采煤工作面煤矸石处理设备及采煤系统的制作方法

1.本实用新型涉及煤矿井下分选、充填的技术领域，具体而言，涉及一种采煤工作面煤矸石处理设备及采煤系统。


背景技术：

2.煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石，是矿业固体废物的一种，包括洗煤厂的洗矸、煤炭生产中的手选矸、半煤巷和岩巷掘进中排出的煤和岩石以及和煤矸石一起堆放的煤系之外的白矸等的混合物。
3.国内实现煤矸井下分选，主要是通过在井下开掘分选硐室，在分选硐室进行煤矸分选，然后将矸石运输至井下采空区回填。其主要缺点在于：一是需要开掘较大空间的煤矸分选硐室；二是原煤在分选硐室分离后，还需将矸石重新输送至工作面后方采空区，不仅存在矸石的折返运输，而且需要布设一条矸石运输线，占用大量巷道空间。这会使煤矸分选及充填系统的投资及运营费用较高。


技术实现要素：

4.本实用新型的第一个目的在于提供一种采煤工作面煤矸石处理设备，以解决现有技术中存在的煤矸石处理设备占用空间较大的技术问题。
5.本实用新型提供的采煤工作面煤矸石处理设备，包括破碎装置和筛分装置，所述破碎装置具有出料口，所述破碎装置的出料口位于所述筛分装置的进料口上方，所述筛分装置的下游还设置有分选装置，所述分选装置用于从所述筛分装置筛分过后的物料中选取煤矸石。
6.本实用新型提供的采煤工作面煤矸石处理设备，将破碎装置设置在筛分装置的上游，即破碎装置的出料口位于筛分装置的进料口上方，并且在筛分装置的下游设置分选装置，可以实现：在筛分装置对物料进行筛分之前，先由破碎装置进行破碎，将破碎后的物料再进行筛分，使得破碎产生的尺寸较小的物料可以先被筛分装置筛分掉，而不影响分选装置分选，所以减少了需要被分选装置分选的物料数量，进而可以减小将这些物料分摊开所需要的面积，同时还可以降低分选装置抓取、移动物料时的移动距离，从而也可以实现分选装置的小型化。
7.当实现分选装置的小型化之后，则无需在专门的分选硐室进行分选，也就消除了开挖分选硐室的成本，同时由于无需在专门的分选硐室分选，所以煤矸石处理设备就可以布置在原煤的输送通道中，还可以缩短采煤工作面与用于分选煤矸石的分选装置的距离，也就减少了煤矸石的反向输送距离，减少了反向输送煤矸石所消耗的能源，降低了能源消耗和开采成本。
8.优选的技术方案中，还包括桥式转载机，所述桥式转载机的出口位于在所述破碎装置的入料口的上方，所述桥式转载机的入口低于所述桥式转载机的出口。
9.通过设置桥式转载机，并且使得桥式转载机的入口低于桥式转载机的出口，可以利用桥式转载机将物料的输送高度升高，以利于后续的破碎装置、筛分装置逐级传送物料的过程中，物料的输送高度有足够的降低空间。
10.优选的技术方案中，还包括第一刮板输送机，所述第一刮板输送机的出口高于所述桥式转载机的入口。
11.通过设置第一刮板输送机，可以将开采的原煤输送至桥式转载机的入口，以便桥式转载机可以将原煤传送至后续的破碎装置和筛分装置。
12.优选的技术方案中，还包括布料装置，所述布料装置位于所述分选装置下方，所述布料装置的进料口位于所述筛分装置的出料口下方。
13.通过设置布料装置，可以将需要分选的物料展开，使其尽量摊平，以利于分选装置从这些物料中识别出来煤矸石，同时也利于分选装置在识别出煤矸石之后，抓取煤矸石时尽量不受到其它的物料的影响，也尽量避免移动煤矸石时触碰到其它的物料，干扰其它物料的运输。
14.优选的技术方案中，所述分选装置包括识别装置和机械手，所述识别装置用于识别所述煤矸石，所述机械手用于从所述布料装置上抓取所述煤矸石。
15.通过识别装置识别出煤矸石，然后再利用机械手抓取煤矸石，有利于准确地将煤矸石与其它的物料分离，从而将煤矸石回填至采空区。
16.优选的技术方案中，还包括输煤皮带机，所述输煤皮带机的入口位于所述筛分装置的下方，所述输煤皮带机用于将煤块输送至井下主输送设备。
17.通过设置输煤皮带机，将煤块输送至井下主输送设备，可以完成从采煤工作面煤矸石处理设备至井下主输送设备的煤块输送，同时可以提高对现有的输煤所用的装置的兼容性，降低施工成本。
18.优选的技术方案中，还包括输矸皮带机，所述输矸皮带机的局部与所述布料装置并排设置，所述输矸皮带机的输送方向与所述布料装置相反。
19.将输矸皮带机与布料装置并排设置，可以使得分选装置的机械手，直接沿垂直于物料输送的主方向运动即可，只要沿该方向运动，就可以将煤矸石移动至输矸皮带机上。
20.优选的技术方案中，还包括第二刮板输送机，所述第二刮板输送机的入口位于所述输矸皮带机的出口的下方，所述第二刮板输送机与所述第一刮板输送机并排设置，且所述第二刮板输送机的输送方向与所述第一刮板输送机的输送方向相反。
21.通过设置第二刮板输送机的入口位于输矸皮带机的出口下方，可以实现煤矸石的输送过程的转向，并且将第二刮板输送机的输送方向与第一刮板输送机反向设置，可以将煤矸石运输回采煤工作面附近，以便于回填采空区。
22.优选的技术方案中，所述第二刮板输送机位于所述第一刮板输送机的朝向回填采空区一侧，所述第一刮板输送机位于所述第二刮板输送机的朝向待采煤体一侧。
23.将第二刮板输送机设置在第一刮板输送机的朝向回填采空区一侧，可以实现在对工作面采煤之后，即可以对采空区进行回填，减少了采空区的未被回填的时间，提高了采煤的安全性。
24.本实用新型的第二个目的在于提供一种采煤系统，以解决现有技术中存在的煤矸石处理设备占用空间较大的技术问题。
25.本实用新型提供的采煤系统，包括井下主输送设备和上述任一项的采煤工作面煤矸石处理设备。
26.由于本实用新型提供的采煤系统包括上述的采煤工作面煤矸石处理设备，所以具有了上述的采煤工作面煤矸石处理设备的全部技术效果，在此不再赘述。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
28.图1为本实用新型实施例提供的采煤工作面煤矸石处理设备的俯视图；
29.图2为本实用新型实施例提供的采煤工作面煤矸石处理设备的主视图。
30.附图标记说明：
31.1、第一刮板输送机；2、桥式转载机；3、破碎装置；4、筛分装置；5、布料装置；6、分选装置；61、机械手；7、输煤皮带机；8、输矸皮带机；9、第二刮板输送机；98、采煤工作面；99、采空区。
具体实施方式
32.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
33.图1为本实用新型实施例提供的采煤工作面煤矸石处理设备的俯视图；
34.图2为本实用新型实施例提供的采煤工作面煤矸石处理设备的主视图。如图1-图2所示，本实施例提供的采煤工作面煤矸石处理设备，包括破碎装置3和筛分装置4，破碎装置3具有出料口，破碎装置3的出料口位于筛分装置4的进料口上方，筛分装置4的下游还设置有分选装置6，分选装置6用于从筛分装置4筛分过后的物料中选取煤矸石。
35.其中，筛分装置4可以选用振动式筛分装置，在筛分装置4中设置具有孔的板，当板在振动时，物料分散在板的上表面，并且，当物料的尺寸小于孔的直径时，物料就可以从孔中落下。如果不能从孔中落下，则会沿着输送方向运动至下一装置的入口。
36.该采煤工作面煤矸石处理设备，将破碎装置3设置在筛分装置4的上游，即破碎装置3的出料口位于筛分装置4的进料口上方，并且在筛分装置4的下游设置分选装置6，可以实现：在筛分装置4对物料进行筛分之前，先由破碎装置3进行破碎，将破碎后的物料再进行筛分，使得破碎产生的尺寸较小的物料可以先被筛分装置4筛分掉，而不影响分选装置6分选，所以减少了需要被分选装置6分选的物料数量，进而可以减小将这些物料分摊开所需要的面积，同时还可以降低分选装置6抓取、移动物料时的移动距离，从而也可以实现分选装置6的小型化。
37.当实现分选装置6的小型化之后，则无需在专门的分选硐室进行分选，也就消除了开挖分选硐室的成本，同时由于无需在专门的分选硐室分选，所以煤矸石处理设备就可以布置在原煤的输送通道中，还可以缩短采煤工作面98与用于分选煤矸石的分选装置6的距
离，也就减少了煤矸石的反向输送距离，减少了反向输送煤矸石所消耗的能源，降低了能源消耗和开采成本。
38.如图1-图2所示，优选的，还包括桥式转载机2，桥式转载机2的出口位于在破碎装置3的入料口的上方，桥式转载机2的入口低于桥式转载机2的出口。
39.通过设置桥式转载机2，并且使得桥式转载机2的入口低于桥式转载机2的出口，可以利用桥式转载机2将物料的输送高度升高，以利于后续的破碎装置3、筛分装置4逐级传送物料的过程中，物料的输送高度有足够的降低空间。
40.如图1-图2所示，优选的，还包括第一刮板输送机1，第一刮板输送机1的出口高于桥式转载机2的入口。
41.具体的，如图1-图2所示，第一刮板输送机1与桥式转载机2垂直设置，即，第一刮板输送机1与采煤工作面98平行或近似平行设置。这样设置，可以使得破碎装置3、筛分装置4的输送方向与采煤工作面98垂直，避免了破碎、筛分和分选环节对采煤的干扰。
42.通过设置第一刮板输送机1，可以将开采的原煤输送至桥式转载机2的入口，以便桥式转载机2可以将原煤传送至后续的破碎装置3和筛分装置4。
43.如图1-图2所示，优选的，还包括布料装置5，布料装置5位于分选装置6下方，布料装置5的进料口位于筛分装置4的出料口下方。
44.通过设置布料装置5，可以将需要分选的物料展开，使其尽量摊平，以利于分选装置6从这些物料中识别出来煤矸石，同时也利于分选装置6在识别出煤矸石之后，抓取煤矸石时尽量不受到其它的物料的影响，也尽量避免移动煤矸石时触碰到其它的物料，干扰其它物料的运输。
45.如图2所示，优选的，分选装置6包括识别装置(图中未示出)和机械手61，识别装置用于识别煤矸石，机械手61用于从布料装置5上抓取煤矸石。
46.具体的，识别装置可以采用计算机视觉的方式识别煤块或煤矸石，或者也可以采用射线辐射的方式识别煤矸石。此外，机械手61，可以沿着物料输送的方向布置多个，这样，每个机械手61只需要垂直于物料输送方向移动，即可将煤矸石取出，同时，布置多个机械手61，可以实现多个机械手61同时工作，便于在提高识别准确率的同时保证输送的速度。
47.通过识别装置识别出煤矸石，然后再利用机械手61抓取煤矸石，有利于准确地将煤矸石与其它的物料分离，从而将煤矸石回填至采空区99。
48.如图1-图2所示，优选的，还包括输煤皮带机7，输煤皮带机7的入口位于筛分装置4的下方，输煤皮带机7用于将煤块输送至井下主输送设备(图中未示出)。
49.通过设置输煤皮带机7，将煤块输送至井下主输送设备，可以完成从采煤工作面煤矸石处理设备至井下主输送设备的煤块输送，同时可以提高对现有的输煤所用的装置的兼容性，降低施工成本。
50.如图1-图2所示，优选的，还包括输矸皮带机8，输矸皮带机8的局部与布料装置5并排设置，输矸皮带机8的输送方向与布料装置5相反。
51.将输矸皮带机8与布料装置5并排设置，可以使得分选装置6的机械手61，直接沿垂直于物料输送的主方向运动即可，只要沿该方向运动，就可以将煤矸石移动至输矸皮带机8上。
52.如图1-图2所示，优选的，还包括第二刮板输送机9，第二刮板输送机9的入口位于
输矸皮带机8的出口的下方，第二刮板输送机9与第一刮板输送机1并排设置，且第二刮板输送机9的输送方向与第一刮板输送机1的输送方向相反。
53.通过设置第二刮板输送机9的入口位于输矸皮带机8的出口下方，可以实现煤矸石的输送过程的转向，并且将第二刮板输送机9的输送方向与第一刮板输送机1反向设置，可以将煤矸石运输回采煤工作面98附近，以便于回填采空区99。
54.如图1所示，优选的，第二刮板输送机9位于第一刮板输送机1的朝向回填采空区99一侧，第一刮板输送机1位于第二刮板输送机9的朝向待采煤体一侧。
55.将第二刮板输送机9设置在第一刮板输送机1的朝向回填采空区99一侧，可以实现在对工作面采煤之后，即可以对采空区99进行回填，减少了采空区99的未被回填的时间，提高了采煤的安全性。
56.本实施例的动作原理为：
57.原煤自采煤工作面98开采之后，经过第一刮板输送机1，沿平行于采煤工作面98的方向运输至桥式转载机2的入口。经过桥式转载机2的运输，原煤的高度提升，同时输送方向也改变90
°
。原煤从桥式转载机2输送到破碎装置3之后，破碎装置3将原煤破碎，并将破碎产物输出到筛分装置4上。筛分装置4一边对破碎产物进行筛分，一边使得未被筛分掉的破碎产物前进。破碎产物进入到布料装置5后，被布料装置5进一步摊平，便于识别装置进行识别，同时也便于位于布料装置5上方的机械手61将煤矸石抓取至输矸皮带机8。未被抓取的煤块，则继续输送至输煤皮带机7上，并进一步地输送到井下主输送设备。而被抓取的煤矸石，经过输矸皮带机8的输送，煤矸石的输送方向改变90
°
，输送至第二刮板输送机9，并经由第二刮板输送机9回填至采空区99。
58.本技术还提供一个实施例，该实施例提供的采煤系统，包括井下主输送设备和上述任一项的采煤工作面煤矸石处理设备。
59.由于本实用新型提供的采煤系统包括上述的采煤工作面煤矸石处理设备，所以具有了上述的采煤工作面煤矸石处理设备的全部技术效果，在此不再赘述。
60.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
61.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。