一种自行式充填挡浆设备及挡浆方法与流程

allin2022-11-24  15



1.本发明属于煤矿充填技术领域,具体涉及一种自行式充填挡浆设备及挡浆方法。


背景技术:

2.煤矿连采连充短壁开采中需要布置开采巷道,采煤机开采完巷道后退出,人工利用液压缸临时支护顶板,并支设点柱,配合木板、滤布、金属网,或者组合模板在巷道下端口处铺设挡浆墙进行封堵;由水泥、粉煤灰、水、砂石等混合而成的浆体从巷道上端口流向下端口,在巷道下端口挡浆墙的阻挡下充填整条巷道,经过一段时间凝固后支撑顶板。然而目前人工铺设挡浆墙的方式费时费力且效率不高。
3.专利cn210858805u介绍了一种挡浆或挡煤机器人,挡浆液压缸支护,液压伸缩梁挡浆,但存在以下问题:挡浆时,挡浆机构无法横向伸展,导致一条巷道需要多台设备并排进行挡浆,工作效率低;支护时,液压支架既承受来自顶板的纵向载荷,又承受来自浆体的横向载荷,易发生弯曲变形甚至折断,且最上方液压伸缩梁也承受了来自顶板、浆体两个方向的载荷,腔体易磨损、变形。
4.因此,为了更安全高效的对待充填巷道挡浆封堵和临时支护,本发明提供一种自行式充填挡浆设备及挡浆方法,所述设备自动化程度高、安全性好。


技术实现要素:

5.为了解决上述技术问题,本发明提供一种自行式充填挡浆设备及挡浆方法,可以更安全更高效的对待充填巷道进行挡浆封堵、临时支护。
6.一种自行式充填挡浆设备,所述挡浆设备包括车体、升降系统、挡浆组合和撑开系统,所述升降系统位于车体内部,所述挡浆组合位于车体一侧,所述撑开系统位于挡浆组合与车体之间,所述挡浆组合由挡浆架、金属挂板和金属挂网组成,所述金属挂板上分布有挂钩,所述金属挂板数量为多个,多个所述金属挂板通过挂钩悬挂在展开后的挡浆架上,所述金属挂网铺设在金属挂板上,金属挂网与浆体直接接触,所述挡浆架为上、下可折叠式设计,由上主架、上左架、上右架、下主架、下左架和下右架组成,所述撑开系统由四杆机构、上行液压缸、下行液压缸组成,所述四杆机构一侧与挡浆架通过铰链相连、另一侧与车体的车架通过铰链连接;所述上行液压缸有2个,分布于车架两侧,上行液压缸一端通过铰链与上主架相连、另一端通过铰链与车架相连;所述下行液压缸有2个,分布在底盘两端,下行液压缸一端与下主架通过铰链相连、另一端与底盘通过铰链相连,四杆机构与液压缸的结合实现挡浆组合的水平运动。
7.进一步地,所述车体由车架、车架平台和履带总成组成,车架位于车架平台之上,所述车架平台位于履带总成之上。
8.进一步地,所述升降系统包括支承液压缸、垫板、车顶和底盘,所述支承液压缸由活塞、缸体组成,所述垫板与活塞顶部焊接;所述车顶位于车架上方,所述活塞上部穿过车顶与车顶刚性连接,活塞在上下运动时带动车顶一同升降;所述缸体位于底盘上且与底盘
刚性连接。
9.进一步地,所述底盘底部为粗糙表面。
10.进一步地,所述上左架、上右架分布于上主架两侧且分别通过加强合页与上主架连接;所述下左架、下右架分布于下主架两侧且分别通过加强合页与下主架连接;上主架、下主架之间通过加强合页连接。
11.采用充填挡浆设备的挡浆方法,所述挡浆方法包括以下步骤:
12.步骤1、挡浆设备状态调整,所述挡浆设备在进入井下工作区域前进行设备状态调整,将支承液压缸处于收缩状态,底盘处于悬空状态,挡浆架处于折叠收拢状态;
13.步骤2、将挡浆设备送入井下进行准备工作,履带总成驱动整机行进至采空巷道的下端口处,上行液压缸伸长,迫使上主架展开,人工摊开上左架、上右架、下左架、下右架;在展开后的挡浆架上挂上金属挂板,使金属挂板铺满挡浆架,然后将金属挂网铺设在金属挂板上,完成准备工作;
14.步骤3、临时支护工作,准备工作完成后,支承液压缸开始做伸展运动,支撑液压缸的缸体率先向下移动,待缸体下的底盘触地后,活塞开始向上移动,车顶随之上升,直至活塞上的垫板接触巷道顶板,支承液压缸停止运动,挡浆设备完成临时支护工作;
15.步骤4、进行挡浆封堵工作,上行液压缸、下行液压缸同时伸长并提供推力,配合四杆机构将挡浆组合水平推出,直至挡浆组合堵住巷道下端口,待浆体流下后,浆体与金属挂网直接接触,浆体的横向推力一部分沿着金属挂网、金属挂板、挡浆架、上行液压缸和四杆机构、车体,最后经由履带总成传递至地面;另一部分沿着金属挂网、金属挂板、挡浆架、下行液压缸,经由底盘传递至地面,推力的分散可防止设备发生侧翻,至此,该设备完成了挡浆封堵工作;
16.步骤5、挡浆设备完成封堵,待浆体凝固后,支承液压缸做收缩运动,活塞带动车顶向下移动,直至车顶与车架接触后停止;支承液压缸继续收缩,缸体带动底盘向上运动,底盘离地;设备离开所在工位,从侧面绕过其他正在工作的设备继续进行其他巷道的挡浆封堵工作。
17.有益效果:本发明提供一种自行式充填挡浆设备及挡浆方法,采用活塞与车顶同步运动的方式,既能有效支护顶板,又能实现底盘的离地/触地;挡浆架采用上、下可折叠的方式减小体积,方便下放至井下,挡浆架展开后的面积可满足不同尺寸的巷道下端口的挡浆封堵;支护顶板时,支承液压缸只承受纵向载荷,几乎不承受横向载荷。该自行式挡浆设备构思巧妙、结构简单、功能多样,集行进、支承、挡浆封堵于一体,解决当前挡浆方案费时费力、效率低、效果差的问题。
附图说明
18.图1是自行式挡浆设备装配体轴测图;
19.图2是自行式挡浆设备装配体右视图;
20.图3是车体结构示意图;
21.图4是升降系统结构示意图;
22.图5是挡浆组合结构示意图;
23.图6是挡浆架展开示意图;
24.图7是金属挂板结构示意图;
25.图8是撑开系统布局图;
26.图9是自行式挡浆设备工作状态侧视图。
具体实施方式
27.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,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用以解释本发明,并不用于限定本发明,即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
28.一种自行式充填挡浆设备,包括车体1、升降系统2、挡浆组合3和撑开系统4。所述升降系统2位于车体1内部,所述挡浆组合3位于车体1一侧,所述撑开系统4位于挡浆组合3与车体1之间。
29.所述车体1由车架11、车架平台12、履带总成13组成,车架11位于车架平台12之上,所述车架平台12位于履带总成13之上。
30.所述升降系统2由支承液压缸21、垫板22、车顶23、底盘24构成所述支承液压缸由活塞211和缸体212组成,所述垫板22与活塞211顶部焊接,在支护顶板时起到增大支承面积的作用;所述车顶23位于车架11上方,所述活塞211上部穿过车顶23,与车顶23刚性连接,活塞211在上下运动时带动车顶一同升降;所述缸体212位于底盘24上,与底盘刚性连接,所述底盘底部为粗糙表面,目的是增大与地面接触时的摩擦力。
31.所述挡浆组合3由挡浆架31、金属挂板32、金属挂网33组成,所述挡浆架31为上、下可折叠式设计,由上主架311、上左架312、上右架313、下主架314、下左架315、下右架316组成,所述上左架、上右架分布于上主架两侧,分通过加强合页与上主架连接;所述下左架、下右架分布于下主架两侧,分别通过加强合页与下主架连接;上主架、下主架之间通过加强合页连接;所述金属挂板上分布有挂钩321,可悬挂在展开后的挡浆架上,多块金属挂板可铺满挡浆架,金属挂板由高强度、低密度的金属材料制成;所述金属挂网铺设在金属挂板上,金属挂网与浆体直接接触。
32.所述撑开系统4由四杆机构41、上行液压缸42、下行液压缸43组成,所述四杆机构41一侧与挡浆架31通过铰链相连,另一侧与车架11通过铰链连接;所述上行液压缸有2个,分布于车架两侧,上行液压缸一端通过铰链与上主架相连,另一端通过铰链与车架相连;所述下行液压缸有2个,下行液压缸一端与下主架通过铰链相连,另一端与底盘通过铰链相连,四杆机构与液压缸的结合可实现挡浆组合的水平运动。
33.自行式挡浆设备的工作过程:进入井下工作区域前,该设备的支承液压缸21处于收缩状态,底盘24处于悬空状态,目的是防止设备在行进过程中与凹凸不平的地面发生摩擦碰撞,由于活塞与车顶23刚性连接,车顶23承受支承液压缸的重力;挡浆架31处于折叠收拢状态,目的是缩小整机体积以便下放至井下。
34.进入井下后,履带总成13驱动整机行进至采空巷道的下端口处,上行液压缸伸长,迫使上主架展开。随后人工摊开上左架312、上右架313、下左架315、下右架316,在展开后的挡浆架31上挂上金属挂板32,使金属挂板铺满挡浆架,然后将金属挂网铺设在金属挂板上,完成准备工作。
35.准备工作完成后,支承液压缸开始做伸展运动,由于底盘处于悬空状态,缸体率先
向下移动,待缸体下的底盘触地后,活塞开始向上移动,车顶随之上升,直至活塞上的垫板接触巷道顶板,支承液压缸停止运动,设备完成临时支护工作,巷道顶板、垫板、支承液压缸、底盘、巷道底板形成了一个稳定的体系。
36.上行液压缸、下行液压缸同时伸长并提供推力,配合四杆机构将挡浆组合水平推出,直至挡浆组合堵住巷道下端口,待浆体流下后,浆体与金属挂网直接接触。浆体的横向推力一部分沿着金属挂网、金属挂板、挡浆架、上行液压缸和四杆机构、车体,最后经由履带总成传递至地面;另一部分沿着金属挂网、金属挂板、挡浆架、下行液压缸,经由底盘传递至地面,推力的分散可防止设备发生侧翻,至此,该设备完成了挡浆封堵工作。由于展开后的挡浆架长、高尺寸变大,因此该设备可以完成不同尺寸的巷道下端口的挡浆封堵任务,应用性广。
37.多台自行式挡浆设备可以同时协作。待浆体凝固后,支承液压缸做收缩运动,活塞带动车顶向下移动,直至车顶与车架接触后停止;支承液压缸继续收缩,缸体带动底盘向上运动,底盘离地;设备离开所在工位,从侧面绕过其他正在工作的设备继续进行其他巷道的挡浆封堵工作。
38.当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。

技术特征:
1.一种自行式充填挡浆设备,其特征在于,所述挡浆设备包括车体、升降系统、挡浆组合和撑开系统,所述升降系统位于车体内部,所述挡浆组合位于车体一侧,所述撑开系统位于挡浆组合与车体之间,所述挡浆组合由挡浆架、金属挂板和金属挂网组成,所述金属挂板上分布有挂钩,所述金属挂板数量为多个,多个所述金属挂板通过挂钩悬挂在展开后的挡浆架上,所述金属挂网铺设在金属挂板上,金属挂网与浆体直接接触,所述挡浆架为上、下可折叠式设计,由上主架、上左架、上右架、下主架、下左架和下右架组成,所述撑开系统由四杆机构、上行液压缸、下行液压缸组成,所述四杆机构一侧与挡浆架通过铰链相连、另一侧与车体的车架通过铰链连接;所述上行液压缸有2个,分布于车架两侧,上行液压缸一端通过铰链与上主架相连、另一端通过铰链与车架相连;所述下行液压缸有2个,分布在底盘两端,下行液压缸一端与下主架通过铰链相连、另一端与底盘通过铰链相连,四杆机构与液压缸的结合实现挡浆组合的水平运动。2.根据权利要求1所述的一种自行式充填挡浆设备,其特征在于,所述车体由车架、车架平台和履带总成组成,车架位于车架平台之上,所述车架平台位于履带总成之上。3.根据权利要求2所述的一种自行式充填挡浆设备,其特征在于,所述升降系统包括支承液压缸、垫板、车顶和底盘,所述支承液压缸由活塞、缸体组成,所述垫板与活塞顶部焊接;所述车顶位于车架上方,所述活塞上部穿过车顶与车顶刚性连接,活塞在上下运动时带动车顶一同升降;所述缸体位于底盘上且与底盘刚性连接。4.根据权利要求3所述的一种自行式充填挡浆设备,其特征在于,所述底盘底部为粗糙表面。5.根据权利要求1所述的一种自行式充填挡浆设备,其特征在于,所述上左架、上右架分布于上主架两侧且分别通过加强合页与上主架连接;所述下左架、下右架分布于下主架两侧且分别通过加强合页与下主架连接;上主架、下主架之间通过加强合页连接。6.采用权利要求1-5任一所述的一种自行式充填挡浆设备的挡浆方法,其特征在于,所述挡浆方法包括以下步骤:步骤1、挡浆设备状态调整,所述挡浆设备在进入井下工作区域前进行设备状态调整,将支承液压缸处于收缩状态,底盘处于悬空状态,挡浆架处于折叠收拢状态;步骤2、将挡浆设备送入井下进行准备工作,履带总成驱动整机行进至采空巷道的下端口处,上行液压缸伸长,迫使上主架展开,人工摊开上左架、上右架、下左架、下右架;在展开后的挡浆架上挂上金属挂板,使金属挂板铺满挡浆架,然后将金属挂网铺设在金属挂板上,完成准备工作;步骤3、临时支护工作,准备工作完成后,支承液压缸开始做伸展运动,支撑液压缸的缸体率先向下移动,待缸体下的底盘触地后,活塞开始向上移动,车顶随之上升,直至活塞上的垫板接触巷道顶板,支承液压缸停止运动,挡浆设备完成临时支护工作;步骤4、进行挡浆封堵工作,上行液压缸、下行液压缸同时伸长并提供推力,配合四杆机构将挡浆组合水平推出,直至挡浆组合堵住巷道下端口,待浆体流下后,浆体与金属挂网直接接触,浆体的横向推力一部分沿着金属挂网、金属挂板、挡浆架、上行液压缸和四杆机构、车体,最后经由履带总成传递至地面;另一部分沿着金属挂网、金属挂板、挡浆架、下行液压缸,经由底盘传递至地面,推力的分散可防止设备发生侧翻,至此,该设备完成了挡浆封堵工作;
步骤5、挡浆设备完成封堵,待浆体凝固后,支承液压缸做收缩运动,活塞带动车顶向下移动,直至车顶与车架接触后停止;支承液压缸继续收缩,缸体带动底盘向上运动,底盘离地;设备离开所在工位,从侧面绕过其他正在工作的设备继续进行其他巷道的挡浆封堵工作。

技术总结
本发明公开一种自行式充填挡浆设备及挡浆方法,包括车体、升降系统、挡浆组合和撑开系统,所述升降系统位于车体内部,所述挡浆组合位于车体一侧,所述撑开系统位于挡浆组合与车体之间,所述挡浆组合由挡浆架、金属挂板和金属挂网组成,挡浆架为上、下可折叠式设计,体积小,方便下入井下,撑开系统由四杆机构、上行液压缸、下行液压缸组成,所述四杆机构一侧与挡浆架通过铰链相连、另一侧与车体的车架通过铰链连接;四杆机构与液压缸的结合实现挡浆组合的水平运动。采用活塞与车顶同步运动的方式,既能有效支护顶板,又能实现底盘的离地/触地;集行进、支承、挡浆封堵于一体,解决当前挡浆方案费时费力、效率低、效果差的问题。效果差的问题。效果差的问题。


技术研发人员:于涛 王壮 陈吉伟 郭华 李庆云 董承洪 聂根磊 姚健 高丽 王海霞 陈淑雅
受保护的技术使用者:山东新特能源装备科技有限公司
技术研发日:2022.03.22
技术公布日:2022/7/5
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