本實(shí)用新型涉及出矸系統(tǒng)，具體涉及一種全自動(dòng)連續(xù)出矸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，煤礦井下（或其他礦山、隧道）巖巷開(kāi)拓作業(yè)出矸時(shí)，采用挖掘裝載機(jī)、膠帶機(jī)配合電機(jī)車牽引礦車裝矸的作業(yè)方式。尤其是經(jīng)過(guò)兩個(gè)礦車接頭處時(shí)，膠帶機(jī)、挖掘裝載機(jī)均需要停止運(yùn)行，防止矸石裝到車縫隙內(nèi)，等待兩車間隙經(jīng)過(guò)卸載點(diǎn)后再次重載啟動(dòng)膠帶機(jī)和挖掘裝載機(jī)，造成設(shè)備頻繁重載啟動(dòng)，對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行沖擊較大。而且一次只能裝5車左右，每次爆破需裝50車左右，每次倒掛車輛多，勞動(dòng)強(qiáng)度大，危險(xiǎn)因素多，人員依賴強(qiáng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為了解決上述問(wèn)題，為進(jìn)一步提高巖巷掘進(jìn)自動(dòng)化水平,保證礦井采掘接替平穩(wěn)，通過(guò)采用機(jī)械、液壓及PLC等的有機(jī)結(jié)合做成的全自動(dòng)連續(xù)出矸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)連續(xù)裝矸100車左右，有效解決了電機(jī)車牽引、倒掛車輛期間人員占用多，勞動(dòng)強(qiáng)度大，設(shè)備頻繁啟動(dòng)多，中間環(huán)節(jié)多、效率低等問(wèn)題。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種全自動(dòng)連續(xù)出矸系統(tǒng)，包括軌道及在軌道上運(yùn)行的礦車，在礦車的兩側(cè)設(shè)有推車系統(tǒng)，推動(dòng)礦車移動(dòng)；礦車上方設(shè)有擋矸系統(tǒng)，跟隨礦車移動(dòng)進(jìn)行擋矸作業(yè)；液壓系統(tǒng)為推車系統(tǒng)提供動(dòng)力；壓風(fēng)系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)擋矸系統(tǒng)的卡爪升降及擋矸車復(fù)位功能；電控系統(tǒng)包括PLC、觸摸屏、傳感器、聲光報(bào)警裝置和按鈕，通過(guò)傳感器檢測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)并控制相應(yīng)的油缸、氣缸和聲光報(bào)警部分動(dòng)作。

進(jìn)一步，所述的推車系統(tǒng)包括推車油缸、油缸活塞桿、滑道以及推車機(jī)構(gòu)，所述的推車機(jī)構(gòu)包括滑輪、推車卡爪銷軸、推車卡爪和卡爪復(fù)位彈簧，推車油缸中的油缸活塞桿連接推車機(jī)構(gòu)的一側(cè)，推車機(jī)構(gòu)另一側(cè)的滑輪下方設(shè)有推車卡爪銷軸，推車卡爪銷軸上設(shè)有推車卡爪，卡爪復(fù)位彈簧的兩端分別連接油缸活塞桿一側(cè)的推車機(jī)構(gòu)上，另一端連接在推車卡爪上。

進(jìn)一步，所述的擋矸系統(tǒng)包括擋矸車護(hù)欄、擋矸車、卡爪升降控制銷軸、卡爪控制氣缸活塞桿、卡爪控制氣缸、卡爪旋轉(zhuǎn)銷軸、卡爪、擋矸車復(fù)位氣缸活塞桿和擋矸車復(fù)位氣缸；其中擋矸車護(hù)欄設(shè)置在擋矸車的兩側(cè)，卡爪控制氣缸通過(guò)卡爪控制氣缸活塞桿連接卡爪升降控制銷軸，使卡爪升降控制銷軸能夠在擋矸車和卡爪內(nèi)的條形孔中移動(dòng)，卡爪通過(guò)卡爪旋轉(zhuǎn)銷軸固定在擋矸車護(hù)欄上；擋矸車復(fù)位氣缸通過(guò)通過(guò)擋矸車復(fù)位氣缸活塞桿連接在擋矸車上下方的突出部上。

進(jìn)一步，所述的液壓系統(tǒng)包括油箱、油泵和濾油器、左右兩側(cè)的推車油缸、單向節(jié)流閥和三位四通電磁換向閥，油箱連接油泵經(jīng)濾油器分別連接左側(cè)三位四通電磁換向閥和右側(cè)三位四通電磁換向閥并分別連接左右兩側(cè)的油箱，兩位三通電磁換向閥和溢流閥設(shè)置在右側(cè)管道上。

進(jìn)一步，所述的壓風(fēng)系統(tǒng)包括擋矸車復(fù)位氣缸、卡爪控制氣缸、兩位三通電磁換向閥、三位四通電磁換向閥和過(guò)濾器，其中過(guò)濾器分別連接第二兩位三通電磁換向閥和三位四通電磁換向閥，第二兩位三通電磁換向閥連接擋矸車復(fù)位氣缸，三位四通電磁換向閥連接卡爪控制氣缸。

進(jìn)一步，所述的推車系統(tǒng)和擋矸系統(tǒng)均設(shè)置在支腿上，所述的支腿為平行四邊形放置，使兩側(cè)的推車油缸始終保持在伸出與復(fù)位交替工作狀態(tài)。

進(jìn)一步，在礦車周圍及推車系統(tǒng)、擋矸系統(tǒng)的周圍設(shè)置有多處傳感器，分別用于探測(cè)左側(cè)油缸位置、礦車位置、右側(cè)油缸位置和卡爪位置。

進(jìn)一步，所述的礦車內(nèi)部的落煤點(diǎn)上方設(shè)有裝矸高度檢測(cè)探頭。

本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果是：

1、該系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，通過(guò)全自動(dòng)的控制方式，解決了靠皮帶機(jī)司機(jī)、信號(hào)工、電機(jī)車司機(jī)等多配合才能實(shí)現(xiàn)的裝矸工作，提高了自動(dòng)化水平，減少了人員依賴，避免了人員誤操作造成的安全隱患和生產(chǎn)影響。

2、由于一次推車的能力大于一次爆破后的出矸礦車數(shù)量，使中間無(wú)需倒車，無(wú)需摘掛和中斷，無(wú)需膠帶機(jī)頻繁啟動(dòng)進(jìn)行配合，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)裝車。

3、由于該系統(tǒng)具有每輛礦車裝矸高度的自動(dòng)檢測(cè)，而且高度設(shè)定靈活，便于根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況設(shè)定礦車裝矸的高度，滿足現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸提示要求，而且減少了人員對(duì)每輛車高度的監(jiān)護(hù)。

4、由于保護(hù)、閉鎖齊全，提高了整改裝矸過(guò)程的安全性能，同時(shí)也是“無(wú)人則安”的安全理念要求。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的側(cè)視圖；

圖2為本實(shí)用新型的俯視圖；

圖3為本實(shí)用新型中推車系統(tǒng)其中一側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為推車系統(tǒng)在復(fù)位時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為擋矸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為擋矸系統(tǒng)中卡爪上升過(guò)程中的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為壓風(fēng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9a為裝矸探頭位置示意圖一；

圖9b為裝矸探頭位置示意圖二；

圖10a為本實(shí)用新型的工作過(guò)程一；

圖10b為本實(shí)用新型的工作過(guò)程二；

圖10c為本實(shí)用新型的工作過(guò)程三；

圖10d為本實(shí)用新型的工作過(guò)程四；

圖10e為本實(shí)用新型的工作過(guò)程五；

圖10f為本實(shí)用新型的工作過(guò)程六。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型是一種用于煤礦生產(chǎn)中井下巖巷工作面出矸時(shí)使用的全自動(dòng)連續(xù)出矸系統(tǒng)，通過(guò)各個(gè)傳感器，檢測(cè)裝矸過(guò)程和狀態(tài)，根據(jù)礦車的裝矸高度控制礦車的推移、擋矸小車及皮帶機(jī)的運(yùn)行等，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝矸過(guò)程的自動(dòng)化控制。該系統(tǒng)包括礦車9及礦車軌道8，在礦車軌道的兩側(cè)設(shè)有支腿5，該支腿5呈平行四邊形放置，該支腿5上設(shè)有推車系統(tǒng)和擋矸系統(tǒng)。其中推車系統(tǒng)設(shè)置在礦車兩側(cè)，而擋矸系統(tǒng)設(shè)置在礦車上方。液壓系統(tǒng)為推車系統(tǒng)提供動(dòng)力，壓風(fēng)系統(tǒng)為擋矸系統(tǒng)中卡爪的升降和擋矸車復(fù)位提供動(dòng)力。另外本實(shí)用新型中的電控系統(tǒng)由PLC控制各個(gè)傳感器、語(yǔ)音聲光報(bào)警裝置、油缸和氣動(dòng)電磁閥，實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的狀態(tài)檢測(cè)、信息顯示、邏輯控制和聲光報(bào)警等功能。

如圖3所示的是推車系統(tǒng)中其中一側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖。推車系統(tǒng)包括推車油缸101、活塞桿102、滑道104和在滑道104內(nèi)運(yùn)動(dòng)的推車機(jī)構(gòu)108，該推車機(jī)構(gòu)108包括兩側(cè)的滑輪103、推車卡爪銷軸105、推車卡爪106和卡爪復(fù)位彈簧107。推車油缸101驅(qū)動(dòng)活塞桿102運(yùn)動(dòng)，活塞桿102連接在推車機(jī)構(gòu)108上，為了使推車機(jī)構(gòu)108能夠在滑道104內(nèi)滑動(dòng)，在推車機(jī)構(gòu)的兩端設(shè)有滑輪103，在遠(yuǎn)離推車油缸101的一側(cè)的推車機(jī)構(gòu)108上設(shè)有推車卡爪銷軸105，推車卡爪106與推車卡爪銷軸105連接，使推車卡爪106可以在90度的范圍內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，為了能夠使推車卡爪106自動(dòng)復(fù)位，在推車卡爪106的卡爪頭部設(shè)有卡爪復(fù)位彈簧107，并連接在推車油缸101一側(cè)的推車機(jī)構(gòu)108上。

如圖3和4所示，該推車卡爪106為三角形，在推車時(shí)，由于推車卡爪106處于極限位置，推車油缸101做功，當(dāng)推車機(jī)構(gòu)在滑道內(nèi)向前移動(dòng)時(shí)，推車卡爪106能夠推動(dòng)礦車向前移動(dòng)；當(dāng)推車機(jī)構(gòu)108推車結(jié)束進(jìn)行復(fù)位時(shí)，推車油缸101復(fù)位，推車卡爪106經(jīng)礦車阻擋后逆時(shí)針擺動(dòng)，卡爪復(fù)位彈簧107拉伸，經(jīng)過(guò)礦車后，由于卡爪復(fù)位彈簧107收縮，使推車卡爪106重新處于推車位置。

如圖5和圖6所示的裝矸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。擋矸系統(tǒng)能夠根據(jù)PLC的控制命令準(zhǔn)確遮擋兩輛礦車之間的間隙，防止因矸石掉落在軌道上而影響礦車的正常運(yùn)行。擋矸系統(tǒng)包括擋矸車202、擋矸護(hù)欄201、卡爪升降控制銷軸203、卡爪控制氣缸活塞桿204、卡爪控制氣缸205、卡爪旋轉(zhuǎn)銷軸206、卡爪207、擋矸車復(fù)位氣缸活塞桿208和擋矸車復(fù)位氣缸209。其中，擋矸車202的橫截面呈三角形，傳輸帶上掉落的矸石經(jīng)擋矸車分流在兩側(cè)；在擋矸車的兩側(cè)設(shè)有擋矸護(hù)欄201、在擋矸車202的中部和卡爪的端部均設(shè)有條形孔210，卡爪升降控制銷軸206將擋矸車202和卡爪207連接，同時(shí)卡爪207中部通過(guò)卡爪旋轉(zhuǎn)銷軸206固定在擋矸護(hù)欄201上，使卡爪207能夠以卡爪旋轉(zhuǎn)銷軸206為軸心進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。在卡爪升降控制銷軸203上連接有卡爪控制氣缸活塞桿204，并由卡爪控制氣缸205進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在擋矸車202下部設(shè)有突出部211，擋矸車復(fù)位氣缸209經(jīng)擋矸車復(fù)位氣缸活塞桿208連接在突出部211上，控制擋矸車水平移動(dòng)。

如圖7所示，液壓系統(tǒng)為推車系統(tǒng)提供動(dòng)力，由于推車系統(tǒng)中存在兩個(gè)相同的推車機(jī)構(gòu)，且分布在礦車兩側(cè)，因此液壓系統(tǒng)包括左側(cè)推車油缸301、右側(cè)推車油缸309，以及與其相連接的左側(cè)單向節(jié)流閥302、右側(cè)單向節(jié)流閥310、左側(cè)三位四通電磁換向閥303、右側(cè)三位四通電磁換向閥311、濾油器306、油泵307、油缸308。由于本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原因，左右兩側(cè)的推車油缸始終保持在伸出與復(fù)位的交替工作狀態(tài)，因此在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，在右側(cè)管路上連有一個(gè)兩位三通電磁換向閥304和溢流閥305，保證液壓系統(tǒng)的正常工作。

如圖8所示，壓風(fēng)系統(tǒng)為擋矸系統(tǒng)提供動(dòng)力，該系統(tǒng)包括卡爪控制氣缸205、擋矸車復(fù)位氣缸209、兩位三通電磁換向閥401、三位四通電磁換向閥402、過(guò)濾器403和風(fēng)源404。風(fēng)源404供氣后經(jīng)過(guò)濾器403通向兩位三通電磁換向閥401和三位四通電磁換向閥402，并分別為擋矸車復(fù)位氣缸209和卡爪控制氣缸205供氣。

如圖9a和圖9b所示，為了使PLC能夠合理控制液壓系統(tǒng)和壓風(fēng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)推車系統(tǒng)與擋矸系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性，本實(shí)用新型在礦車周圍及擋矸車周圍設(shè)有9個(gè)傳感器，這些傳感器分別設(shè)置在左側(cè)油缸起始位傳感器601、左側(cè)油缸中點(diǎn)感器602、左側(cè)油缸終止位傳感器603、后方礦車就緒位傳感器604、前方礦車就緒位傳感器605、右側(cè)油缸起始位傳感器606、右側(cè)油缸終點(diǎn)位傳感器607、卡爪下落傳感器608、卡爪上升傳感器609。

PLC是本實(shí)用新型的控制核心，負(fù)責(zé)采集各種傳感器、按鈕信號(hào)并負(fù)責(zé)分析處理，并控制各個(gè)油缸、氣缸、指示燈、聲光報(bào)警及閉鎖膠帶機(jī)的動(dòng)作，同時(shí)具有數(shù)據(jù)的上傳通信等功能；液壓系統(tǒng)負(fù)責(zé)兩個(gè)推車油缸的液壓供給，通過(guò)與油缸的配合確保100輛重車直道阻力并考慮1.2倍可靠系數(shù)后具有31kN的推力，從而能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)推動(dòng)最多100輛重車前進(jìn)；氣缸負(fù)責(zé)控制擋矸系統(tǒng)的升降和回位，確保擋矸系統(tǒng)能夠迅速動(dòng)作，根據(jù)PLC的控制命令準(zhǔn)確遮擋兩輛礦車的間隙，確保整個(gè)裝車過(guò)程的不間斷進(jìn)行。

本實(shí)用新型的工作過(guò)程是：

當(dāng)?shù)V車就位后，按下啟動(dòng)按鈕，該電控系統(tǒng)將進(jìn)行開(kāi)機(jī)前的語(yǔ)音預(yù)警，預(yù)警一定時(shí)間后，將控制各個(gè)油缸、氣缸回到起始位置，并允許膠帶機(jī)開(kāi)機(jī)，隨后等待礦車前部裝矸高度到位信號(hào)，如圖10a所示，若該處無(wú)礦車，初次啟動(dòng)將無(wú)法開(kāi)始；當(dāng)檢測(cè)到裝矸到位后，將推車0.65米，繼續(xù)在礦車中部裝矸，如圖10b所示；當(dāng)?shù)V車中部裝滿后，將再次推車0.65米，準(zhǔn)備在礦車后部裝矸，待礦車后部推到位后，如圖10c所示，控制推車油缸復(fù)位并控制擋矸卡爪下落準(zhǔn)備擋矸，再等待后部裝矸高度到位，如圖10d所示；當(dāng)檢測(cè)到裝矸高度到位后，將再次進(jìn)行推車，擋矸系統(tǒng)將隨著礦車一同前進(jìn)經(jīng)過(guò)裝矸位置，如圖10e所示，對(duì)兩車間隙進(jìn)行擋矸防護(hù)，當(dāng)?shù)诙v礦車前半車到裝矸位置后，擋矸系統(tǒng)的卡爪上升，推車油缸和擋矸車全部復(fù)位，等待再次裝矸高度信號(hào)，如圖10f所示；當(dāng)檢測(cè)到裝矸高度到位后，將再次進(jìn)行推車作業(yè)，裝第二輛車的中部和后部，如圖10b所示，當(dāng)油缸推車到位后，再次復(fù)位結(jié)束該輪循環(huán)，如圖10c所示。檢測(cè)判斷礦車情況，當(dāng)檢測(cè)仍然有車時(shí)，將繼續(xù)裝車，當(dāng)檢測(cè)到無(wú)車時(shí)，將在裝矸高度到位后停止膠帶機(jī)運(yùn)行并停止裝車循環(huán)。

在需要進(jìn)入檢修模式時(shí)，首先拍下急停按鈕，隨后拔出急停按鈕，在拔出急停按鈕后的5秒內(nèi)按下檢修按鈕，急停將進(jìn)入檢修模式，觸摸屏上將亮起檢修指示燈，隨后在確認(rèn)系統(tǒng)具備動(dòng)車條件后，按著檢修按鈕再按動(dòng)需要?jiǎng)幼鞯陌粹o，如左側(cè)油缸推車、右側(cè)油缸推車、卡爪上升、卡爪下落、擋矸車復(fù)位等，則相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)將動(dòng)作，并通過(guò)顯示屏上的相關(guān)顯示燈進(jìn)行動(dòng)作指示，檢修按鈕或相關(guān)的動(dòng)作按鈕松開(kāi)任意一個(gè)將停止動(dòng)作，動(dòng)作結(jié)束10秒內(nèi)不再有其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)退出檢修模式，如需進(jìn)入還需重新拍下急停后，按照上述要求操作方可進(jìn)入，防止其他人員誤動(dòng)按鈕造成系統(tǒng)的誤動(dòng)。

本實(shí)用新型的操作方法是：

A、開(kāi)啟操作

1）操作前操作人員需分別給液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)送電，同時(shí)打開(kāi)壓風(fēng)系統(tǒng)。

2）初始位置開(kāi)啟，礦車前到位指示必須亮起，即落煤點(diǎn)必須有車，后礦車檢測(cè)處對(duì)準(zhǔn)兩車間隙。

（a）拔出急停按鈕，按下復(fù)位按鈕，然后再按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)預(yù)警12秒。

（b）操作人員按下操作箱上的翻頁(yè)按鈕，并觀察控制箱內(nèi)的觸摸屏，進(jìn)入系統(tǒng)運(yùn)行界面。

（c）觀察運(yùn)行界面的右下角處出現(xiàn)紅底藍(lán)字“膠帶機(jī)閉鎖中……”閃爍后，可以打點(diǎn)聯(lián)系工作面后開(kāi)啟膠帶機(jī)。

3）裝矸過(guò)程中開(kāi)啟，因裝矸過(guò)程異常急停后續(xù)急需裝矸的，如后礦車檢測(cè)處無(wú)車，落煤點(diǎn)有車的情況下可按上部操作；如果礦車在中間，一個(gè)裝車循環(huán)未進(jìn)行完，需繼續(xù)進(jìn)行的，按此步操作；如果位置亂了，需處理到上部條件后按上部要求操作。

（1）拔出急停按鈕，先按下翻頁(yè)按鈕，再同時(shí)按下復(fù)位按鈕，然后依次松開(kāi)復(fù)位按鈕和翻頁(yè)按鈕，最后按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)預(yù)警12s。

（2）觀察運(yùn)行界面的右下角處出現(xiàn)紅底藍(lán)字“膠帶機(jī)閉鎖中……”閃爍后，可以打點(diǎn)聯(lián)系工作面后開(kāi)啟膠帶機(jī)。

B、停止操作

1）長(zhǎng)時(shí)間停止系統(tǒng)，需停止膠帶機(jī)，按下急停按鈕，再分別斷開(kāi)液壓站和電控系統(tǒng)電源，關(guān)閉壓風(fēng)閘門(mén)。

2）臨時(shí)性停止系統(tǒng)，只需停止膠帶機(jī)，按下急停按鈕即可。

3）如檢測(cè)到最后一輛礦車后部裝滿后，將自動(dòng)停機(jī)，即：膠帶機(jī)閉鎖線未恢復(fù)的情況下需人工停止膠帶機(jī)運(yùn)行。