供转动驱动。

所述机体部由铲板、铲板油缸、机架、回转平台、单排交叉滚柱式回转轴承、回转油缸、左平台、右平台组成；所述机架安装在行走部的上方，并与履带架固定连接，所述铲板一端与机架前端底部的连接耳铰接，另一端与铲板油缸的伸缩杆铰接，所述铲板油缸的伸缩杆与铲板的连接座铰接，所述铲板油缸的缸体与机架前端上部的连接耳铰接，铲板油缸伸缩杆伸缩运动带动铲板实现抬起和落下动作，配合行走部可实现铲板对矸石的压实作用；所述回转平台安装在单排交叉滚柱式回转轴承上，所述单排交叉滚柱式回转轴承一端与回转平台固定连接，另一端与机架固定连接，所述回转油缸共两根，分左右对称布置，每一根油缸的伸缩杆与回转平台后端的的油缸固定座铰接，每一根油缸的缸体与机架后端的连接耳铰接，回转油缸伸缩运动带动回转平台、及安装在其上的左平台、右平台左右旋转；所述左平台固定在回转平台的左侧上部，所述右平台固定在回转平台的右侧上部，所述左平台、右平台可随回转平台一起左右旋转。

所述抛矸装置由支撑架、滚筒、缓冲托辊、皮带、“V字”清带器、平托辊、挡煤架Ⅰ、挡煤架Ⅱ、挡煤架Ⅲ、驱动装置、滑道、支撑架支撑油缸、“一字”清带器、齿轮装置、伸缩装置、滑动装置、导向轮组成；所述支撑架其后端连接耳与回转平台上的连接耳铰接，所述滚筒安装在支撑架前端，所述驱动装置安装在支撑架后端，所述皮带分别绕在滚筒与驱动装置之间，驱动装置驱动皮带运转，从而实现输送矸石作用；所述缓冲托辊、平托辊分别安装在支撑架对应托辊安装槽内，对皮带起到缓冲、支撑作用；所述挡煤架Ⅰ、挡煤架Ⅱ安装在支撑架的前部上方位置，所述挡煤架Ⅲ安装在支撑架的后部上方位置，为V形结构设计，所述滑道左右对称布置，与支撑架固定连接，安装在支撑架两侧内部端面，所述齿轮装置安装在支撑架左前侧位置，所述伸缩装置设置在支撑架下方内侧位置，齿轮装置的齿轮与伸缩装置的齿条啮合，齿轮装置运转带动伸缩装置实现前后伸缩作用，所述滑动装置安装在支撑架右前侧位置，滑动装置对伸缩装置起限位导向作用，其配合齿轮装置保证伸缩装置沿直线方向实现伸缩作用；所述“V字”清带器、“一字”清带器安装在抛矸装置对应位置，通过“V字”清带器、“一字”清带器与皮带的摩擦清除皮带表面沾附的物料，实现清带作用；所述导向轮安装在支撑架底部前侧位置，对伸缩装置起导向作用，所述支撑架支撑油缸共两根，分左右对称布置，其伸缩杆分别与支撑架中部两侧的连接耳铰接，其缸体分别与左平台、右平台前端的固定座铰接，支撑架支撑油缸伸缩杆伸缩带动整个抛矸装置实现整体升降。

所述伸缩装置由伸缩架、抛矸驱动装置、抛射皮带、抛矸缓冲托辊、抛矸平托辊、抛矸滚筒、滑动架导向轮、齿条组成；所述伸缩架设置在支撑架内部，所述抛矸驱动装置安装在伸缩架前端，所述抛矸滚筒安装在伸缩架后部，所述抛射皮带分别绕在抛矸驱动装置与抛矸滚筒之间，抛矸驱动装置驱动抛射皮带运转；抛矸缓冲托辊安装在伸缩架上部托辊安装槽内，可以缓冲落矸对抛射皮带的冲击，并对抛射皮带起支撑作用，所述抛矸平托辊安装在伸缩架下部托辊安装槽内，对抛射皮带起支撑作用，减少抛射皮带运行阻力，保证抛射皮带平稳地运行；所述滑动架导向轮共四个，分左右对称安装在伸缩架后部两侧，当伸缩装置伸缩时，导向轮沿滑道滚动；所述齿条固定在伸缩架左侧面，其齿面与齿轮装置的齿轮齿面啮合，当齿轮装置旋转时带动齿条实现伸缩装置的直线伸缩运动。

所述卸料装置由后支撑座、调偏油缸、调偏平台、支撑座、调整油缸、调偏架、皮带架、卷电缆装置组成；所述后支撑座的前端与机架后端固定连接，所述调偏油缸共两根，分左右对称布置，其缸体与后支撑座两侧的连接耳铰接，其伸缩杆与调偏平台底部的连接耳铰接，调偏油缸的伸缩杆伸缩带动调偏平台左右小角度调整，实现卸料装置左右小角度调平；所述支撑座底部与调偏平台固定连接，支撑座上部连接耳与调偏架底部连接耳铰接，所述调整油缸的缸体与调偏平台后端连接耳铰接，所述调整油缸的伸缩杆与调偏架底部后端连接耳铰接，调整油缸的伸缩杆伸缩带动卸料装置升降，实现卸料装置上下小角度调整；所述皮带架其前端连接耳与调偏架铰接，所述卷电缆装置安装在皮带架左侧面。

所述皮带架由皮带架体、漏斗、护罩、卸载滚筒、挡煤架、卸料皮带、卸料缓冲托辊、卸料平托辊、改向托辊组成；所述皮带架体其前端与调偏架铰接，可左右摆动一定角度，所述漏斗安装在皮带架体前端底部，便于矸石落入抛矸装置上，所述护罩安装在皮带架体前端上部；所述卸载滚筒安装在皮带架体前端，所述卸料缓冲托辊安装在皮带架体上部托辊架上，所述卸料平托辊安装在皮带架体底部托辊架上，所述改向托辊安装在皮带架体后端，所述卸料皮带分别经缓冲托辊、卸料平托辊绕在卸载滚筒与皮带运输机的滚筒之间，通过卸料皮带将矸石运送至卸载滚筒位置，进而进入抛矸装置,所述挡煤架共个，对称安装在皮带架体上部，卸载滚筒后端两侧位置。

所述后支撑部由后支撑油缸、后支撑腿、下顶板组成；所述后支撑油缸的伸缩杆与后支撑腿的中部铰接，所述后支撑油缸的缸体与后支撑座上部的连接耳铰接，所述后支撑腿共两个，分左右对称布置，其一端铰接在后支撑座上，另一端与下顶板铰接，通过后支撑油缸伸缩杆伸缩带动后支撑腿及下顶板进行升降动作。

本发明可伸缩式煤矿井下用巷道矸石填充机采用上述技术方案，集伸缩、行走、卸料、抛矸、压实等多功能于一体；机组配置的大行程可伸缩式皮带架，通过齿轮装置的齿轮与皮带架侧面安装的长齿条相配合，将齿轮的旋转运动转化为皮带架的直线运动，实现皮带架前后大行程伸缩功能，可大大减少动机次数及机组退机时拆卸皮带运输机中间架的频率；本发明抛射装置可实现上下左右一定角度范围的摆动，配合防跑偏的卸料装置与运输机通过皮带连接，可以顺畅的将矸石抛射到巷道，达到最佳填充效果；同时机组前部设有推板，可对回填矸石进行推压夯实，提高填充率；机组后部设有后支撑，可稳定机身，无论从经济性、安全性还是功能性来说，均优于现有的煤矿井下巷道矸石填充机。

与现有技术相比，本发明一种可伸缩式煤矿井下用巷道矸石填充机具有以下优点：

1、本发明采用大行程伸缩式皮带架结构，利用齿轮与皮带架侧面安装的长齿条进行传动，具有啮合度高、导向性好、行程距离长等优点，配合抛矸装置底面安装的导向轮和皮带架后端两侧安装的导向轮，保证了皮带架伸缩滑动的轻便平稳，提高了滑动效率。

2、本发明采用三级矸石输送方式，卸料装置尾部与皮带输送机相连构成一级运输，抛矸装置与卸料装置前后搭接构成二级运输，抛矸装置与内置式大行程伸缩式皮带架构成三级运输，一级运输中卸料装置采用防跑偏结构可实现卸载滚筒的调平、调偏、调斜等一系列动作，保证皮带运输机的顺利运转，二级运输中抛矸装置可小角度左右旋转和上下升降，保证了装置之间搭接良好，三级运输中采用可伸缩式皮带架，伸缩滑动灵活平稳，通过上述三级输送的方式，可以及时有效地把矸石填充至巷道，保证了矸石填充率。

3、本发明采用履带式行走方式，机组的前进、后退、制动、转向灵活方便，可以适应多种复杂工况条件的巷道。

4、本发明前部设有推板，可以及时的对回填矸石进行推压夯实，提高填充率。

5、本发明后部设有后支撑，使机组在工作的过程中保持稳定。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1中行走部的结构示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是图1中机体部的结构示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是图1中抛矸装置的结构示意图；

图8是图7的俯视图；

图9是图7中伸缩装置的结构示意图；

图10是图9的俯视图；

图11是图1中卸料装置的结构示意图；

图12是图11的俯视图；

图13是图11的K向视图；

图14是图11中皮带架的结构示意图；

图15是图1中后支撑部的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图2所示，本实施例所述一种可伸缩式煤矿井下用巷道矸石填充机，其中，包括行走部1、机体部2、抛矸装置3、卸料装置4、后支撑部5、电气系统6和液压系统7；所述行走部1设置在机体部2下方的左右两侧，抛矸装置3设置在机体部2的中部，卸料装置4设置在机体部2的后端，后支撑部5设置在卸料装置4下方左右两侧，电气系统6设置在机体部2的右后侧，液压系统7设置在机体部2的右前侧。

如图3至图4所示，所述行走部1由履带架1-1、两个改向链轮1-2、两个驱动链轮1-3、两付履带1-4、两个涨紧装置1-5、减速器1-6和行走液压马达1-7组成；所述两个改向链轮1-2对称设置在履带架1-1的前端左右两侧，两个驱动链轮1-3对称设置在履带架1-1的后端左右两侧，两付履带1-4分别绕在左右两侧改向链轮1-2和驱动链轮1-3之间，两个涨紧装置1-5设置在履带架1-1左右两侧，并位于改向链轮1-2的后面，减速器1-6安装在驱动链轮1-3的内腔中，减速器1-6的外壳与驱动链轮1-3相连接以通过减速器1-6外壳的转动带动驱动链轮1-3转动，行走液压马达1-7安装在减速器1-6上，并且行走液压马达1-7的输出轴与减速器1-6的输入轴相连接为减速器1-6提供转动驱动。

如图5至图6所示，所述机体部2由铲板2-1、铲板油缸2-2、机架2-3、回转平台2-4、单排交叉滚柱式回转轴承2-5、回转油缸2-6、左平台2-7、右平台2-8组成；所述机架2-3安装在行走部1的上方，并与履带架1-1固定连接，所述铲板2-1一端与机架2-3前端底部的连接耳铰接，另一端与铲板油缸2-2的伸缩杆铰接，所述铲板油缸2-2的伸缩杆与铲板2-1的连接座铰接，所述铲板油缸2-2的缸体与机架2-3前端上部的连接耳铰接，铲板油缸2-2伸缩杆伸缩运动带动铲板2-1实现抬起和落下动作，配合行走部1可实现铲板对矸石的压实作用，同时可防止矸石堆积或滑落到机组底部，保证机组的正常运行；所述回转平台2-4安装在单排交叉滚柱式回转轴承2-5上，所述单排交叉滚柱式回转轴承2-5一端与回转平台2-4固定连接，另一端与机架2-3固定连接，所述回转油缸2-6共两根，分左右对称布置，每一根油缸的伸缩杆与回转平台2-4后端的的油缸固定座铰接，每一根油缸的缸体与机架2-3后端的连接耳铰接，回转油缸2-6伸缩运动带动回转平台2-4、及安装在其上的左平台2-7、右平台2-8左右旋转，实现机组的左右回转作用，增大填充面积；所述左平台2-7固定在回转平台2-4的左侧上部，所述右平台2-8固定在回转平台2-4的右侧上部，所述左平台2-7、右平台2-8可随回转平台2-4一起左右旋转。

如图7至图8所示,所述抛矸装置3由支撑架3-1、滚筒3-2、缓冲托辊3-3、皮带3-4、“V字”清带器3-5、平托辊3-6、挡煤架Ⅰ3-7、挡煤架Ⅱ3-8、挡煤架Ⅲ3-9、驱动装置3-10、滑道3-11、支撑架支撑油缸3-12、“一字”清带器3-13、齿轮装置3-14、伸缩装置3-15、滑动装置3-16、导向轮3-17组成；所述支撑架3-1其后端连接耳与回转平台2-4上的连接耳铰接，所述滚筒3-2安装在支撑架3-1前端，所述驱动装置3-10安装在支撑架3-1后端，所述皮带3-4分别绕在滚筒3-2与驱动装置3-10之间，驱动装置3-10驱动皮带3-4以一定速度运转，从而实现输送矸石作用；所述缓冲托辊3-3、平托辊3-6分别安装在支撑架3-1对应托辊安装槽内，对皮带3-4起到缓冲、支撑作用；所述挡煤架Ⅰ3-7、挡煤架Ⅱ3-8安装在支撑架3-1的前部上方位置，为方刚架与菱形网组合结构，并适当加高挡煤板高度，有效防止矸石散落溜出，所述挡煤架Ⅲ3-9安装在支撑架3-1的后部上方位置，为V形结构设计，增加了集料面积，在抛矸装置3左右摆动时可以适应更大的角度集料，矸石不易散落，增加了整机适应性与灵活性。所述滑道3-11左右对称布置，与支撑架3-1固定连接，安装在支撑架3-1两侧内部端面，所述齿轮装置3-14安装在支撑架3-1左前侧位置，所述伸缩装置3-15设置在支撑架3-1下方内侧位置，齿轮装置3-14的齿轮与伸缩装置3-15的齿条3-15-8啮合，齿轮装置3-14运转带动伸缩装置3-15实现前后伸缩作用，在矸石抛射的过程中，随着抛矸过程的进行矸石不断填充巷道，填充完一段距离后只需要将伸缩装置3-15后退一定距离即可进行再一次填充，不需要频繁的开动机组，极大减少了动机次数和机组退机时拆卸皮带运输机中间架的频率，所述滑动装置3-16安装在支撑架3-1右前侧位置，滑动装置3-16可对伸缩装置3-15起到限位导向作用，其配合齿轮装置3-14保证伸缩装置3-15沿直线方向实现伸缩作用；所述“V字”清带器3-5、“一字”清带器3-13安装在抛矸装置3对应位置，通过“V字”清带器3-5、“一字”清带器3-13与皮带3-4的摩擦清除皮带表面沾附的物料，实现清带作用，从而避免物料沾附造成的皮带拥堵和损伤，保证抛矸的顺利进行；所述导向轮3-17安装在支撑架3-1底部前侧位置，可对伸缩装置3-15起到导向作用，同时可减少伸缩装置3-15运行阻力；所述支撑架支撑油缸3-12共两根，分左右对称布置，其伸缩杆分别与支撑架3-1中部两侧的连接耳铰接，其缸体分别与左平台2-7、右平台2-8前端的固定座铰接，支撑架支撑油缸3-12伸缩杆伸缩带动整个抛矸装置3实现整体升降功能，可以满足机组实现一定高度的抛矸要求，提高巷道填充率。

如图9至图10所示,所述伸缩装置3-15由伸缩架3-15-1、抛矸驱动装置3-15-2、抛射皮带3-15-3、抛矸缓冲托辊3-15-4、抛矸平托辊3-15-5、抛矸滚筒3-15-6、滑动架导向轮3-15-7、齿条3-15-8组成；所述伸缩架3-15-1设置在支撑架3-1内部，所述抛矸驱动装置3-15-2安装在伸缩架3-15-1前端，所述抛矸滚筒3-15-6安装在伸缩架3-15-1后部，所述抛射皮带3-15-3分别绕在抛矸驱动装置3-15-2与抛矸滚筒3-15-6之间，抛矸驱动装置3-15-2驱动抛射皮带3-15-3运转，将矸石运输到巷道迎头位置并抛射出去，从而实现抛射矸石功能；抛矸缓冲托辊3-15-4安装在伸缩架3-15-1上部托辊安装槽内，可以缓冲落矸对抛射皮带3-15-3的冲击，并对抛射皮带3-15-3起支撑作用，所述抛矸平托辊3-15-5安装在伸缩架3-15-1下部托辊安装槽内，对抛射皮带3-15-3起支撑作用，减少抛射皮带3-15-3运行阻力，保证抛射皮带3-15-3平稳地运行；所述滑动架导向轮3-15-7共四个，分左右对称安装在伸缩架3-15-1后部两侧，当伸缩装置3-15伸缩时，导向轮3-15-7沿滑道3-11滚动，减少运行阻力；所述齿条3-15-8固定在伸缩架3-15-1左侧面，其齿面与齿轮装置3-14的齿轮齿面啮合，当齿轮装置3-14旋转时带动齿条3-15-8实现伸缩装置3-15的直线伸缩运动。

如图11至图13所示，所述卸料装置4由后支撑座4-1、调偏油缸4-2、调偏平台4-3、支撑座4-4、调整油缸4-5、调偏架4-6、皮带架4-7、卷电缆装置4-8组成；所述后支撑座4-1的前端与机架2-3后端固定连接，所述调偏油缸4-2共两根，分左右对称布置，其缸体与后支撑座4-1两侧的连接耳铰接，其伸缩杆与调偏平台4-3底部的连接耳铰接，调偏油缸4-2的伸缩杆伸缩带动调偏平台4-3左右小角度调整，实现卸料装置4左右小角度调平；所述支撑座4-4底部与调偏平台4-3固定连接，支撑座4-4上部连接耳与调偏架4-6底部连接耳铰接，所述调整油缸4-5的缸体与调偏平台4-3后端连接耳铰接，所述调整油缸4-5的伸缩杆与调偏架4-6底部后端连接耳铰接，调整油缸4-5的伸缩杆伸缩带动卸料装置4升降，实现卸料装置4上下小角度调整；所述皮带架4-7其前端连接耳与调偏架4-6铰接，可左右摆动一定角度，方便与其他设备的连接；所述卷电缆装置4-8安装在皮带架4-7左侧面，方便电缆的收放，利于进退机组。

如图14所示，所述皮带架4-7由皮带架体4-7-1、漏斗4-7-2、护罩4-7-3、卸载滚筒4-7-4、挡煤架4-7-5、卸料皮带4-7-6、卸料缓冲托辊4-7-7、卸料平托辊4-7-8、改向托辊4-7-9组成；所述皮带架体4-7-1其前端与调偏架4-6铰接，可左右摆动一定角度，所述漏斗4-7-2安装在皮带架体4-7-1前端底部，便于矸石落入抛矸装置3上，所述护罩4-7-3安装在皮带架体4-7-1前端上部,可有效避免矸石散落外溜,所述卸载滚筒4-7-4安装在皮带架体4-7-1前端；所述卸料缓冲托辊4-7-7安装在皮带架体4-7-1上部托辊架上，所述卸料平托辊4-7-8安装在皮带架体4-7-1底部托辊架上，所述改向托辊4-7-9安装在皮带架体4-7-1后端，所述卸料皮带4-7-6分别经缓冲托辊4-7-7、卸料平托辊4-7-8绕在卸载滚筒4-7-4与皮带运输机的滚筒之间，通过卸料皮带4-7-6将矸石运送至卸载滚筒4-7-4位置，进而进入抛矸装置3,所述挡煤架4-7-5共2个，对称安装在皮带架体4-7-1上部，卸载滚筒4-7-4后端两侧位置，可有效防止矸石外溜，保护作业人员安全。

如图15所示，所述后支撑部5由后支撑油缸5-1、后支撑腿5-2、下顶板5-3组成；所述后支撑油缸5-1的伸缩杆与后支撑腿5-2的中部铰接，所述后支撑油缸5-1的缸体与后支撑座4-1上部的连接耳铰接，所述后支撑腿5-2共两个，分左右对称布置，其一端铰接在后支撑座4-1上，另一端与下顶板5-3铰接，通过后支撑油缸5-1伸缩杆伸缩带动后支撑腿5-2及下顶板5-3进行升降动作，当后支撑油缸5-1伸缩杆伸出时，后支撑腿5-2往下摆动，下顶板5-3与地面紧紧接触起到稳机的作用，当后支撑油缸5-1伸缩杆缩回时，后支撑部5收起至最小状态，不影响机组正常状态行走。