一种煤矿用一体式高效清仓机的制作方法

本发明涉及一种矿山工程机械设计技术领域，具体涉及一种矿用清淤装备。

背景技术：

煤矿水仓煤泥清挖处理是煤矿多少年来的一个老大难问题。井下水仓清挖一直使用人工清挖的方法，先通过绞车将矿车下放到水仓，然后人工利用器物将煤泥端送到矿车，然后再利用绞车提升到井底车场，最后经过副井提升运输至原煤车间，排出煤泥。

现有煤仓清挖方式职工工作条件恶劣、劳动强度高、效率低、人工使用成本高；水仓清挖周期长，长时间单水仓运行，排水系统受到威胁；水仓清挖占用车辆，降低车辆周转率，运输沿途淤泥、积水，影响职工行走安全及环境面貌。

技术实现要素：

本发明针对目前煤矿水仓煤泥清挖存在的问题和缺点，发明了一种新型的煤矿用一体式高效清仓机。

本发明采用如下技术方案：

一种煤矿用一体式高效清仓机，包括：清仓机由螺旋集料装置、封闭式螺旋上料装置、底盘总成，清仓机由螺旋集料装置、封闭式螺旋上料装置安装在所述底盘总成上，所述底盘总成采用钢性履带总成，所述底盘总成前端，封闭式螺旋上料装置上方支架上安装有挖掘工作臂，挖掘工作臂采用微型挖机挖臂，末端安装有扒斗；

所述底盘总成后侧安装有料斗，料斗中部安装有双轴搅拌装置，双轴搅拌装置包括：双轴搅拌机、螺旋输送机，双轴搅拌机底部出口与螺旋输送机入口连接，螺旋输送机出料口与斜盘柱塞泵吸料口连接。

根据所述煤矿用一体式高效清仓机，所述双轴搅拌装置的搅拌轴通过滚动轴承支承，安装在料斗两侧板上，双轴搅拌机其中一根主轴与搅拌马达连接，两根主轴通过端部的齿轮啮合传递动力，螺旋输送机的主轴端部通过链条传动与双轴搅拌机其中一根主轴连接。

进一步，所述搅拌马达通过液压管路与搅拌油泵连接，所述液压管路上安装有手动换向阀。

进一步，所述搅拌马达采用iqjm21-0.89型双向液压马达；搅拌油泵采用cbkl-g32/g25-a7型双联齿轮泵。

进一步，所述料斗上开口安装有用于过滤大块矸石的篦子。

本发明技术方案具有以下特点：

1.挖掘工作臂：挖掘高度3.5米，挖掘宽度4.5米，挖掘距离2米，实现对煤泥的扒抓功能，有效提高了煤泥集料宽度和上料效率；

2.高效的20/10矿用混凝土输送泵，①煤泥可远距离输送，输送距离大于500米，高度大于50m。②通过管道可以直接输送到主运皮带或者其他装载点；③配备20米/根高强度耐磨钢丝橡胶管，快速连接，也可以采用煤矿井下3-4寸供水供风管路；

3.采用高强度刚性履带，低速大扭矩液压行走底盘，动力强劲。

附图说明

图1为一体式高效清仓机主视结构示意图。

图2为一体式高效清仓机俯视示意图。

图3为一体式高效清仓机左视示意图（不含挖掘工作臂）。

图4为清仓用螺旋集料装置结构示意图。

图5为双轴搅拌装置的结构示意图。

附图中：1、螺旋集料装置；2、液压操作系统；3、履带驱动油缸；4、防爆电动机；5、散热器；6、照明灯；7、油箱；8、料斗；9、履带底盘总成；10、真空电磁启动器；11、挖掘工作臂；12、斜盘柱塞泵；13、封闭式螺旋上料装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

本发明作为一种煤矿用一体式高效清仓机，采用常规的煤泥清挖机底盘作为基础进行改进，增加了挖掘工作臂总成、料斗以及料斗内的双轴搅拌装置。清仓机由螺旋集料装置1、封闭式螺旋上料装置13、斜盘柱塞泵12及履带底盘总成9、挖掘工作臂11组成。

本发明的特点在于，采用履带底盘总成9，更加适用于井下水仓清挖；在螺旋集料装置上方安装有挖掘工作臂，实现对煤泥的扒抓功能，有效提高了煤泥集料宽度和上料效率；螺旋上料出口下面安装有料斗，料斗增加有双轴搅拌装置，用于通过搅拌器的搅拌，将料斗中各处的煤泥向混凝土缸的吸入口集中，以便泵送系统吸料。

钢性履带总成履带底盘总成9使用低速大扭矩液压行走底盘，安装在常规的煤泥清挖机底盘上，具有动力强劲、操作简单，便于在水仓中移动。

挖掘工作臂11可以采用现有的微型挖机挖臂，安装在清仓机集料装置上方的支架上，由扒斗、工作臂及液压油缸组成。动力由防爆电动机将所输入的电能转换为旋转机械能，通过联轴器将电动机输出的旋转运动和动力传递给液压油泵，液压泵又将机械能转变为油液的压力能带动挖掘臂，通过驾驶座处液压操作手柄控制实现左右、上下移动，实现对煤泥的扒抓功能，有效提高了煤泥集料宽度和上料效率，又避免了淤积层突然坍塌外涌，保护工作人员的安全。

双轴搅拌装置位于尾部的料斗8中，搅拌轴通过滚动轴承支承于料斗两侧板上。其功能是通过搅拌器的搅拌，将料斗中各处的煤泥向两混凝土缸的吸入口集中，以便泵送系统吸料。所述双轴搅拌机为常见的双轴叶轮搅拌机。如图5所示（未画出搅拌马达），其中一根主轴右端与搅拌马达连接，两根主轴通过右端端部的齿轮啮合传递动力，螺旋输送机的主轴左端端部通过链条传动与双轴搅拌机其中一根主轴连接。

双轴搅拌机主要由如下元件组成。

1搅拌油泵：为搅拌系统输送液压油。采用cbkl-g32/g25-a7型双联齿轮泵，其吸油口与泵送主油泵并接相连，用其中排量为32ml/r的那联齿轮泵为搅拌系统供油。

2吸油过滤器：与泵送系统主油泵共用吸油过滤器。

3手动换向阀：控制油液流动方向，即控制搅拌马达的旋转方向，三位四通、中位m型机能、手动控制、钢球定位；其阀体内装设有溢流阀，对搅拌系统起过载保护作用，调定压力为12mpa。

4搅拌马达：一个iqjm21-0.89型双向液压马达，用于驱动搅拌机构。

搅拌液压系统工作过程如下：双联齿轮泵通过吸油过滤器吸油，压力油经手动换向阀，进入双向液压马达即搅拌马达。手动换向阀操纵手柄在中位时，压力油直接流回油箱，液压马达不转。泵送时，扳动手柄，换向阀工作，压力油进入液压马达，马达即可实现正、反转。双轴搅拌机工作，不断将煤泥挤入螺旋输送机。螺旋输送机再将煤泥向右输出。当系统压力过高(即达到或超过12mpa)时，溢流阀开启溢流，限制系统压力继续升高。

双轴搅拌机底部出口与螺旋输送机入口连接，螺旋输送机出料口与斜盘柱塞泵吸料口连接。通过搅拌器的搅拌，将料斗中各处的煤泥向螺旋输送机集中，以便泵送系统吸料。两个搅拌主轴带动叶轮旋转，将污泥向下搅拌，螺旋输送机再将煤泥向右输出，将污泥挤进斜盘柱塞泵。

煤泥清挖机底盘，其中防爆电动机4将所输入的电能转换为旋转机械能，通过联轴器将电动机输出的旋转运动和动力传递给液压油泵，液压泵又将机械能转变为油液的压力能为整个系统提供动力。

履带底盘用于在水仓中移动，螺旋集料装置1使用封闭螺旋叶片双向集料，将水仓煤泥收集至清仓机，两侧护板为可拆卸式法兰连接，可以根据水仓巷道长度可加宽。封闭式螺旋上料装置13将集料装置收集的煤泥螺旋提料至清仓机后方的料斗内。料斗上方使用篦子过滤大块矸石，防止损坏搅拌设备。双轴搅拌装置置于料斗内，用于搅拌煤泥，便于斜盘柱塞泵加压输送，斜盘柱塞泵使用s摆阀双缸全液控高效输送泵，输送泵主体安装于钢性液压行走履带底盘上，由两只泵送主油缸、水槽、换向机构、两只混凝土缸、两只混凝土活塞、s管阀、摆柄、两只摆动油缸等组成。其作用是通过两混凝土缸的交替往复运动并与s管阀的摆动相配合，将料斗中的煤泥吸入混凝土缸并推送出去。

螺旋清挖装置1采用直径大于500mm的整体封闭螺旋叶片双向集料，叶片厚度大于8mm,螺距200mm～220mm，螺旋轴采用φ89mm×δ10mm45#无缝钢管，转速大于70r/min，集料螺旋固定部分长度一般为1.4m，两侧采用弧形护板和圆形主轴法兰连接，一般分别加长600mm，可根据巷道宽度适当加宽。上料部分采用高效率的外径273mm、螺旋叶片直径250mm的封闭式螺旋上料装置13至料斗8，不同浓度物料需不同的螺旋转速。封闭式螺旋上料装置叶片厚度大于8mm，螺距180mm～200mm，螺旋轴采用φ76mm×δ8mm45#无缝钢管。

为提高上料效率，螺旋集料装置1与封闭式螺旋上料装置13为纵向落差式布置中心距210mm，驱动分为：集中驱动--集料螺旋轴通过二级齿轮箱与封闭上料螺旋轴传动连接，pm8-600五星柱状马达花键直连驱动。螺旋集料装置与封闭式螺旋上料装置采用后轴前缸形式，支撑油缸可实现螺旋集料装置在0～1m范围内升降工作。

履带底盘总成9采用现有的履带底盘总成，为三筋300履带，节距135mm，接地长度1950mm，22º≥爬坡≥16º，平台总宽度1400mm，长度2300mm，涉水高度≥600mm，离地间隙≥250mm，双横梁为150mm×150mm×δ10mmq345。

斜盘柱塞泵12为s摆阀双缸全液控高效输送泵，料缸直径140mm，油缸直径100mm，行程580～700mm，摆缸为大50mm缸，输送泵主体安装于钢性液压行走履带底盘履带底盘总成上，整机涉水高度大于600mm，泵送距离大于500mm，扬程可达近百米。

液压操作系统2包括一台ybk3-4-55kw防爆电动机4、一台kba120真空电磁启动器、一台3pbza矿用隔爆控制按钮和两只矿用隔爆型机车照明灯。为保证液压系统可靠工作，系统油箱为主副双油箱7，高效水冷，有效容积≥300mm，液压管路为矿用2～4层钢丝编织橡胶油管，耐压≥36mpa。