【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿开采，具体涉及一种一体化采煤充填设备及方法。
技术介绍
1、煤矿在开采与生产中会产生大量的固体废弃物矸石，传统的解决方式是将其直接堆放于地表，形成煤矿特有的地表特征“建筑物”——矸石山，但这也对环境造成极大的威胁，而对于采空区的充填也是急需解决的问题，因此在开采过程中既能够解决煤矸石堆积在地表上的安全隐患问题，还可以实现将破碎后的矸石进行筛分并输送至储存仓进行快速充填设备是实现该项技术的关键之一。
2、针对上述功能，公告号为cn112377247b的专利技术专利公开了一种煤矿井下矸石就地分选原位注浆充填方法，包括筛分分选系统、破碎缓存系统和制浆泵送系统，该专利技术主要利用卸料器将原煤转运至筛分分选系统并将原煤分成精煤、末煤和矸石，矸石经过破碎系统和制浆系统被制成预设浓度的浆体，利用注浆泵将矸石浆体通过管道输送的方式充填采空区，该专利技术能够在不影响煤矿正常生产的情况下，使煤矸石不升井，且能高效、安全的充填至采空区，但对于已从煤矿中分离出的矸石进行破碎后的筛分并未涉及。
3、此外，对于充填采空区的浆体材料，煤矸石的粉碎程度直接决定了浆体的降温效果以及对采空区遗煤的包裹性能，现有针对矸石的破碎方式为一次性破碎，破碎后的矸石可能存在质量不合格的情况且整个过程还需人工操作，导致充填过程整体效率较低，不仅影响充填膏体的制作质量，还影响充填的效果；并且在对破碎后的矸石进行筛分时，存在矸石停留在筛板表面导致堆积在同一位置或出现尺寸较大的矸石块堵塞筛孔的情况，导致筛分的效率降低。
1、为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案，一种一体化采煤充填设备，包括底板，底板上端中部开设有移动槽，移动槽前后布置，底板上方安装有破碎机、提升筒、输送皮带、输送架、收集框，破碎机的底部设置有出料口，提升筒、输送皮带左右布置且均位于破碎机的后方，底板上方安装有筛选单元，筛选单元位于破碎机下方，输送架位于筛选单元下方且位于两个移动槽之间，收集框位于筛选单元右方与底板上方之间。
2、所述筛选单元包括滑动连接在滑槽内部的盛放架，盛放架的左右端面为凹形结构且其左端的相对面开设有盛放槽，盛放槽前后布置，盛放架的上方设置有移动框，移动框的左端通过挤压弹簧滑动连接在盛放槽内部，盛放架右端相对面开设有凹槽，移动框的右端通过伸缩弹簧滑动连接在凹槽内部，且移动框倾斜布置。
3、所述移动框左端面中部开设有贯通槽，移动框的中部滑动连接有筛板，筛板左侧面安装有拉板，拉板滑动连接在贯通槽内部，筛板的右端面下方通过推拉弹簧连接在移动框右端内侧面，且筛板的右侧面中部安装有伸缩板，伸缩板位于推拉弹簧上方且其伸缩端延伸至移动框右端内侧面。
4、所述移动框底部前后两侧均安装有一个清理组件，两个清理组件前后镜像布置且用于对筛板的筛孔进行清理，盛放架右方与底板上方之间设置有驱动组件，驱动组件用于驱动盛放架、移动框与筛板进行左右方向移动，盛放架左方与底板上方之间设置有晃动组件，晃动组件用于使移动框在左右移动时能够同时进行上下晃动。
5、优选的，所述出料口的右侧壁开设有滑槽，电动滑块滑动连接在滑槽内部，电动滑块的左侧面通过铰接方式连接有移动板，移动板的底部通过支撑弹簧与电动滑块相连接。
6、优选的，所述清理组件包括安装在移动框底面的固定板，固定板靠近筛板的一面开设有滑移槽，滑移槽内部通过压缩弹簧滑动连接有移动块，移动块远离固定板的一侧通过铰接方式连接有清理板。
7、优选的，所述清理板上表面设置有多组与筛板的筛孔相对应的清理柱；盛放架右端内侧面安装有挡板，挡板倾斜布置且挡板位于凹槽的下方，当移动块上下移动时，清理板向下旋转到挡板位置时，挡板将清理板向上顶起，从而对筛板进行清理。
8、优选的，所述晃动组件包括安装在底板上方的阻挡架，阻挡架的中部上表面均匀设置有多组挡块，挡块为半球状橡胶块；所述移动框左侧底面安装有顶块，顶块前后布置且顶块的位置与挡块的位置相对应。
9、优选的，所述固定板的相对面安装有两组抵压柱,每组抵压柱包括两个上下对称布置的抵压柱且滑移槽位于各组抵压柱之间，抵压柱能够对清理板起到限位作用。
10、优选的，所述驱动组件包括安装在底板上方的固定架，固定架中部上表面安装有旋转电机，旋转电机的输出端安装有凸轮，凸轮的转轴转动连接在固定架顶部的下表面，固定架右方内侧面安装有弹簧柱，弹簧柱的伸缩端与盛放架相连接。
11、优选的，所述移动框右端中部开设有导向斜面，伸缩板位于导向斜面的上方；所述盛放架右端内部开设有斜方槽，斜方槽的底面与导向斜面处在同一平面，盛放架右侧面安装有导板，导板倾斜放置且位于斜方槽的下方，导板的倾斜度与斜方槽的倾斜度相对应。
12、一种一体化采煤充填方法，具体步骤如下：s1、原煤开采后由皮带输送至智能分选硐室，实现煤矸分离，将分离后的矸石送入破碎机内进行破碎。
13、s2、经过破碎的矸石通过破碎机底部的出料口掉落在移动板上。
14、s3、启动驱动组件推动盛放架、移动框与筛板前后移动，同时移动框在晃动组件的作用下被不断向上顶起，筛板发生上下左右方向的晃动与抖动，在筛板晃动的同时，清理组件对筛板的筛孔进行清理。
15、s4、未通过筛板内孔的矸石从斜方槽内滚落，经由导板落入收集框内，而后通过输送皮带输送至提升筒，并通过提升筒再次落入破碎机内进行二次破碎。
16、s5、通过筛板筛孔的矸石掉落在输送架内，由输送架输送至成品矸石存储仓，经仓下带式称重给料机计量，与地面制浆站输送的浆体进入搅拌机成比例混合并搅拌成均匀膏体输送至充填泵内，在经由加压泵送至充填区域进行充填。
17、本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术采用收集框、输送皮带与提升筒相互配合能够实现将初次破碎后大颗粒矸石自动回收至破碎机内进行重新粉碎；且本专利技术采用电机驱动凸轮旋转并推动盛放架、移动框与筛板实现左右方向的晃动，辅之以顶块与挡块相互配合实现移动框与筛板进行上下抖动，二者共同作用使停留在筛板表面的矸石能够快速透过筛孔；并且在移动块、清理板与挡板的相互配合下能够实现筛网的自动清理，使得矸石在粉碎过程中无需人工进行配合操作，提高了粉碎后矸石粉的质量，更便于受空间限制的井下环境使用。
18、2.本专利技术设置电动滑块、移动板与支撑弹簧相互配合，使得破碎后的矸石能够均匀的落在筛板上进行筛分，使筛分过程更加精细化，提高了筛分效率，同时本专利技术对于尺寸较大的矸石能够进行多次破碎与筛分，提高了充填膏体的精度，有利于提高采空区的充填质量，增强充填效果并改善地基上层的稳定性，提高了开采区域的安全性。
19、3.本专利技术设置的抵压柱能够对清理板的旋转位置进行限位，且两侧倾斜放置的清理板呈v型结构，v型结构的清理板能够对从筛板上落下的矸石起到导向作用，使得矸石能够完全落入输送架内，防止矸石发生散落或飞溅，降低了矸石的损耗与人工清理的成本。
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1.一种一体化采煤充填设备，包括底板(1)，底板(1)上端中部开设有移动槽(11)，移动槽(11)前后布置，其特征在于，底板(1)上方安装有破碎机(2)、提升筒(3)、输送皮带(4)、输送架(5)、收集框(7)，破碎机(2)的底部设置有出料口(21)，提升筒(3)、输送皮带(4)左右布置且均位于破碎机(2)的后方，底板(1)上方安装有筛选单元(6)，筛选单元(6)位于破碎机(2)下方，输送架(5)位于筛选单元(6)下方且位于两个移动槽(11)之间，收集框(7)位于筛选单元(6)右方与底板(1)上方之间；
2.根据权利要求1所述的一种一体化采煤充填设备，其特征在于，所述出料口(21)的右侧壁开设有滑槽(22)，电动滑块(23)滑动连接在滑槽(22)内部，电动滑块(23)的左侧面通过铰接方式连接有移动板(24)，移动板(24)的底部通过支撑弹簧(25)与电动滑块(23)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种一体化采煤充填设备，其特征在于，所述清理组件(64)包括安装在移动框(62)底面的固定板(641)，固定板(641)靠近筛板(63)的一面开设有滑移槽(64
4.根据权利要求2所述的一种一体化采煤充填设备，其特征在于，所述清理板(645)上表面设置有多组与筛板(63)的筛孔相对应的清理柱(646)；所述盛放架(61)右端内侧面安装有挡板(615)，挡板(615)倾斜布置且挡板(615)位于凹槽(613)的下方，当移动块(644)上下移动时，清理板(645)向下旋转到挡板(615)位置时，挡板(615)将清理板(645)向上顶起，从而对筛板(63)进行清理。
5.根据权利要求1所述的一种一体化采煤充填设备，其特征在于，所述晃动组件(66)包括安装在底板(1)上方的阻挡架(661)，阻挡架(661)的中部上表面均匀设置有多组挡块(662)，挡块(662)为半球状橡胶块；所述移动框(62)左侧底面安装有顶块(622)，顶块(622)前后布置且顶块(622)的位置与挡块(662)的位置相对应。
6.根据权利要求3所述的一种一体化采煤充填设备，其特征在于，所述固定板(641)的相对面安装有两组抵压柱(647),每组抵压柱(647)包括两个上下对称布置的抵压柱(647)且滑移槽(642)位于各组抵压柱(647)之间，抵压柱(647)能够对清理板(645)起到限位作用。
7.根据权利要求1所述的一种一体化采煤充填设备，其特征在于，所述驱动组件(65)包括安装在底板(1)上方的固定架(651)，固定架(651)中部上表面安装有旋转电机(652)，旋转电机(652)的输出端安装有凸轮(653)，凸轮(653)的转轴转动连接在固定架(651)顶部的下表面，固定架(651)右方内侧面安装有弹簧柱(654)，弹簧柱(654)的伸缩端与盛放架(61)相连接。
8.根据权利要求1所述的一种一体化采煤充填设备，其特征在于，所述移动框(62)右端中部开设有导向斜面，伸缩板(633)位于导向斜面的上方；所述盛放架(61)右端内部开设有斜方槽(617)，斜方槽(617)的底面与导向斜面处在同一平面，盛放架(61)右侧面安装有导板(618)，导板(618)倾斜放置且位于斜方槽(617)的下方，导板(618)的倾斜度与斜方槽(617)的倾斜度相对应。
9.一种一体化采煤充填方法，采用上述权利要求2所述的一种一体化采煤充填设备配合完成，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种一体化采煤充填设备，包括底板(1)，底板(1)上端中部开设有移动槽(11)，移动槽(11)前后布置，其特征在于，底板(1)上方安装有破碎机(2)、提升筒(3)、输送皮带(4)、输送架(5)、收集框(7)，破碎机(2)的底部设置有出料口(21)，提升筒(3)、输送皮带(4)左右布置且均位于破碎机(2)的后方，底板(1)上方安装有筛选单元(6)，筛选单元(6)位于破碎机(2)下方，输送架(5)位于筛选单元(6)下方且位于两个移动槽(11)之间，收集框(7)位于筛选单元(6)右方与底板(1)上方之间；
2.根据权利要求1所述的一种一体化采煤充填设备，其特征在于，所述出料口(21)的右侧壁开设有滑槽(22)，电动滑块(23)滑动连接在滑槽(22)内部，电动滑块(23)的左侧面通过铰接方式连接有移动板(24)，移动板(24)的底部通过支撑弹簧(25)与电动滑块(23)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种一体化采煤充填设备，其特征在于，所述清理组件(64)包括安装在移动框(62)底面的固定板(641)，固定板(641)靠近筛板(63)的一面开设有滑移槽(642)，滑移槽(642)内部通过压缩弹簧(643)滑动连接有移动块(644)，移动块(644)远离固定板(641)的一侧通过铰接方式连接有清理板(645)。
4.根据权利要求2所述的一种一体化采煤充填设备，其特征在于，所述清理板(645)上表面设置有多组与筛板(63)的筛孔相对应的清理柱(646)；所述盛放架(61)右端内侧面安装有挡板(615)，挡板(615)倾斜布置且挡板(615)位于凹槽(613)的下方，当移动块(644)上下移动时，清理板(645)向下旋转到挡板(615)位置时，挡板(615)将清理板(645)向上顶起，从而对筛板(63)进行...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘贵明，孙钦亮，张跃华，董春春，公绪传，刘庆强，刘善聪，杨元明，李宁，张卫，
申请(专利权)人：山东恒驰矿业装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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