填充机培训课件.ppt

兖矿集团机电设备制造厂,煤矿井下矸石填充机培训教材,兖矿机厂采掘事业部,一、概 述,1、产品名称型号：名称：煤矿井下巷道矸石填充机，简称：矸石填充机,型号：,（22）,一、概 述,2、项目的背景简介 由于城乡建设的快速发展，煤炭压覆量大幅度增加，可采煤量锐减，致使国内许多矿井的原设计服务年限大为缩短，面临着未老先衰的困境。淄博矿务局许厂煤矿位于济宁市区三环以内，周围村庄稠密，村庄及工业广场压煤量占全矿井地质储量的82.8%，因此矿井一投产就出现了可采资源紧张的问题，以及靠近市区，受环保因素制约，不能建矸石山这两方面影响。,一、概 述,于是就提出了在工矿以及村庄下实行条带开采和串采的方法，并采用采后用矸石填充的新工艺。实现用矸石置换煤、矸石不升井，地面不建矸石山，达到最大限度增大可采储量，同时又满足环保方面的要求，成为许厂煤矿继续解决的重大课题。2005年7月，山东淄博矿务局许厂煤矿委托我们研制一种能实现井下矸石填充的设备，来实现填充式开采，用矸石置换煤。,3、样机使用情况,我们研制的第一台矸石填充机于2006年2月10日至2006年4月15日在淄矿集团许厂煤矿井下工业性试验成功以后，经过进一步的完善升级，使产品性能稳定可靠，适应性强，充填效果好、效率高，目前，整体技术处于国内领先水平已有9台设备分别在淄矿集团许厂和岱庄煤矿、兖矿集团济三煤矿、兴隆庄煤矿、杨村煤矿，太原东山煤矿等投入使用，其中济三矿和许厂煤矿在使用2台。,一、概 述,4、主要用途及使用范围,1、煤炭置换开采“三下”煤开采(“三下”指建筑物下、水体下、铁路下)、煤矿井下的工广煤柱开采、优质煤的置换开采。通过在村庄压煤的煤柱下布置专用巷道，充填矸石，同时保证地面的沉降变形在一定范围内，保证建筑物的安全使用，实现用矸石置换煤，既提高了煤炭资源的回收率，又实现了矸石不升井，地面不建矸石山，得到综合的经济效益。2、塌陷控制3、矸石处理4、地面工业垃圾处理,一、概 述,迎头填充示意图地面和井下迎头面的矸石分别经过井下轨道运输巷、翻罐笼、矸石仓、给煤机等环节输送到胶带输送机上，再经胶带输送机传送给矸石填充机，最后由矸石填充机将矸石抛填到采空巷道内,一、概 述,5、产品特点5.1 填充机装有履带行走部，操作控制按纽和液压操作手柄，可实现前进、后退、制动和转向等动作。5.2 抛射皮带的回转和调高动作采用液压控制，操作液压手柄可实现抛射皮带的高度调整和水平摆动。,一、概 述,5.3 送料卸载机构装有液动调平、调偏和调向装置，即使巷道底板左右不平或行走底盘在一定范围内走偏，卸载滚筒也能自动与送料皮带机机头的方向和中心保持一致，使皮带不致跑偏。5.4 填充机退移后，送料皮带机自动张紧部将松弛的皮带自动张紧。,二、结构与工作原理,2.1总体结构：矸石填充机与送料皮带运输机配合使用，送料皮带机倒拉，机头部位于巷道入口，填充机送料卸载机构取代皮带机的机尾部，铰接在填充机后部。填充机又包括由受料卸载机构（包括调平机构、调偏机构、调斜机构）、抛射皮带机构、行走部、底架总成、后支撑器、液压系统、电气系统等部分组成。（见附图1）,二、结构与工作原理,二、结构与工作原理,三维截图,2.2 工作原理,填充机以送料皮带机为运输工具。送料皮带机反向运转，机头位于巷道口，作为受料端；机尾位于巷道内，作为卸料端。填充机的卸载滚筒组代替送料皮带机的机尾，与送料皮带机的标准H架采用间隙衔接。送料皮带机将矸石运到自移充填部的卸载滚筒，卸载滚筒再将其卸到抛射皮带上，抛填到巷道。抛射皮带可在巷道宽度范围内上下左右摆动，能将整个巷道在宽度范围内填满矸石。当前面填满后，填充机向后退移一个步距（约500mm）。这时，皮带机储带与自动张紧装置能将松弛的皮带自动张紧。,2.2 工作原理,如果在退移过程中，行走机构偏离了送料皮带机中心一定距离，就会使其上的卸载滚筒同样偏离这一距离，则送料皮带将在运行中因此而跑偏。这时，通过操纵调偏液压操纵阀手柄，调偏油缸拉动调偏架向跑偏侧偏移，直到将跑偏量完全克服，使皮带恢复正常运转。如果填充机向后退移时与送料皮带机偏移了一定角度，卸载滚筒架在调斜油缸的作用下，绕卸料点转动调整，直至与皮带拉力方向一致。如果巷道底板左右不平，通过操纵调平液压操纵阀手柄，驱动调平千斤顶活塞杆上下动作，调整卸载滚筒水平。总之，通过自动调偏、调向及水平调整，能使卸载滚筒始终与送料皮带机的机头驱动滚筒保持轴线平行，中心相同，方向一致，保证送料皮带机能够正常运行。,2.3 主要部件结构,2.3.1送料卸载机构包括调平机构、调偏机构和调斜机构三部分组成。,2.3.1 送料卸载机构,2.3.1 送料卸载机构,调平机构用销轴交接在底架总成的后架上面，通过两个调平油缸可以对调平架进行水平方向的调节；调偏机构安装在调平机构上，通过调偏油缸与调平机构联接，利用调平油缸伸缩动作带动调偏机构在调平机构导轨槽内往复运动，实现调偏动作。调斜机构在调斜油缸的拉动下，可绕铰点旋转达到调斜作用。调斜机构头部装有改向滚筒，起卸载滚筒作用，尾部装有压带滚筒，变坡时还可起到托带作用。,三维截图,2.3.1 送料卸载机构,调平机构位于底架后上部，有调平架体和调平油缸组成，靠两个同轴的铰接点与底架联接，两铰接点的一侧是调平油缸，调平油缸上端与调平架铰接，下端与底架铰接。这样，控制调平千斤顶的升降，就可以调整调平架的水平。,2.3.1 送料卸载机构,调偏机构主要有调偏平台、油箱总成、辅助支撑和调偏架等几部分组成。调偏架底部的前后两侧分别有两个支撑轮和两个水平支撑于调平架上的轨道内。调偏千斤顶一端联接调偏架，一端联接调平架，实现调偏动作。调偏架后部设有支撑卸载滚筒转动轮的轨面。,2.3.1 送料卸载机构,调斜机构有调斜架体、卸载滚筒、压带滚筒和导向轮组组成。,2.3.2 抛射皮带机构,抛射皮带机构主要有三部分组成：承载段、连接段和卸载段。,2.3.2 抛射皮带机构,承载段与连接段用螺栓连接成一起；卸载段与连接段通过伸缩油缸连接，且卸载段可以在连接段内的导轨槽内伸缩滑动，滑动的过程中有四个导向轮定位导向；,2.3.2 抛射皮带机构,承载段的后部装有驱动滚筒（液压驱动或电滚筒驱动都可），前部装有涨紧滚筒和储带滚筒，储带滚筒通过涨紧油缸与连接段连接在一起，且储带滚筒在涨紧油缸的带动下可在承载段内的导轨上前后滑动，通过两油缸的串联动作，实现了抛射皮带正常运转的同时可自由伸缩动作；卸载段的前端下部装有推平装置，推平装置通过推平油缸与卸载段联接，在油缸的推动下推平装置可在卸载段下部的导槽内滑动，实现推平动作；承载段的下部设有交接耳座，通过销轴和升降油缸与回转工作台连接，且能随工作台回转和相对工作台作升降运动。,2.3.3 行走部,行走部主要由定量液压马达、减速机、履带链、涨紧轮组、涨紧油缸、履带架等几部分组成。定量液压马达通过减速机及驱动轮带动履带链实现行走。履带链与履带架体采用滑动摩擦式，简化了结构。,2.3.3 行走部,行走减速机用高强度螺栓与履带架联接。履带架采用挂钩及一个竖平键与底架总成相联，用12个M24高强度螺栓紧固在底架总成的两侧。,2.3.4 底架总成,底架总成是整台设备的载体，所有部件都组装在上面，从结构上可分为两部件，前架（回转工作台）、后架，前后架用高强螺栓连接成一体，前架与回转工作台的回转轴承座用螺栓连接在一起，回转工作台通过回转油缸与前架连接，通过回转油缸带动回转工作台回转动作。前架两侧连接行走部，上部通过回转架支撑抛射皮带；后架上部连接受料机构，后部装有两件后支撑器。,2.3.4 底架总成,回转工作台主要有回转轴承座、回转轴承、回转台和电器主控箱托架等几部分组成。回转工作台用螺栓固定在底架总成的前架上面，上部通过销轴与抛射皮带连接。通过两件回转油缸将回转台上部耳座与前架体上的油缸耳座连接在一起，并通过两回转油缸的前后腔交叉连接动作，带动回转工作台实现回转动作。,2.3.5 液压系统,液压系统是由油缸（包括：抛射皮带升降油缸、抛射皮带回转油缸、抛射皮带伸缩油缸、推平油缸、调平油缸、调偏油缸、调斜油缸、后支承油缸、履带涨紧油缸）、马达（包括：行走马达、液压滚筒马达）、操纵台、泵站以及相互联接的油管等组成。,本机液压系统的是一个开式回路系统，系统由一台三联齿轮泵供油，齿轮泵用37kW的风冷电机驱动，系统工作介质为N68抗磨液压油，系统工作压力16MPa。,液压系统由一台三联高压齿轮泵供油，齿轮泵用37kW的风冷电机驱动，输出3路压力油，分别供给两组五联换向阀、两联换向阀和单联换向阀，其中两组五联换向阀串联，第一组五联换向阀控制抛射皮带升降油缸、抛射皮带回转油缸、抛射皮带伸缩油缸、矸石推平油缸和履带涨进油缸动作，第二组五联换向阀控制受料卸载机构的调平油缸、调偏油缸、调斜油缸和左右后支承油缸动作，控制方式为手动弹簧复位式操作；,2.3.5 液压系统,两联换向阀控制左右行走马达动作，控制方式为弹簧复位式操作；单联联换向阀控制抛射皮带的液压滚筒驱动马达运转，控制方式为手动卡槽定位式操作。履带涨进后采用卡板定位。,进口减速箱，性能优越，高度集成，故障率低，拆装快捷方便。,操纵台上装有换向阀、压力表、油温表，通过操作手柄完成各油缸及液压马达的动作，通过不同的压力表指示，可检测各回路油压状况。,液压系统原理图,液压系统管路图,三、技术参数,3.1 整机参数巷道高度范围：3 5.5m巷道宽度范围：3 5.5m巷道倾角：6-16输送量：300t/h物料粒度：250mm行走速度：5.5/10 m/min爬坡能力：18供电电压：660/1140V外形尺寸：长宽高(最小尺寸)12860mm2265mm2650mm,三、技术参数,3.2行走机构行走方式 履带式行走行走机构特性 液压马达驱动马达额定压力/Mpa 16行走速度(m/min)5.5/10爬坡能力（）18履带板宽度/mm 410履带节距/mm 120履带中心距/mm 2280涨紧形式 液压缸涨紧制动形式 一体式多片制动器（内置）,三、技术参数,3.3 抛射皮带：形式 胶带式驱动方式 液压滚筒组滚筒直径/mm 400涨紧滚筒直径/mm 320皮带宽度/mm 800带速(m/s)3.15运输能力(t/h)300涨紧形式 弹簧、丝杠涨紧工作压力/MPa 16高度调整范围/m 2.35.5宽度调整范围/m 2.55.5,三、技术参数,3.4 送料卸载机构：送料卸载滚筒直径：320mm带速：2 m/s皮带宽度：800 mm输送量：300t/h送料卸载架调偏角度：9调偏架调偏行程：400mm调平机构调平角度：6,三、技术参数,3.5液压泵站工作压力/Mpa 16油箱容积/L 300液压油型号 L-HM68换向阀型式 手动 3.5.1 油泵型式 高压齿轮定量泵型号 CBZ2063/50/32额定压力/Mpa 20排量(ml/r)63/50/32 3.5.2 电机油泵电机：37KW风冷式隔爆三相异步电动额定功率/kW 37额定电压/V 1140/660 3.5.3 马达机行走马达：A2FE90 液压滚筒马达：8Y-630,五、安装调试,为方便运输，在出厂时已把矸石填充机拆为14部分。抛射皮带（分解为三段）、前架（包括回转架）、后架（包括后支承器）、行走机构、调平架、调偏机构（包括油箱、泵站）、调斜机构、操纵台、电控箱、后支承器等部分。,5.1解体要求,表3 各部分运输参数表,五、安装调试,井下安装顺序如下：5.3.1 将三段抛射皮带联在一体；5.3.2 将前、后架联接在一起，用道木垫起离地400高；5.3.3 将左右行走机构装在架体上，把螺栓紧固后把架体下垫的道木抽出；5.3.4 组装调平机构；5.3.5 组装调偏平台(带有油箱总成和电控箱体)；5.3.6 组装抛射皮带，将调高千斤顶的上端联接到抛射皮带的耳座上，再将抛射皮带支撑耳和调高千斤顶的一端安装到回转工作台上；5.3.7 组装调偏架，并将调斜机构装入调偏架内；5.3.8 各总成组装在一起后，按液压原理接通油路，按电器原理图接通电路。,5.2 安装,五、安装调试,5.3 调试5.4.1 点动抛射皮带启动按钮，观察电滚筒转向是否正确，电滚筒正常运转后，让皮带空载运转一段时间，观察抛射皮带运行时是否跑偏。5.2.2 启动油泵电机，观察电机转向是否正确，看看系统是否有压力（可任意动作一个操作手柄，看油缸是否动作），油泵正常运转后，依次操作操纵台上各操作手柄，看各机构动作是否正常。5.2.3 张紧送料皮带机皮带，调节卸载滚筒。,六、操 作,6.1 使用前的准备和检查(1)必须检查确认顶板的支护可靠；(2)在每天工作前应认真检查机器状况；(3)操作者开动填充机前，必须发出警报，只有在机器前方和抛射皮带附近无人时，方可开动填充机。,六、操 作,当工作过程中出现紧急情况需要停止设备运转时，司机可立即按下小控箱上的急停按钮。在填充机操作台的另一侧也设置了不能启动的安全锁紧开关，紧急情况下也可以按下停机。,6.2使用时的安全防护,六、操 作,6.3.1 接通电源闭合电控箱隔离开关，电控系统上电,照明灯亮，电压表指示，各电机电源指示灯亮；6.3.2启动油泵电机按下油泵电机启动按扭，油泵开始工作。6.3.3 操纵左右行走阀杆，把矸石填充机调整到适当的位置，尽可能使机器中心线对正送料皮带机中心。落下后支撑器，使机器停稳。6.3.4 涨紧送料皮带。6.3.5 通过操作调平、调偏手柄调正送料卸载滚筒，使800皮带不跑偏。,6.3 操作步骤,六、操 作,6.3.6 调整抛射皮带前端高度到适当位置（以巷到顶板不蹭皮带机头且不阻挡抛射端运送的矸石为宜）。6.3.7 按下抛射皮带启动按扭，让皮带开始运转。6.3.8 启动送料皮带，开始送料充填工作。6.3.9 等前端填满后，操纵回转油缸，让抛射皮带摆动到一个新的位置，继续充填。6.3.10 等整个巷道前端填满后，抬起后支撑器，操纵左右行走使机器后退3米左右。开始下一循环的充填工作。,6.3 操作步骤,六、操 作,警告！运输物料的块度250。抛射皮带调高时不要碰到巷道顶板，并保持适宜的物料通过空间。当在比较狭窄的巷道转弯时，前部的抛射皮带不要碰撞巷道左右的支柱。当油箱油位过低时，会造成泵吸空而损坏。当油温超过70时，应停止掘进机工作，对液压系统及冷却水系统进行检查，待油温降低以后再开机工作,七、充填开采效果介绍,2006年2月10日在淄博矿务局许厂煤矿130采区区进行矸石巷式充填开采。掘进完1#巷道后进行填充。1#巷道全长320米，累计填充20个工作日，其中每个工作日填充16米，累计共填充矸石3520m3。2006年3月10日，130采区区2#巷道进行矸石填充，2#巷道全长700米，高度最高处高达6米，断面大，增加了填充量。累计填充27个工作日，平均每个工作日填充20米，累计共填充矸石15680m3。断面填充率达97%左右。截止2007年，共采出煤炭24.7万吨，节省地面处理矸石费用312.5万元/年，取得了良好的经济效益与社会效益。,许厂煤矿简介：许厂煤矿隶属山东省淄博矿务局，位于山东省济宁北始建于1996年6月，1999年10月正式投产，矿井年设计能力150万吨，核定生产能力320万吨。,七、充填开采效果介绍,济三煤矿是兖矿集团第一个推广采用矸石巷式充填开采的生产矿井，2007年2008年实施矸石充填开采以来，在工业广场煤柱中共掘出巷道11条，进尺4742米，采煤12.1万吨，充填巷道10条，利用矸石17750立方米，充满率约93%。经地面监测，没有明显沉陷，地表设施稳定，地面建筑完好无损。,济三煤矿简介：济三矿隶属山东兖矿集团，位于微山湖沼泽地带，1993年开始兴建，2000投产，探明及推定总储量2.56亿吨，设计生产能力为500万吨/年，实际生产能力达到900-1000万吨/年。,七、充填开采效果介绍,2008-2009年，兖矿集团杨村煤矿进行煤矸置换开采，把煤矿生产过程中所产生的矸石全部回填到工业广场保护煤柱的巷道中，回收了部分永久煤柱、边角煤和建筑物下压煤，控制了地面沉陷，确保了建筑物安全，保护了耕地。至今共掘出巷道5条，总长度达1832米，采出煤炭5.4万t，消灭矸石8300立方米，充填率平均93%，经地面监测，地面没有明显沉陷，工业广场的提升运输设备安全正常运行。,杨村煤矿于1989年6月建成投产，原设计生产能力60万吨/年。1995年经山东省煤管局批准，进行了技术改造，成为一座厚薄煤层配采的现代化大型矿井，核定生产能力115万吨/年。,八、充填开采效果介绍,2010年4月17日，我厂中标太原东山煤矿有限责任公司矸石填充机，这是山西省首次采用矸石填充新技术。目前，该设备已送至矿上，马上下井使用。,东山煤矿有限责任公司一座具有50多年开采历史的老国有煤电联合企业，地处山西省太原市，有山西李家楼煤业有限公司等三对矿井，产能330万吨，其中母公司东山煤矿为主井，生产能力150万吨。,四、矸石充填工艺介绍,国内矸石充填方式主要有两种：巷式充填和长壁工作面充填。巷式充填淄博矿务局许厂矿、淄博矿务局岱庄煤矿、兖矿集团济三矿、杨村煤矿、南屯煤矿等进行应用。该种方法通过合理设计煤柱采宽及留宽，开采后再利用井下矸石充填开采空间，达到控制地表变形保护地面建筑物的目的。这种方法投资较低，且充填和开采基本不影响，具有良好的适用性。,四、矸石充填工艺介绍,长壁开采工作面矸石充填曾在山东新汶矿业集团某矿井进行了应用。该种方法充填量大，输送管线大，管路易阻塞，需用设备多，工艺复杂，要求随采随充，且矿井初期投资较大，目前该填充方式还不是很成熟。,近年来我们兖矿在煤矸石处理上，进行了不小的探索和研究，取得了一定经验，目前局内大多数煤矿都在进行矸石填充，都采用巷式（或窄工作面）充填方式采出煤炭资源并处理井下矸石，效果显著。,四、矸石充填工艺介绍,矸石巷式充填是巷式开采与充填工艺相结合，在第一条巷道（或窄工作面）开采后，隔一定距离（需根据地质条件等进行计算），回采另一巷道（或窄工作面），同时对第一条巷道（或窄工作面）进行充填，实现充填与开采基本不相互影响，保证了生产矿井的产量。,四、矸石充填工艺介绍,第一步：采掘第一条巷道,第二步：相隔一定宽度煤柱采掘第二条巷道，同时充填第一条巷道。,第三步：依次采掘巷道并充填前一条巷道,第四步：待充填完毕几条巷道后，在其隔离煤柱中掘巷并充填,充填巷开采及充填顺序示意图,四、矸石充填工艺介绍,矸石充填系统工艺流程示意图,四、矸石充填工艺介绍,填充工艺流程图,填充步骤,1、井下迎头矸石运输：岩巷迎头掘进出的矸石经后部皮带运输到矸石仓中。或：装车后经轨道大巷进入上部车场，出推车机将矿车推入翻车机中，将矸石倒入矸石仓中。,2、地面矸石山矸石运输：地面矸石山矸石经选煤场选矸后装车经副井、轨道大巷进入上部矸石充填车场，出推车机将矿车推入翻车机中，将矸石倒入矸石仓中。,3、破碎给料：将矸石仓的矸石经破碎机把矸石破碎到250mm粒径，再通过给煤机将破碎后的矸石给料至皮带机上。,填充步骤,4、皮带机运输：由可伸缩皮带机将矸石运送到采空填充巷迎头，进入矸石填充机。,5、矸石填充设备迎头抛填：矸石直接进入矸石填充机抛射部进行抛射填充。调整抛射皮带使之左右上下摆动，使之在整个巷道断面均匀布料。操纵推平器，压实填充后的矸石。,迎头矸石在较干燥的情况下，需边填充边撒水，以便于矸石堆积。,针对部分煤矿附近存在发电厂，可利用粉煤灰等材料制成注浆材料，对充填矸石进行注浆，及能处理地面粉煤灰，又能提高充填体强度。,四、矸石充填工艺介绍,井下产生的矸石迅速处理：在进行全岩巷道掘进产生的矸石，或分打分装产生的矸石，不用升井，可以直接通过井下运输，充填井下废弃巷道；不仅可以填充井上的矸石，还可以处理建筑垃圾和固体废弃物等。,