一种智能分选与就地充填装置及拆装方法与流程

本发明属于充填工程技术领域，具体地说涉及一种智能分选与就地充填装置及拆装方法。

背景技术：

随着煤炭资源的大量开采，我国东部浅部资源逐渐枯竭，煤炭的发展战略逐渐向深部和西部发展。目前，煤炭行业将采煤和选煤分别在井下和井上分开进行处理，提高了矸石出井的运输费用，同时造成地面堆积了大量矸石，造成对环境不可修复的影响。此外，在煤炭资源的开采过程中，造成大面积的塌陷区，对地面建筑和生态环境造成严重的影响。

技术实现要素：

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种智能分选与就地充填装置及拆装方法，井下煤矸分选并就地充填，不仅可以改变矿区生态环境质量，而且可有效控制岩层移动及保证地面建筑物下煤炭资源安全使用，最大程度的、高效机械化的回收建筑物下压煤。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种智能分选与就地充填装置，包括：

分选仓，其顶部设有进料口，其内部设有粉碎组件和筛分组件，煤矸经进料口投入分选仓中，粉碎组件用于将煤矸进行破碎，破碎后的煤矸经筛分组件分为煤粉和矸石，所述分选仓底部设有煤粉出口和矸石出口；

煤矸输送组件，其位于分选仓的一侧，用于将分选仓输出的矸石输送至采空区进行回填；

和压实组件，其位于采空区，用于将回填后的矸石压实，且压实组件与煤矸输送组件同步移动。

进一步，所述粉碎组件包括粉碎辊和压板，所述粉碎辊包括主动辊和2个从动辊，且主动辊与2个从动辊的圆周表面均布粉碎齿，所述2个从动辊分别位于主动辊的两侧，煤矸在主动辊与从动辊的挤压作用下被粉碎。

进一步，所述压板设为圆弧状，且压板表面均布凸起。

进一步，所述压板的一端与粉碎仓的内壁连接，其另一端作为自由端。

进一步，所述压板位于从动辊的下方，且压板与从动辊一一对应设置，即压板设有2块，煤矸在压板与从动辊的挤压作用下被粉碎。

进一步，2块压板之间留有煤矸通道，被粉碎后的煤矸经煤矸通道落入筛分组件。

进一步，所述压板与粉碎仓的内壁之间连接有粉碎油缸，所述粉碎油缸倾斜设置，且粉碎油缸的活塞端与压板连接。

进一步，工作状态下，粉碎油缸预设压力值，促使压板与从动辊之间留有间隙以挤压并粉碎煤矸，当煤矸需要的粉碎力大于预设压力值时，粉碎油缸回缩并带动压板远离从动辊，煤矸不被压碎。

进一步，所述筛分组件包括筛网和载料板，所述筛网位于载料板上方，用于筛分煤粉和矸石，且筛网、载料板均倾斜设置。

进一步，所述筛网的一端与分选仓的内壁铰接，其另一端延伸至矸石出口的下方，且筛网的另一端与分选仓的内壁之间连接有伸缩组件。

进一步，所述伸缩组件包括固定座、固定件和弹簧，所述固定件沿着竖直方向设置，其一端通过固定座与分选仓的内壁固连，其另一端与筛网连接，且弹簧套设在固定件的外围形成伸缩结构。

进一步，所述固定座的顶部设为斜面，避免滞留煤矸。

进一步，所述载料板的倾斜方向与筛网的倾斜方向相反，且载料板的底端延伸至煤粉出口的下方。

进一步，所述筛网的下方设有震动辊，且震动辊的圆周表面均布长度不同的震动齿。

进一步，所述震动齿的长度均大于震动辊与筛网的间距。

进一步，所述震动齿的最大长度等于震动辊与载料板的间距。

进一步，所述震动齿的末端设有拨料凸起，既能对筛网产生振动力，又能波动载料板上的煤粉。

进一步，所述分选仓的外侧设有分选电机、主动齿轮、第一同步齿轮、第二同步齿轮和从动齿轮，所述主动辊通过主动辊轴与分选电机的输出端连接，所述主动齿轮和第一同步齿轮均位于主动辊轴上，所述从动齿轮和从动辊均位于从动辊轴上，且主动齿轮与从动齿轮相啮合，所述震动辊和第二同步齿轮均位于震动辊轴上，且第一同步齿轮与第二同步齿轮通过同步带传动连接。

进一步，所述煤矸输送组件包括皮带输送机、第一螺旋输送机和第二螺旋输送机，所述第一螺旋输送机倾斜设置，所述第二螺旋输送机位于液压支架的顶板下方，且第一螺旋输送机和第二螺旋输送机位于移动平台上。

进一步，所述移动平台为自移式结构。

进一步，矸石经皮带输送机输送至暂存处，位于暂存处的矸石经辅助运输设备输送至第一螺旋输送机，且第一螺旋输送机和第二螺旋输送机相连通。

进一步，所述压实组件包括定位油缸组、压实油缸和升降油缸，所述定位油缸组包括下定位油缸和侧定位油缸，且下定位油缸和侧定位油缸的活塞端均设有定位齿，以压入采空区的地面及侧壁，所述压实油缸沿着水平方向设置，且压实油缸的活塞端连接有压实板，所述升降油缸用于推动压实油缸、压实板沿着竖直方向移动。

进一步，所述定位油缸组、升降油缸位于固定板上，所述压实油缸位于移动板上，所述固定板上沿着竖直方向设有安装槽，用于容纳移动板。

进一步，所述安装槽的侧壁上设有第一导向槽，所述移动板上设有嵌入第一导向槽的翼板。

进一步，所述安装槽的槽底设有第二导向槽，所述移动板上设有嵌入第二导向槽的滑动块，且滑动块上连接有定位板。

进一步，所述固定板位于移动小车上。

进一步，所述固定板的顶部设有与第二螺旋输送机连接的连接耳，保证压实组件与移动平台同步移动。

另，本发明还提供一种智能分选与就地充填装置的拆装方法，包括如下步骤：

s1：将分选仓、皮带输送机、第一螺旋输送机、第二螺旋输送机和压实组件依次安装，将矸石自分选仓输送至采空区，利用压实组件对采空区矸石进行分层压实；

s2：采空区当前工作面充填完成后，移动平台带动移动小车同步移动至另一工作面进行填充；

s3：充填工作完成后，拆除固定板与第二螺旋输送机之间的连接，将分选仓、皮带输送机、第一螺旋输送机、第二螺旋输送机和压实组件依次移出巷道，即可。

本发明的有益效果是：

利用分选仓、煤矸输送组件和压实组件，将煤矸在井下进行分选与矸石就地充填，有效提高煤质，解决矸石在地面排放造成的环境污染和破坏问题，降低矸石的提升成本，提高煤矿企业的经济效益，同时，拆装便捷。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是分选仓的结构示意图；

图3是分选电机的结构示意图；

图4是震动辊的结构示意图；

图5是压实组件的结构示意图；

图6是固定板与移动板的装配示意图；

图7是移动板的侧视图。

附图中：1-分选仓、2-皮带输送机、3-第一螺旋输送机、4-第二螺旋输送机、5-液压支架、6-压实组件、7-进料口、8-粉碎辊、801-主动辊、802-从动辊、9-筛网、10-载料板、11-震动辊、12-压板、13-凸起、14-固定座、15-弹簧、16-矸石出口、17-煤粉出口、18-分选电机、19主动齿轮、20-从动齿轮、21-第一同步齿轮、22-第二同步齿轮、23-同步带、24-主动辊轴、25-震动辊轴、26-震动齿、27-拨料凸起、28-固定板、29-下定位油缸、30-侧定位油缸、31-升降油缸、32-压实油缸、33-移动板、34-压实板、35-连接耳、36-移动小车、37-定位齿、38-安装槽、39-第二导向槽、40-翼板、41-滑动块、42-定位板、43-粉碎油缸、44-移动平台。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，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其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。

实施例一：

如图1-图7所示，一种智能分选与就地充填装置，包括分选仓1、煤矸输送组件和压实组件6，其中，分选仓1顶部设有进料口7，其内部设有粉碎组件和筛分组件，煤矸经进料口17投入分选仓1中，粉碎组件用于将煤矸进行破碎，破碎后的煤矸经筛分组件分为煤粉和矸石，煤矸输送组件位于分选仓1的一侧，用于将分选仓1输出的矸石输送至采空区进行回填，压实组件6位于采空区，用于将回填后的矸石压实，且压实组件与煤矸输送组件同步移动，便于移动和拆装。也就是说，利用分选仓、煤矸输送组件和压实组件，将煤矸在井下进行分选与矸石就地充填，有效提高煤质，解决矸石在地面排放造成的环境污染和破坏问题，降低矸石的提升成本，提高煤矿企业的经济效益，同时，拆装便捷。

所述粉碎组件由上至下依次包括粉碎辊8和压板12，所述粉碎辊8包括主动辊801和2个从动辊802，所述2个从动辊802分别位于主动辊801的两侧，从动辊802和主动辊801在转动过程中产生挤压力。同时，主动辊801与2个从动辊802的圆周表面均布粉碎齿，大部分煤矸在主动辊801与从动辊802的挤压作用下被粉碎，小部分煤矸落入从动辊802与分选仓内壁之间，即小部分煤矸未经过粉碎辊8的挤压。

所述压板12设为圆弧状，且压板表面均布凸起13。所述压板12位于从动辊802的下方，且压板12与从动辊802一一对应设置，即压板12设有2块。未经过挤压的小部分煤矸在压板12与从动辊802的挤压作用下被粉碎。也就是说，借助粉碎辊8和压板12保证自进料口17加入的煤矸均可受到挤压力。

所述压板12与粉碎仓1的内壁之间连接有粉碎油缸43，且粉碎油缸43倾斜设置。所述粉碎油缸的缸体端与粉碎仓1的内壁固连，其活塞端与压板12连接。相对应的，所述压板12的一端与粉碎仓1的内壁连接(优选为铰接)，其另一端作为自由端，且2块压板12之间留有煤矸通道，被粉碎后的煤矸经煤矸通道落入筛分组件。工作状态下，粉碎油缸43预设压力值，促使压板12与从动辊802之间留有间隙以挤压并粉碎煤矸，当煤矸需要的粉碎力大于预设压力值时，即预设压力不能粉碎煤矸时，粉碎油缸43的活塞端回缩并带动压板12远离从动辊802，煤矸不被压碎并落入筛分组件，然后，压板12在粉碎油缸43的活塞端推动作用下复位。

实施例二：

如图1-图7所示，所述筛分组件包括筛网9和载料板10，所述筛网9位于载料板10上方，用于筛分煤粉和矸石，且筛网9、载料板10均倾斜设置。所述分选仓1底部设有煤粉出口17和矸石出口16。所述筛网9的一端与分选仓1的内壁铰接，其另一端延伸至矸石出口16的下方。所述载料板10的倾斜方向与筛网9的倾斜方向相反，且载料板10的底端延伸至煤粉出口17的下方。也就是说，煤粉和矸石的输出方向不同，实现煤粉与矸石分选。

所述筛网9的另一端与分选仓1的内壁之间连接有伸缩组件，所述伸缩组件包括固定座14、固定件和弹簧15，所述固定件沿着竖直方向设置，其一端通过固定座14与分选仓1的内壁固连，其另一端与筛网9连接，且弹簧套15设在固定件的外围形成伸缩结构。借助伸缩组件对下落的煤粉和矸石起到缓冲作用，保护筛网9。同时，所述固定座14的顶部设为斜面，避免滞留煤矸。

所述筛网9的下方设有震动辊11，且震动辊11的圆周表面均布长度不同的震动齿26。所述震动齿26的长度均大于震动辊11与筛网9的间距，同时，震动齿26的最大长度等于震动辊11与载料板10的间距。也就是说，在震动辊11转动过程中，长度不同的震动齿26对筛网9产生不同的振动力，加快煤粉和矸石的分选，同时，震动齿26又能波动载料板10上的煤粉，加快煤粉输出速度。为了避免震动齿26的末端损坏筛网9，所述震动齿26的末端设有拨料凸起27，利用拨料凸起27的圆弧状结构降低对筛网9的损坏。

所述分选仓1的外侧设有分选电机18、主动齿轮19、第一同步齿轮21、第二同步齿轮22和从动齿轮20，所述主动辊801通过主动辊轴24与分选电机18的输出端连接，所述主动齿轮19和第一同步齿轮21均位于主动辊轴24上，所述从动齿轮20和从动辊802均位于从动辊轴上，且主动齿轮19与从动齿轮20相啮合，同时，所述震动辊11和第二同步齿轮22均位于震动辊轴25上，且第一同步齿轮21与第二同步齿轮22通过同步带23传动连接。也就是说，分选电机18启动后，可带动主动辊801、从动辊802和震动辊11同步转动。

实施例三：

如图1-图7所示，所述煤矸输送组件包括皮带输送机2、第一螺旋输送机3和第二螺旋输送机4，所述第一螺旋输送机3倾斜设置，所述第二螺旋输送机4位于液压支架5的顶板下方，且第一螺旋输送机3和第二螺旋输送机4位于移动平台44上，同步移动。所述移动平台44为自移式结构，矸石经皮带输送机2输送至暂存处，位于暂存处的矸石经辅助运输设备输送至第一螺旋输送机3，且第一螺旋输送机3和第二螺旋输送机4相连通，矸石经第二螺旋输送机4落入采空区的回填工作面。

所述压实组件6包括定位油缸组、压实油缸32和升降油缸31，所述定位油缸组包括下定位油缸29和侧定位油缸30，且下定位油缸29和侧定位油缸30的活塞端均设有定位齿37，以压入采空区的地面及侧壁。所述压实油缸32沿着水平方向设置，且压实油缸的活塞端连接有压实板34。所述升降油缸31用于推动压实油缸32、压实板34沿着竖直方向移动，实现分层压实。

具体的，所述定位油缸组、升降油缸31位于固定板28上，所述压实油缸32位于移动板33上，所述固定板28上沿着竖直方向设有安装槽38，用于容纳移动板33。所述安装槽38的侧壁上设有第一导向槽，相对应的，所述移动板33上设有嵌入第一导向槽的翼板40。同时，所述安装槽38的槽底设有第二导向槽39，所述移动板33上设有嵌入第二导向槽39的滑动块41，且滑动块41上连接有定位板42，避免脱落。也就是说，所述升降油缸31可推动压实油缸32、压实板34沿着第一导向槽、第二导向槽39移动。所述固定板28位于移动小车36上，所述固定板28的顶部设有与第二螺旋输送机4连接的连接耳35，保证压实组件6与移动平台44同步移动。

一种智能分选与就地充填装置的拆装方法，具体为：将分选仓1、皮带输送机2、第一螺旋输送机3、第二螺旋输送机4和压实组件6依次安装，将矸石自分选仓1输送至采空区，利用压实组件6对采空区矸石进行分层压实。采空区当前工作面充填完成后，移动平台44带动移动小车36同步移动至另一工作面进行填充。充填工作完成后，拆除固定板28与第二螺旋输送机4之间的连接，将分选仓1、皮带输送机2、第一螺旋输送机3、第二螺旋输送机4和压实组件6依次移出巷道，即可。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。