一种胶带侧翼布置冲击机构并多级分离煤矸石的系统的制作方法

本发明涉及采煤设备技术领域，具体涉及一种胶带侧翼布置冲击机构并多级分离煤矸石的系统。

背景技术：

由于井下地质条件的原因在煤层中会夹杂着大量的矸石，在煤炭开采的过程中，这部分加矸会被一起开采出来；同时在割煤的生产过程中，顶底板的矸石也有少量的被同时开采出来而混入到原煤中。上述产生的矸石都夹杂在开采出来的原煤中，从而使得原煤的质量指标大大下降；如能把这些矸石在原煤中分离出来，原煤的质量就能大大提高。

目前的比较先进的煤矸分离技术，它主要是用机械手抓取的方式或者机械拨手的剥离的方式，对智能识别出来的煤矸石进行分离。无论机械手还是机器拨手在实现煤矸石分离的过程中都要通过复杂的执行机构来实现；执行机构需要通过伺服电机、三轴运动机构、电磁阀、气缸和机械手的密切配合，才能实现上下左右四个方向的运动。如：发现矸石后，机械手在输送带上方，横向运动到矸石所对应的位置，然后往下运动并进行抓取，抓取矸石后往上运动，然后横向运动到输送带的边缘以外，松开机械手放下矸石。因此实现抓取的过程环节多且执行机构比较复杂，造成了抓取的分离速度较慢；而且机器手和机器拨手在工作中还会遇到输送带上的矸石对他的碰撞。现有的分级设置的运煤设备均采用多级多筛，造成设备和能源的浪费，成本高、结构复杂、效率低。因此，迫切需要设计一种胶带侧翼布置冲击机构并多级分离煤矸石的系统及工作方法，以解决现有的煤矸分离设备中存在的机械结构复杂和工作效率低的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种胶带侧翼布置冲击机构并多级分离煤矸石的系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种胶带侧翼布置冲击机构并多级分离煤矸石的系统，包括分级运输装置和煤矸分离装置，所述分级运输装置设有的滚轴筛架安装在原煤运输系统的出煤口处，滚轴筛架上安装有若干滚轴筛，滚轴筛设有的滚轴从进料端到出料端直径逐渐加大，用于滚轴筛滚动运送不同粒度的原煤分别在滚轴筛上落下，滚轴筛下部安装有若干下料漏斗，下料漏斗的出料口适配滚轴筛的滚轴直径大小而逐渐加大，出料口安装有煤矸分离装置设有的挡煤板，用于挡设原煤逐个从下料漏斗落到下方的胶带机上，胶带机的下方安装有运矸胶带机，用于运送矸石或纯煤，胶带机的端部下方安装有运煤胶带机，用于运送纯煤或矸石；

滚轴筛进料端的第一个下料漏斗为初筛下料漏斗，初筛下料漏斗下方的胶带机为初筛分胶带机，初筛下料漏斗一侧至少安装有第一下料漏斗，第一下料漏斗下方安装有第一胶带机，第一胶带机上部安装有煤矸分离装置设有的矸石识别设备，用于识别矸石并进行定位，第一胶带机上部还设有控制柜及动力源系统，控制柜及动力源系统连接有多组冲击机构，冲击机构安装在第一胶带机一侧或交错分布在第一胶带机两侧，冲击机构安装在运矸胶带机上方且与运矸胶带机同向设置，用于冲击机构将第一胶带机上被矸石识别设备识别出来的矸石或纯煤推送到运矸胶带机上。

具体的是，所述原煤运输系统的出煤口处的原煤粒度为300mm以下，滚轴筛根据滚轴直径大小以及各矿运输量和原煤粒度大小的实际情况分为2+n次分级，每级滚轴筛下部对应安装有初筛下料漏斗、第一下料漏斗及对应分级的下料漏斗。

具体的是，所述第一下料漏斗及对应分级的下料漏斗下方对应安装有第一胶带机以及对应分级下料漏斗的胶带机，第一胶带机和对应分级下料漏斗的胶带机上均设有矸石识别设备、冲击机构、控制柜及动力源系统。

具体的是，所述第一胶带机、对应分级下料漏斗的胶带机和初筛分胶带机与下方的运矸胶带机交错布置，且冲击机构在第一胶带机、对应分级下料漏斗的胶带机侧翼设置，用于将矸石或纯煤推送到运矸胶带机上。

具体的是，所述冲击机构后端通过安装的电磁阀连接控制柜及动力源系统，用于控制冲击机构的运行。

具体的是，所述冲击机构采用液压缸或气压缸或电推杆提供动力，冲击机构端部安装有软质弹性垫，用于保护冲击机构同时增强撞击的摩擦力和减小声音，冲击机构或采用风动喷口，用于通过风动喷口通过风压定点冲击纯煤或矸石。

具体的是，所述初筛分胶带机上安装有卸料器，且卸料器位于运矸胶带机的上方，用于卸料器抬起时供50mm粒度以下的原煤经过到运煤胶带机上，卸料器降下时将50mm粒度以下的原煤挡设到运矸胶带机上。

一种胶带侧翼布置冲击机构并多级分离煤矸石的系统的工作方法，包括以下步骤：

1)采煤工作面开采的300mm以下的原煤，经原煤运输系统的运输到出煤口处，原煤落到向出料端倾斜设置的滚轴筛架上，通过滚轴筛进行运送；

2)经过不同直径的滚轴的滚轴筛，使原煤分别落入初筛下料漏斗、第一下料漏斗及对应分级的下料漏斗中，第一下料漏斗及对应分级的下料漏斗通过下部设有的挡煤板，将原煤逐个落下，依次呈一字形分布在第一胶带机对应分级下料漏斗的胶带机上；

3)第一胶带机对应分级下料漏斗的胶带机上的煤矸石识别设备识别并定位矸石的位置，如果识别的矸石数量少于纯煤的数量时，卸料器升起，运矸胶带机运送矸石，运煤胶带机运送纯煤，初筛分胶带机将原煤直接运送到运煤胶带机上，煤矸石识别设备将识别的到的矸石的位置发送给控制柜及动力源系统，通过控制电磁阀通断控制冲击机构不间断的将矸石撞击到运矸胶带机上，剩下的纯煤运送到运煤胶带机上；

4)如果煤矸石识别设备识别的矸石数量多于纯煤时，卸料器降下，运矸胶带机运送纯煤，运煤胶带机运送矸石，初筛分胶带机将原煤通过卸料器的挡设落入运矸胶带机上，煤矸石识别设备将识别的到的煤的位置发送给控制柜及动力源系统，通过控制电磁阀通断控制冲击机构不间断的撞击识别到的煤，将纯煤撞击到运矸胶带机上，此时运矸胶带机运送纯煤，剩下的矸石运送到运煤胶带机上，此时运煤胶带机运送矸石。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明设计的胶带侧翼布置冲击机构并多级分离煤矸石的系统，实现了原煤大小粒度相近的在各分级胶带机上能有次序的一字摆开，便于实现接下来实施的煤矸分离；二是将原煤大小粒度相近的分布在同一个胶带机上，使用动力大小一样的多个冲击机构防止能量浪费；

2、在胶带机的上方侧翼可以布置多组数量的冲击机构分离矸石，从而保证再多的矸石量也能有效的实施分离；

3、通过电磁阀和冲击机构的配合即实现的煤矸分离，将机械手抓取或者机械拨手所用的伺服电机和三轴运动机构等复杂机构取消，简化机械结构，节约成本，提高效率；

4、机械手或者机械拨手通过上下左右四个方向的运动才能实现的煤矸分离的抓取工作，单次抓取的平均时间为3秒，而且在抓取的过程中有可能会触碰到其他煤和矸石，冲击机构只用一个方向的工作就可完成矸石的分离；单次分离矸石的平均时间为0.3秒，比机械手或者机械拨手的效率提高10倍；在分离过程中不会触碰到其他煤和矸石。

附图说明

图1是胶带侧翼布置冲击机构并多级分离煤矸石的系统的结构示意图。

图2是煤矸分离装置的结构示意图。

图3是单侧布置冲击机构的结构示意图。

图4是冲击机构的侧视图。

图5是双侧布置冲击机构的结构示意图。

图中：1-分级运输装置；2-煤矸分离装置；3-运矸胶带机；4-运煤胶带机；101-滚轴筛；102-滚轴筛架；103-初筛分胶带机；104-第一胶带机；105-第二胶带机；106-第三胶带机；107-初筛下料漏斗；108-第一下料漏斗；109-第二下料漏斗；110-第三下料漏斗；111-卸料器；201-挡煤板；202-煤矸石识别设备；203-控制柜及动力源系统；204-冲击机构；205-电磁阀。

具体实施方式

以下将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地进一步详细的说明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-5所示，一种胶带侧翼布置冲击机构并多级分离煤矸石的系统，包括分级运输装置1和煤矸分离装置2，分级运输装置1设有的滚轴筛架102安装在原煤运输系统的出煤口处，滚轴筛架102上安装有若干滚轴筛101且滚轴筛架102向出料端倾斜设置，滚轴筛101设有的滚轴从进料端到出料端直径逐渐加大，用于滚轴筛101滚动运送不同粒度的原煤分别在滚轴筛101上落下，滚轴筛101下部安装有若干下料漏斗，下料漏斗的出料口适配滚轴筛101的滚轴大小而逐渐加大，出料口安装有煤矸分离装置2设有的挡煤板201，用于挡设原煤逐个从下料漏斗落到下方的胶带机上，胶带机的下方安装有运矸胶带机3，用于运送矸石或纯煤，胶带机的端部下方安装有运煤胶带机4，用于运送纯煤或矸石。

滚轴筛101进料端的第一个下料漏斗为初筛下料漏斗107，初筛下料漏斗107下方的胶带机为初筛分胶带机103，初筛下料漏斗107一侧至少安装有第一下料漏斗108，第一下料漏斗108下方安装有第一胶带机104，第一胶带机104上部安装有煤矸分离装置2设有的矸石识别设备202，用于识别矸石并进行定位，第一胶带机104上部还设有控制柜及动力源系统203，控制柜及动力源系统203连接有多组冲击机构204，冲击机构204安装在第一胶带机104一侧或交错分布在第一胶带机104两侧，冲击机构204安装在运矸胶带机3上方且与运矸胶带机3同向设置，用于冲击机构204将第一胶带机104上被矸石识别设备202识别出来的矸石推送到运矸胶带机3上。

本发明的一种实施例，原煤运输系统的出煤口处的原煤粒度为300mm以下，滚轴筛101根据滚轴直径大小以及各矿运输量和原煤粒度大小的实际情况分为2+n次分级，每级滚轴筛101下部对应安装有初筛下料漏斗107、第一下料漏斗108及对应分级的下料漏斗。具体实施例为滚轴筛101根据滚轴直径大小设置为50mm以下、51mm-130mm、131mm-210mm、211mm-300mm四级，每级间距的滚轴筛101下部对应安装有初筛下料漏斗107、第一下料漏斗108、第二下料漏斗109、第三下料漏斗110，此分级可根据各矿原煤运输重量和粒度大小的实际情况采用不同数量的滚轴筛101，即分为二到六分级。

第一下料漏斗108、第二下料漏斗109、第三下料漏斗110下方对应安装有第一胶带机104、第二胶带机105、第三胶带机106，第二胶带机105和第三胶带机106上均设有与第一胶带机104上相似的矸石识别设备202、冲击机构204、控制柜及动力源系统203。

第一胶带机104、第二胶带机105、第三胶带机106和初筛分胶带机103与下方的运矸胶带机3交错布置，且冲击机构204在第一胶带机104、第二胶带机105、第三胶带机106侧翼设置，用于将矸石或纯煤推送到运矸胶带机3上。冲击机构204后端通过安装的电磁阀205连接控制柜及动力源系统203，用于控制冲击机构204的运行。冲击机构204采用液压缸或气压缸或电推杆或风动口提供动力，冲击机构204为风动口时为通过风压冲击煤或矸石，冲击机构204端部安装有软质弹性垫，用于保护冲击机构204同时增强撞击的摩擦力和减小声音，如：软质弹性垫采用橡胶垫，橡胶垫的作用一是增加摩擦力，二是减小冲击的声音，三是防止击碎导致飞渣四溅。冲击机构204或采用风动喷口，用于通过风动喷口通过风压定点冲击纯煤或矸石，原有的风动吹矸装置采用在胶带的横向位置上出煤口处安装，安装在胶带的横向位置上只能是有限数量的布置风动吹矸装置，用于定功率和定风速吹矸，造成动力能源浪费，且对互相堆积的煤矸容易造成误吹，分离效果不好。

初筛分胶带机103上安装有卸料器111，且卸料器111位于运矸胶带机的上方，用于卸料器111抬起时供50mm粒度以下的原煤经过到运煤胶带机4上，卸料器111降下时将50mm粒度以下的原煤挡设到运矸胶带机3上。

一种胶带侧翼布置冲击机构并多级分离煤矸石的系统的工作方法，包括以下步骤：

1)采煤工作面开采的300mm以下的原煤，经原煤运输系统的运输到出煤口处，原煤落到向出料端倾斜设置的滚轴筛架102上，通过滚轴筛101进行运送；

2)经过不同直径的滚轴的滚轴筛101，使原煤分别落入初筛下料漏斗107、第一下料漏斗108、第二下料漏斗109、第三下料漏斗110中，第一下料漏斗108、第二下料漏斗109和第三下料漏斗110通过下部设有的挡煤板201，将原煤逐个落下，依次呈一字形分布在第一胶带机104、第二胶带机105、第三胶带机106上；

3)第一胶带机104、第二胶带机105、第三胶带机106上的煤矸石识别设备202识别并定位矸石的位置，如果识别的矸石数量少于纯煤的数量时，卸料器111升起，运矸胶带机3运送矸石，运煤胶带机4运送纯煤，初筛分胶带机103将原煤直接运送到运煤胶带机4上，煤矸石识别设备202将识别的到的矸石的位置发送给控制柜及动力源系统203，通过控制电磁阀205通断控制冲击机构204不间断的将矸石撞击到运矸胶带机3上，剩下的纯煤运送到运煤胶带机4上；

4)如果煤矸石识别设备202识别的矸石数量多于纯煤时，卸料器111降下，运矸胶带机3运送纯煤，运煤胶带机4运送矸石，初筛分胶带机103将原煤通过卸料器111的挡设落入运矸胶带机3上，煤矸石识别设备202将识别的到的煤的位置发送给控制柜及动力源系统203，通过控制电磁阀205通断控制冲击机构204不间断的撞击识别到的煤，将纯煤撞击到运矸胶带机3上，此时运矸胶带机运送纯煤，剩下的矸石运送到运煤胶带机4上，此时运煤胶带机运送矸石。

从采煤工作面开采的原煤通过破碎机破碎后的最大粒度为300毫米，国内洗选设备能进入原煤粒度的最大尺寸通常为300毫米，经此处破碎后再进入地面的洗选系统就不用再破碎了，然后进分级滚轴筛101。50毫米及以下的原煤进入初筛下料漏斗107，51到130毫米的原煤进入第一下料漏斗108，131到210毫米的原煤进入第二下料漏斗109，211到300毫米的原煤进入第三下料漏斗110。设计分级滚轴筛101即原煤到分级煤矸分离胶带机，进行不同大小分级的目的：一是分散输送量，即将开采的原煤分到若干个胶带输送机上，使得原煤在各分级胶带机上都能有次序的一字摆开，以便于实现之后煤矸分离；二是原煤大小粒度不同，在使用冲击机构进行煤矸分离时所需要动力大小也不一样，本着合理设定不同大小的动力，防止浪费。

原煤经第一下料漏斗108，进入到第一胶带机104的挡煤板201，挡煤板201的作用：一是保证流经的原煤处在胶带的中心位置；再就是两扇挡煤板201之间的最大距离控制在130毫米，从而是经过的原煤依次序的均匀排列，防止粒度大的原煤在横向上拥挤在一起而导致后面的冲击机构204无法将矸石单独分离出去。

然后到第一胶带机104上，经过煤矸石识别设202，控制柜及动力源系统203根据煤矸石识别设202提供的信号，锁定原煤中哪个是矸石，然后将分离信号传输给电磁阀205，电磁阀205动作后使得冲击机构204快速伸缩，伸缩的平均时间为0.3秒，冲击机构204的冲击头最前端有带花纹的橡胶垫，在伸出的瞬间将矸石从原煤中冲击分离出来，橡胶垫的作用一是增加摩擦力，二是减小冲击的声音，三是防止击碎导致飞渣四溅。根据原煤中的矸石量多少，在胶带的上方侧翼布置3-n组的上冲击机构204，保证能全部有效的实施矸石分离。从原煤中冲击分离出来的矸石，进入到运矸胶带机3，剩余的纯煤进入到运煤胶带机4；由此实现了一种胶带侧翼布置冲击机构并多级分离煤矸石的系统的技术。

初筛分胶带机上有卸料器111。当系统分离的矸石比例较少时，初筛分胶带机103上有卸料器111是敞开的，初筛分胶带机103上的原煤直接进入运煤胶带机4。当系统需要分离的矸石比例较多时，即需要分离的工作量较大时，第一胶带机104、第二胶带机105、第三胶带机106上不再往外分离矸石，而是分离纯煤块到运矸胶带机3，此时运矸胶带机3改为运纯煤；运煤胶带机4改为运矸石；因此，初筛分胶带机103上的卸料器111是要落下闭合的，此时初筛分胶带机111上的原煤直接进入运矸胶带机3。

本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。