一种煤矸石连续快速充填方法及充填装置

技术领域

本发明涉及采煤技术领域，尤其涉及一种煤矸石连续快速充填方法。

背景技术

随着科学技术的发展，绿色开采理念日益深入人心，如何减少煤炭开采对自然环境的破坏和影响已成为当前煤炭领域一个研究重点。矸石充填不仅解决了煤炭升井带来的占地污染和运输成本，而且通过充填采空区又减小地面沉降，降低了煤炭开采对地表农田、建筑设施、井下水系等破坏，因而受到煤炭企业的极大关注。但是目前矸石充填技术最大难题在于充填效率低、投入成本大、经济效益低，基本都是亏本运营。正因如此，目前国内矸石充填工作面实际生产数量很少，矸石充填效率低是制约该项技术推广应用主要原因。如何提高矸石充填效率是当前该项技术急需解决的难题。

本发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种煤矸石连续快速充填方法，将目前底卸式刮板输送机由落料孔不连接的点位卸料方式改为通过皮带连接直接卸料，最大化提高矸石充填效率。

为达到上述目的，本发明提出的一种煤矸石连续快速充填方法，包括如下过程：

在液压支架后顶梁上方对应设置两排定量伸缩千斤顶，两排所述定量伸缩千斤顶两两成对配合并且分别位于采空区侧和煤壁侧；

在两两成对配合的所述定量伸缩千斤顶的动力输出端之间连接柔性限位托辊，在多个所述柔性限位托辊上方安装带限位条胶带，将煤矸石放置在所述带限位条胶带上，以通过控制定量伸缩千斤顶伸出长度，使得充填位置的柔性限位托辊和带限位条胶带具有一定坡度和倾斜角，实现煤矸石在所述充填位置的充填。

进一步地，两排所述定量伸缩千斤顶沿所述液压支架后顶梁中心线方向分别位于采空区和煤壁侧。

进一步地，所述以通过控制定量伸缩千斤顶伸出长度，使得充填位置的柔性限位托辊和带限位条胶带具有一定坡度和倾斜角，实现煤矸石在所述充填位置的充填，具体过程如下：

以通过控制定量伸缩千斤顶伸缩长度，使得充填位置的柔性限位托辊和带限位条胶带具有一定坡度和倾斜角，实现煤矸石在所述充填位置的充填开口度与充填速度的控制。

进一步地，所述以通过控制定量伸缩千斤顶伸缩长度，使得充填位置的柔性限位托辊和带限位条胶带具有一定坡度和倾斜角，具体控制方法如下：

将需要煤矸石充填位置前方的定量伸缩千斤顶收缩一定长度，需要充填位置后方的定量伸缩千斤顶伸长一定长度，使得带限位条胶带在充填位置形成较大坡度。

进一步地，所述充填位置有多个时，具体过程如下：

根据需要调整不同定量伸缩千斤顶的伸出长度，控制不同充填位置柔性限位托辊和带限位条胶带的坡度和倾斜角，让一部分煤矸石在所述充填位置处堆集充填，同时让另外一部分煤矸石向前方运输充填，实现多位置连续充填。

进一步地，所述多位置连续充填具体过程如下：

煤壁侧定量伸缩千斤顶收缩，采空区侧定量伸缩千斤顶伸长，带限位条胶带向采空区侧倾斜，由于重力作用，煤矸石向采空区连续卸料充填，液压支架上的超声波雷达自动监测煤矸石充填料堆高度，当煤矸石充填料堆高度达到设定要求时，煤矸石充填位置处煤壁侧定量伸缩千斤顶伸长，带限位条胶带恢复到运输状态，该位置卸料充填动作结束；

前方需要充填的位置处的煤壁侧定量伸缩千斤顶收缩，采空区侧定量伸缩千斤顶伸长，带限位条胶带向采空区侧倾斜，依次向前充填卸料，依次类推，实现煤矸石自动快速卸料充填。

本申请还提出一种煤矸石连续快速充填装置，包括：

定量伸缩千斤顶，所述定量伸缩千斤顶有多个，多个所述在液压支架后顶梁上方对应设置两排，两排所述定量伸缩千斤顶两两成对配合并且分别位于采空区侧和煤壁侧；

柔性限位托辊，所述柔性限位托辊的两端连接在两两成对配合的所述定量伸缩千斤顶的动力输出端上；

带限位条胶带，所述带限位条胶带设置在多个所述柔性限位托辊上方，用于放置煤矸石。

进一步地，所述柔性限位托辊由多个托辊组成，相临两个所述托辊的两端通过链板柔性连接，相邻两个所述托辊之间留有间隙，所述带限位条胶带底面设置有凸起限位条，所述凸起限位条与所述间隙配合，通过所述凸起限位条插入所述间隙实现所述带限位条胶带在所述柔性限位托辊上的限位。

进一步地，所述柔性限位托辊的两端设置有限位板，所述限位板的侧壁开有限位槽，所述带限位条胶带的两端插入在所述限位槽中。

进一步地，所述液压支架后顶梁上设置有超声波雷达，用于监测煤矸石充填料堆高度。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一实施例提出的煤矸石连续快速充填装置的结构示意图；

图2是本发明图1中A-A方向的示意图；

图3是本发明图2的局部结构放大图；

图4是本发明煤矸石连续快速充填装置充填过程中的结构示意图；

图5是本发明图4中B-B方向的示意图；

图中，1、液压支架后顶梁；2、定量伸缩千斤顶；3、柔性限位托辊；31、托辊；32、链板；33、限位槽；34、限位板；4、带限位条胶带；41、凸起限位条；5、煤矸石；6、超声波雷达。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

参考图1-5，本申请提出一种煤矸石连续快速充填方法，包括如下过程：

在液压支架后顶梁1上方对应设置两排定量伸缩千斤顶2，两排定量伸缩千斤顶2两两成对配合并且分别位于采空区侧和煤壁侧；

在两两成对配合的定量伸缩千斤顶2的动力输出端之间连接柔性限位托辊3，在多个柔性限位托辊3上方安装带限位条胶带4，将煤矸石5放置在带限位条胶带4上，以通过控制定量伸缩千斤顶2伸出长度，使得充填位置的柔性限位托辊3和带限位条胶带4具有一定坡度和倾斜角，实现煤矸石5在充填位置的充填。

可以理解的是，直接在液压支架的后梁1上设置两排定量伸缩千斤顶2，并且在两排定量伸缩千斤顶2之间设置柔性限位托辊3和带限位条胶带4，带限位条胶带4的转动为现有技术，即，在带限位条胶带4的两端设置有滚筒，带限位条胶带4的两端套在两个滚筒上，其中一个滚筒连接电机，通过电机带动一个滚筒转动实现带限位条胶带4的转动，由于限位条胶带4具有较大的弹性，放置煤矸石5后，通过柔性限位托辊3对带限位条胶带4进行支撑，通过控制顶梁伸缩千斤顶2的伸缩量，带动柔性限位辊3倾斜，进而使得带限位条胶带4上的煤矸石5在重力作用下自动倒出至填充位置，实现自动填充。

在一些实施例中，两排定量伸缩千斤顶2沿所述液压支架后顶梁1中心线方向分别位于采空区和煤壁侧。

可以理解的是，两排定量伸缩千斤顶2在液压支架后顶梁1上对称设置。

在一些实施例中，以通过控制定量伸缩千斤顶2伸出长度，使得充填位置的柔性限位托辊3和带限位条胶带4具有一定坡度和倾斜角，实现煤矸石5在充填位置的充填，具体过程如下：

以通过控制定量伸缩千斤顶2伸缩长度，使得充填位置的柔性限位托辊3和带限位条胶带4具有一定坡度和倾斜角，实现煤矸石5在充填位置的充填开口度与充填速度的控制。

可以理解的是，柔性限位托辊3和带限位条胶带4的坡度和倾斜角改变后能够改变煤矸石倾倒的快慢，进而影响煤矸石5在充填位置的充填开口度与充填速度，

在一些实施中，以通过控制定量伸缩千斤顶2伸缩长度，使得充填位置的柔性限位托辊3和带限位条胶带4具有一定坡度和倾斜角，具体控制方法如下：

将需要煤矸石5充填位置前方的定量伸缩千斤顶2收缩一定长度，需要充填位置后方的定量伸缩千斤顶伸长一定长度，使得带限位条胶带在充填位置形成较大坡度。

可以理解的是，在填充位置前方的定量伸缩千斤顶2收缩，而填充位置后方的定量伸缩千斤顶2伸长，此时柔性限位托辊3在充填位置形成倾斜角，带限位条胶带4在充填位置随着柔性限位托辊3倾斜，进而使得充填位置处的煤矸石倒出进行填充。

在一些实施例中，充填位置有多个时，具体过程如下：

根据需要调整不同定量伸缩千斤顶2的伸出长度，控制不同充填位置柔性限位托辊3和带限位条胶带4的坡度和倾斜角，让一部分煤矸石5在充填位置处堆集充填，同时让另外一部分煤矸石向前方运输充填，实现多位置连续充填。

可以理解的是，为了提高充填效率，可以多位点同时进行充填，通过控制不同充填部位的定量伸缩千斤顶2的伸出长度使得煤矸石在不同充填部位都能够进行连续充填，一部分煤矸石5在位于前方的充填位置处倒出后还剩下一部分随着带限位条胶带4移动到下一充填位置，通过定量伸缩千斤顶2的伸缩，在该位置处继续进行充填，提高了充填效率。

在一些实施例中，多位置连续充填具体过程如下：

煤壁侧定量伸缩千斤顶2收缩，采空区侧定量伸缩千斤顶2伸长，带限位条胶带4向采空区侧倾斜，由于重力作用，煤矸石5向采空区连续卸料充填，液压支架后顶梁5上的超声波雷达6自动监测煤矸石充填料堆高度，当煤矸石5充填料堆高度达到设定要求时，煤矸石5充填位置处煤壁侧定量伸缩千斤顶2伸长，带限位条胶带4恢复到运输状态，该位置卸料充填动作结束；

前方需要充填的位置处的煤壁侧定量伸缩千斤顶2收缩，采空区侧定量伸缩千斤顶2伸长，带限位条胶带4向采空区侧倾斜，依次向前充填卸料，依次类推，实现煤矸石5自动快速卸料充填。

可以理解的是，通过定量伸缩千斤顶2的伸缩实现在充填位置处煤矸石5的卸料充填，充填过沉重由于超声波雷达6的自动监测作用，能够自动监测煤矸石5的充填高度，达到相应高度后，定量伸缩千斤顶2进行伸缩至卸料前的伸缩长度，然后继续进行下一位置的填料，实现自动快速卸料充填，提高充填效率。

本申请还提出一种煤矸石连续快速充填装置，包括：

定量伸缩千斤顶2，定量伸缩千斤顶2有多个，多个在液压支架后顶梁1上方对应设置两排，两排定量伸缩千斤顶2两两成对配合并且分别位于采空区侧和煤壁侧；

柔性限位托辊3，柔性限位托辊3的两端连接在两两成对配合的定量伸缩千斤顶2的动力输出端上；

带限位条胶带4，带限位条胶带4设置在多个柔性限位托辊3上方，用于放置煤矸石5。

可以理解的是，带限位条胶带4在动力下能够转动，带限位条胶带4的转动为现有技术，即，在带限位条胶带4的两端设置有滚筒，带限位条胶带4的两端套在两个滚筒上，其中一个滚筒连接电机，通过电机带动一个滚筒转动实现带限位条胶带4的转动，通过带限位条胶带4的转动实现煤矸石5的运输，运输到充填位置后，通过定量伸缩千斤顶2的伸缩实现煤矸石5卸料充填。

在一些实施例中，柔性限位托辊3由多个托辊31组成，相临两个托辊31的两端通过链板32柔性连接，相邻两个托辊31之间留有间隙，带限位条胶带4底面设置有凸起限位条41，凸起限位条41与间隙配合，通过凸起限位条41插入间隙实现带限位条胶带4在柔性限位托辊3上的限位，有效防止带限位条胶带4的左右移动。

可以理解的是，多个托辊31之间有间隙，此时将带限位条胶带4底面的凸起限位条41插入在间隙中，使得带限位条胶带4在倾斜进行倾倒煤矸石5时，通过间隙对凸起限位条41的限位作用使得带限位条胶带4不会移位。

在一些实施例中，柔性限位托辊3的两端设置有限位板34，限位板34的侧壁开有限位槽33，带限位条胶带4的两端插入在限位槽33中。

可以理解的是，通过在限位板34的侧壁开限位槽33，带限位条胶带4的两端插入在限位槽33中，使得带限位条胶带4在倾斜进行倾倒煤矸石5时，通过限位槽33对带限位条胶带4的限位阻挡，防止带限位条胶带4两端的移位。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。