巷道矸石充填机.pdf

一种掘进式充填巷道开采法用的巷道矸石充填机，由抛射皮带部(1)、回转工作台(3)、上料输送部(5)、底架总成(4)、履带行走部(2)、液压系统与电控系统组成。抛射皮带部机架有液控伸缩机构和矸石推平装置；上料输送部由调平机构、调偏机构和调斜机构组成；履带行走部由液压马达驱动；液压系统有机载液压泵站。抛射皮带部的自由伸缩、矸石推平功能，提高充填效率和质量；上料输送部的调平、调偏、调斜功能，防止皮带跑偏，调整方便；液压行走部牵引力大、灵活、接地比压小；机载液压泵站使液压系统完善，集抛填、上料、行走、操作等机电液功能于一体，操作安全方便灵活；机载PLC电控系统功能多保护全。适合含爆炸性气体和煤尘的矿井“三下”采煤用。

1.  一种巷道矸石充填机，包括抛射皮带部、回转工作台、上料输送部、底架总成、履带行走部、液压系统、电控系统；抛射皮带部包括机架、受料槽、卸载滚筒、托辊、驱动滚筒；回转工作台包括回转台、回转油缸；抛射皮带部后部铰接于回转台上，二者之间铰接有升降油缸；上料输送部包括机架、卸载滚筒、托辊、与前部可伸缩皮带机共用的胶带；其特征在于：
①所说的抛射皮带部，其机架有液控伸缩机构，即：抛射皮带部(1)的机架前部有卸载段(35)插接在其后的机架部内，两者通过伸缩油缸(32)联接，在其后的机架部内有为卸载段(35)前后滑动导向的导轨(34)；机架后部有涨紧滚筒(29)和储带滚筒(30)，储带滚筒(30)通过涨紧油缸(31)与机架联接，在机架后部内有为储带滚筒(30)前后滑动导向的导轨；
卸载段(35)前端下部有矸石推平装置(36)；它包括导向架(37)、推平油缸(38)、铲板(39)：两只推平油缸(38)前端分别与卸载段(35)前端两侧底部铰接，其后端与铲板(39)的后臂联接，铲板(39)的后臂嵌装于为其前后滑动导向的导向架(37)的导槽内；
②所说的上料输送部有调平机构(40)、调偏机构(41)和调斜机构(42)；
1)调平机构(40)：包括调平架、调平油缸；调平架通过其轴线相对巷道方向为纵向的铰接座及销轴，与底架总成(4)后部铰接，推动调平架绕销轴左右侧上下升降的调平油缸铰接于调平架、底架总成(4)之间；
2)调偏机构(41)：包括调偏平台、调偏架、前部与后部支撑；调偏平台装于调平架的上面、为其左右横向移动导向的导轨内，横向布置的调偏油缸铰接于二者之间；在调偏平台上面固定有前、后部支撑，调偏架固定于前、后部支撑的顶部，呈纵向倾斜布置；调偏架呈梯形框架结构，前端窄后端宽，前端有与调斜机架(80)前端铰接用的铰接耳(78)；
3)调斜机构(42)：包括调斜机架(80)，调斜机架(80)前端有铰接座(55)，与调偏架前端的铰接耳(78)通过销轴铰接；调斜机架(80)上有所说的卸载滚筒(56)、卸料槽(79)、托辊、压带滚筒(58)、胶带；在调斜机架(80)的后部下方与调偏机构(41)后部支撑之间铰接有呈横向布置、推动调斜机架(80)后部在调偏架上绕前端销轴左右摆动的调斜油缸(60)；
③所说的履带行走部(2)，其驱动马达为行走液压马达(61)；
④所说的液压系统有机载液压泵站(6)；包括油泵(70)、泵站电机(72)、油箱总成(49)；
⑤所说的电控系统有机载的主控箱(9)。

2.  根据权利要求1所述的巷道矸石充填机，其特征在于：所说的抛射皮带部后部的驱动滚筒(26)，与液压马达联接。

3.  根据权利要求1所述的巷道矸石充填机，其特征在于：所说的抛射皮带部的伸缩油缸(32)、涨紧油缸(31)的活塞腔有效面积相等，二者的油路串联连接，即：伸缩油缸(32)的有杆腔与涨紧油缸(31)的无杆腔连通，伸缩油缸(32)无杆腔与进油口(P)连通时，涨紧油缸(31)有杆腔与回油口(O)连通，或反之；或者，伸缩油缸(32)的无杆腔与涨紧油缸(31)有杆腔连通、串联。

4.  根据权利要求1所述的巷道矸石充填机，其特征在于：所说的抛射皮带部的机架两侧有充填照明灯(EL1、EL2)。

5.  根据权利要求1所述的巷道矸石充填机，其特征在于：所说的上料输送部调斜机架(80)前部的卸载滚筒(56)为驱动滚筒。

6.  根据权利要求1所述的巷道矸石充填机，其特征在于：所说的上料输送部(5)：
①调平机构(40)：其调平架(43)与底架总成(4)铰接的铰接座及销轴为两套，分别位于其底面的前后两侧；调平油缸(45)为两只，分别位于调平架(43)、底架总成(4)的左右两侧；
②调偏机构(41)：其调偏平台(48)沿调平架(43)的导轨(79)滑动的前后两边，装有垂直滚轮(53)和水平导向滚轮(54)；调偏油缸(52)位于横向中央的一侧；调偏平台(48)上的前、后部支撑，分别是辅助支撑(50)、油箱总成(49)；油箱总成(49)的顶部有滚轮(57)的导轨板；
③调斜机构(42)：其调斜机架(80)后部下方有滚轮支架，支架下端装有滚轮(57)，滚轮(57)在油箱总成(49)顶部导轨板导轨中；调斜油缸(60)一端铰接于调斜机架(80)后部下方滚轮支架上，另一端铰接于油箱总成(49)上。

7.  根据权利要求1所述的巷道矸石充填机，其特征在于：所说的底架总成后部两侧有液压后支撑器(7)；它包括铰接在底架总成(4)后部的后支撑腿和铰接于二者之间的支撑油缸。

8.  根据权利要求1所述的巷道矸石充填机，其特征在于：所说的底架总成上面的一侧有司机操纵台(8)。

9.  根据权利要求1所述的巷道矸石充填机，其特征在于：有外喷雾系统；其一组喷头(76)位于抛射皮带部的前部两侧，喷咀朝前，另一组位于上料输送部的调偏架(51)上面、卸载滚筒(56)的前方，喷咀朝后。

10.  根据权利要求1所述的巷道矸石充填机，其特征在于：所说的液压系统的行走液压马达的供油回路，由油泵(70)分别通过两只三位六通换向阀(86、87)，与左、右行走液压马达(81、82)对应连接；滚筒液压马达的供油回路由油泵(70)经三位六通换向阀(85)与滚筒液压马达(59)连接，该供油回路在换向阀(85)处于停止位置时，经换向阀(85)相通的工作口C、D，也与行走液压马达的供油回路接通。

11.  根据权利要求1或10所述的巷道矸石充填机，其特征在于：所说的液压系统，各油缸供油回路分别通过两个五联换向阀与两组油缸对应连接；
①一个五联换向阀：五个三位六通换向阀(88～92)，分别与主要是控制抛射皮带部工作的一组油缸：两抛射皮带升降油缸(28)、两抛射皮带回转油缸(17)、抛射皮带涨紧油缸(31)与伸缩油缸(32)、两矸石推平油缸(38)、两履带涨紧油缸(65)对应连接；
②另一个五联换向阀：五个三位六通换向阀(93～97)，分别与主要是控制上料输送部工作的一组油缸：两调平油缸(45)、调偏油缸(52)、调斜油缸(60)、右后支撑油缸(84)、左后支撑油缸(83)对应连接；
两个五联阀连接于同一路供液回路中且串联连接，第一个五联换向阀的五个三位六通换向阀(88～92)的工作口C、D，在停止位置相通、且与供液回路旁路并联；第二个五联换向阀的五个换向阀(93～97)的连接与第一个相同；两个五联阀分别连接后再彼此串联，二者的回油回路各自独立。

12.  根据权利要求1所述的巷道矸石充填机，其特征在于：所说的电控系统，包括主回路的隔离换向开关(QS1)、控制泵站电机(M1)的交流真空接触器(KM1)、控制电滚筒(M2)的交流真空接触器(KM2)、主控变压器(TC1)，和控制部分的可编程控器(PLC)、中文文本显示器(TD)、泵站电机和电滚筒供电回路的电机综合保护器(MOL1、MOL2)、泵站电机和电滚筒供电回路的电流取样互感变送器(BF1、BF2)、电压取样互感变送器(BF3)、油温和油位传感器(PT、PL)、充填照明回路的绝缘监视仪(U0)；
可编程控器(PLC)的输入端子，分别与油位传感器(PL)控制接点、串联的外接急停旋钮开关(SA1)和操作箱急停按钮(SB1)、液压泵站电机启停按钮(SB2、SB3)、电滚筒启停按钮(SB4、SB5)、信号按钮(SB6)、前部皮带机联锁解锁控制旋钮开关(SA2)、电机综合保护器(MOL1、MOL2)输出控制接点、绝缘监视仪(U0)输出控制接点、油温传感器(PT)输出控制接点、互感变送器(BF1、BF2)输出端、互感变送器(BF3)输出端对应连接；
可编程控器(PLC)的输出端子，分别与泵站电机交流接触器的中间继电器(KA1)、电滚筒交流接触器的中间继电器(KA2)、前部皮带机联锁控制回路的中间继电器(KA3)、信号回路的中间继电器(KA4)、照明回路漏电闭锁保护回路的中间继电器(KA5)、前部皮带机解锁控制回路的中间继电器(KA6)、液压泵站电机故障指示灯(HL3)、电滚筒故障指示灯(HL4)、液位低故障指示灯(HL4)、油温高故障指示灯(HL6)对应连接。

13.  根据权利要求1或12所述的巷道矸石充填机，其特征在于：所说的电控系统，其主控箱(9)为矿用隔爆兼本安型，操作箱、信号装置、充填照明灯、绝缘监视仪(U0)、油温和油位传感器(PT、PL)为防爆型或本安型。

巷道矸石充填机
技术领域
本发明涉及矿井巷道矸石充填设备，特别是一种主要用于煤矿“三下”采煤、用掘进式充填巷道开采方法采煤所使用的巷道矸石充填机。
背景技术
“三下”采煤是指在建筑物、水体、铁路及井筒煤柱等特殊地质和开采技术条件下的采煤，需要特殊开采技术。巷道矸石充填机与“三下”压煤用掘进式充填巷道开采方法相适应。这种方法不仅可解决煤炭资源回收问题，而且可解决地表塌陷、提高综合经济效益。充填材料为煤矸石、地面工业垃圾等，可实现矸石不升井，地面不建矸石山，有效地治理环境污染。
“煤矿井下巷道矸石充填技术及装备研究”是河北金牛能源公司、邢台矿业集团机厂、中国矿大的成果，它公开了巷道矸石充填输送机直接充填的工艺，包括矸石自移充填部和可伸缩皮带机。矸石自移充填部可实现受料、皮带抛射及摆动功能，操作全部采用液压和电器控制。可伸缩皮带机与矸石自移充填部配套使用，以机头端受料，机尾端卸料，逆向运行，组成巷道矸石充填输送机，实现抛矸皮带直接充填工艺。不过，其巷道矸石充填输送机的抛射皮带结构简单、不能伸缩，影响充填效果，移动次数多；可伸缩皮带机与自移充填部的结合部结构简单，上料皮带易跑偏；行走部体积大、不灵活；液压和电控系统简单。总之结构较简陋，功能较简单，性能有待提高。
发明内容
为了克服现有巷道矸石充填机结构简陋、功能简单、性能不高的不足，本发明提供一种巷道矸石充填机，其抛射皮带部不仅具有升降、回转功能，而且具有伸缩、矸石推平功能，提高充填效率和质量；上料输送部具有调平、调偏、调斜多种功能，有效防止皮带跑偏；履带行走部性能良好；液压系统和电控系统功能完善、性能良好、操作方便。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
巷道矸石充填机主要由抛射皮带部、回转工作台、上料输送部、底架总成、履带行走部、液压系统、电控系统组成。
①抛射皮带部由机架、受料槽、卸载滚筒、托辊、驱动滚筒等组成。机架有液控伸缩机构，即：抛射皮带部机架前部有卸载段，卸载段插在其后的机架部内，两者由伸缩油缸联接，在伸缩油缸推动下卸载段可沿其后的机架部内的导轨前后滑动；机架后部有涨紧滚筒和储带滚筒，储带滚筒与机架由涨紧油缸联接，在涨紧油缸推动下储带滚筒可沿机架后部内的导轨前后滑动。
卸载段前端下部有矸石推平装置。它由导向架、推平油缸、铲板构成。两只推平油缸前端分别与卸载段前端两侧底部铰接，其后端与铲板的后臂联接，铲板的后臂嵌装于导向架的导槽内，可前后滑动。
②上料输送部主要由调平机构、调偏机构和调斜机构组成。
1)调平机构：主要由调平架、调平油缸构成；调平架通过纵向轴线的铰接座及销轴与底架总成后部铰接，推动调平架绕销轴左右侧上下升降的调平油缸铰接于调平架、底架总成之间。
2)调偏机构：主要由调偏平台、调偏架、前后部支撑构成；调偏平台安装于调平架上面的、为其左右横向移动导向的导轨内，横向布置的调偏油缸铰接于二者之间；在调偏平台的上面固定有前后部支撑，调偏架固定于前后部支撑的顶部，呈纵向倾斜布置；调偏架呈梯形框架结构，前端窄后端宽，前端有与调斜架前端铰接用的铰接耳。
3)调斜机构：主要由调斜机架，以及由前向后位于调斜机架上的铰接座、卸料槽、卸载滚筒、托辊、压带滚筒、胶带组成。胶带与前部可伸缩皮带机共用。调斜机架前端的铰接座与调偏架前端的铰接耳通过销轴铰接。在调斜机架后部的下方与调偏机构后部支撑之间铰接有调斜油缸。调斜油缸呈横向布置，它推动调斜机架后部在调偏架内绕销轴左右摆动。
③履带行走部的驱动马达采用液压行走马达。
④回转工作台主要由回转台、回转油缸组成。抛射皮带部的后部铰接于回转台上，升降油缸铰接于二者之间。
⑤液压系统有机载液压泵站，泵站由油泵、泵站电机、油箱总成组成。
⑥电控系统有机载的主控箱。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案还可以是：
巷道矸石充填机的抛射皮带部的驱动滚筒由液压马达驱动；该部的伸缩油缸、涨紧油缸的活塞腔面积相等且二者的油路串联连接；其机架两侧有充填照明灯。上料输送部的卸载滚筒为驱动滚筒，可以用电滚筒或用液压马达驱动。底架总成的后部有液压后支撑器；底架总成上面一侧有司机操纵台。该充填机设有外喷雾系统。液压系统的滚筒液压马达供油回路，在滚筒液压马达不工作时，通过三位六通换向阀相通的工作口C、D，与行走液压马达的供油回路并联供油。液压系统的油缸供油回路，通过两个五联换向阀分别向分为两组的油缸供油：一组主要是控制抛射皮带部工作的，另一组主要是控制上料输送部工作的；两组由同一供液回路供油且串联连接，独立回油，每组五个三位六通换向阀的工作口C、D，在停止位置相通且与供液回路旁路并联，使两个五联换向阀的控制相互闭锁。电控系统采用PLC控制，其主控箱为矿用隔爆兼本安型。
本发明的有益效果是：
①本充填机的抛射皮带部不仅具有升降、回转功能，而且具有在抛射皮带正常运转时自由伸缩功能、矸石推平功能，能更好地实现巷道的全断面充填，提高充填效率和质量。
②上料输送部有调平、调偏、调斜多种功能，便于调整，能提高在不同巷道条件下的适应性，有效地防止皮带跑偏。
③履带行走部采用液压牵引，性能良好，牵引力大，行走、制动、转向灵活，体积小、重量轻、接地比压小。
④液压后支撑器提高了设备的稳定性。外喷雾系统改善工作环境。具有充填照明灯、操纵台，有利于充填工作进行，提高充填效果。
⑤液压系统完善，具有机载液压泵站、操纵台。集受料、抛填、行走、操作等机、电、液功能于一体。功能多，操作安全、方便、灵活。行走和滚筒马达供液回路可控并联供油和两个五联换向阀的闭锁，提高控制性能。
⑥电控系统采用可编程序控制器，保护功能齐全、可靠，具备过载、短路、缺相、漏电、油温、油位等多种保护功能，同时具备系统运行指示及前台皮带机联锁控制功能。主控箱等为矿用隔爆兼本安型，适合含有爆炸性气体(甲烷)和煤尘的矿井使用要求。总之，整体综合技术水平有普遍提高。
附图说明
图1、2是本发明巷道矸石充填机的结构示意图主视、俯视图。
图3、4是本矸石充填机底架总成的结构示意图主视、俯视图。
图5是本矸石充填机底架总成与回转工作台联接的结构示意图。
图6、7是本矸石充填机回转工作台的结构示意图主视、俯视图。
图8、9是本矸石充填机抛射皮带部的结构示意图主视、俯视图。
图10、11是图8的A-A、B-B剖视图。
图12是本矸石充填机抛射皮带部伸缩油缸、涨紧油缸油路连接示意图。
图13是本矸石充填机矸石推平机构的结构示意图。
图14是本矸石充填机上料输送部的结构示意图。
图15、16、17是本矸石充填机调平机构结构示意主视、侧视、俯视图。
图18、19、20是本矸石充填机调偏机构结构示意主视、侧视、俯视图。
图21、22是本矸石充填机调偏平台的结构示意图主视、仰视图。
图23、24、25是矸石充填机调斜机构结构示意图主视、俯视、侧视图。
图26、27是本矸石充填机履带行走部的结构示意图主视、俯剖视图。
图28是本矸石充填机机载液压泵站的结构示意图。
图29是本矸石充填机操纵台的结构示意图。
图30是本矸石充填机的液压系统图。
图31、32是本矸石充填机的电控系统主回路电路图、PLC控制原理图。
图中：1-抛射皮带部、2-履带行走部、3-回转工作台、4-底架总成、5-上料输送部、6-机载液压泵站、7-后支撑器、8-操纵台、9-主控箱、10-前架、11-后架、12-回转架固定孔、13-调平架铰接座、14-调平油缸铰接座、15-后支撑器铰接座、16-回转油缸铰接座、17-回转油缸、18-回转轴承座、19-回转轴承、20-回转架、21-电控箱托架、22-回转油缸铰接座、23-承载段铰接座、24-升降油缸铰接座、25-操纵台托架、26-驱动滚筒、27-承载段、28-升降油缸、29-涨紧滚筒、30-储带滚筒、31-涨紧油缸、32-伸缩油缸、33-连接段、34-导轨、35-卸载段、36-矸石推平装置、37-铲板导向架、38-推平油缸、39-铲板、40-调平机构、41-调偏机构、42-调斜机构、43-调平架、44-调偏油缸铰接座、45-调平油缸、46-调平架铰接座、47-调平油缸铰接座、48-调偏平台、49-油箱总成、50-辅助支撑、51-调偏架、52-调偏油缸、53-垂直滚轮、54-水平导向滚轮、55-前端铰接座、56-卸载滚筒、57-滚轮、58-压带滚筒、59-滚筒液压马达、60-调斜油缸、61-行走液压马达、62-行走减速箱、63-驱动链轮、64-下回转轮组、65-涨紧油缸、66-涨紧弹簧、67-履带架体、68-涨紧轮组、69-履带链、70-油泵、71-联轴器、72-泵站电机、73-操纵椅、74-操纵台、75-受料槽、76-喷头、77-导轨、78-铰接耳、79-卸料槽、80-调斜机架或卸载机架、81-左行走液压马达、82-右行走液压马达、83-左后支撑油缸、84-右后支撑油缸、85～97-三位六通手动换向阀、98～104-液压锁。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
巷道矸石充填机是主要用于煤矿“三下”采煤、井下采空巷道矸石充填的设备。它主要包括抛射皮带、上料输送、行走三部分和液压、电控、外喷雾三个系统，集抛填、上料、行走、操作等机电液功能于一体的专用设备。
在图1、2中示出本发明巷道矸石充填机的结构。由抛射皮带部1、履带行走部2、回转工作台3、底架总成4、上料输送部5、机载液压泵站6、后支撑器7、操纵台8、电控系统的主控箱9等组成。
底架总成4是充填机其余各部的载体。其前部上面装有回转工作台3、抛射皮带部1，后部上面装有上料输送部5、机载液压泵站6；其后部两侧分别装有后支撑器7，以支撑后部悬出部分的重量；其两侧与履带行走部2联接在一起，履带行走部2的左、右履带上方分别设有主控箱9、操纵台8。
后支撑器7由后支撑腿与支撑油缸构成。两后支撑器7的后支撑腿上端分别铰接在底架总成4尾部的下部左右两侧，支撑油缸铰接于后支撑腿下部与底架总成4尾部之间。充填照明灯设在抛射皮带部1连接段33的两侧。外喷雾系统的喷头76设两组，一组位于抛射皮带部1连接段33两侧前端，向前喷射，另一组位于上料输送部5调偏架51上、卸载滚筒56的前方，向后喷射。
在图3～5中示出本矸石充填机底架总成4的结构。主要由前架10和后架11组成，前、后架用高强螺栓连接成一体。前架10两侧通过螺栓与履带行走部2固联。前架10上面有回转架固定孔12和回转油缸铰接座16，借助固定孔12及其螺栓与回转工作台3的轴承座18固联；借助铰接座16与回转油缸17铰接。后架11上面有调平架铰接座13、调平油缸铰接座14、后支撑器铰接座15；借助前后两铰接座13与调平架43铰接；借助左右两铰接座14与两个调平油缸45铰接；借助左右两铰接座15与两后支撑器7铰接。
在图5～7中示出本充填机回转工作台3的结构及其与底架总成4的联接。
回转工作台3主要由回转轴承座18、回转轴承19、回转架20、托架21及回转油缸17构成。回转轴承座18通过螺栓固定在底架总成前架10的回转架固定孔12的位置上面，它与回转架20之间嵌装回转轴承19。回转架20之上除了有左右两个回转油缸铰接座22，还有左右两个与抛射皮带部1铰接的承载段铰接座23、前部左右两个升降油缸铰接座24、通过螺栓固联在回转架20前部横向伸出的左横梁、右横梁及前端长横梁。左、右横梁与长横梁构成主控箱托架21和操纵台托架25。托架21、25分别支撑主控箱9和操纵台8。
回转工作台3的左、右两个回转油缸17，一端与回转架20的回转油缸耳座22铰接，另一端与底架总成前架10上的回转油缸耳座16铰接。通过两回转油缸17的前后腔交叉连接，带动回转工作台3实现回转动作。
在图8～11中示出本矸石充填机抛射皮带部1的结构。该部相当于一部小型可伸缩带式输送机，由机架、胶带、驱动滚筒26、卸载滚筒、储带滚筒30、涨紧滚筒29、伸缩油缸32、涨紧油缸31，以及矸石推平装置36等构成。
抛射皮带部机架主要由三部分组成：承载段27、连接段33和卸载段35。承载段27与连接段33用螺栓固联成一体；卸载段35与连接段33通过伸缩油缸32连接，卸载段35后部插在连接段33内且可在其内的导轨34槽内前后伸缩滑动，滑动过程中有四个导向轮定位导向。承载段27后部装有驱动滚筒26；承载段27的前部装有涨紧滚筒29和储带滚筒30，储带滚筒30通过涨紧油缸31与连接段33联接，且储带滚筒30在涨紧油缸31的带动下可在承载段27内的导轨上前后滑动。卸载段35的前端下部装有矸石推平装置36。承载段27的后部上面有受料槽75，后部下面有前后两对铰接耳座，后面的铰接耳座通过销和轴连板铰接于回转工作台顶部的铰接座23上，前面的铰接耳座通过销轴和升降油缸28与回转工作台前部的铰接座24铰接，使承载段27及整个抛射皮带部1能随回转工作台3回转和相对回转工作台3作升降运动。
在图12中示出本矸石充填机抛射皮带部伸缩油缸32、涨紧油缸31的油路连接。两油缸32、31为串联连接，即：伸缩油缸32的有杆腔与涨紧油缸31的无杆腔通过油路直接连通；当伸缩油缸32的无杆腔与进油口P连通时，涨紧油缸31的有杆腔与回油口0连通，或反之。伸缩油缸32的无杆腔与涨紧油缸31的有杆腔直接连通亦同。在伸缩油缸32与涨紧油缸31的活塞腔有效面积相等时，通过两油缸的串联连接，可保证抛射皮带在伸缩过程中始终处于涨紧状态，并实现抛射皮带部正常运转时的自由伸缩而勿需停机调节。
在图13中示出本矸石充填机的矸石推平装置36的结构。位于抛射皮带部卸载段35前端底面的矸石推平装置36，主要由导向架37、推平油缸38、铲板39构成。两只推平油缸38分别与卸载段35的两侧底部铰接，两推平油缸38的活塞杆与铲板39的后臂铰接，铲板39的后臂嵌装于铲板导向架37的导槽内。在两推平油缸38的推动下，铲板39后臂沿导向架37的导槽前后滑动，使铲板39在卸载段35前端下部前后伸缩动作，实现推矸石功能，提高充填效果。
在图14中示出本矸石充填机上料输送部5的结构。该部对于前部可伸缩带式输送机来说是卸载部，对于本机的抛射皮带部1来说是上料部。上料输送部5包括调平机构40、调偏机构41和调斜机构42三部分。调平机构40用销轴铰接在底架总成4的后架11的上面；调偏机构41安装在调平机构40的调平架43上面；调斜机构42嵌装在调偏机构41顶部的调偏架51上面。调偏机构41顶部的调偏架51上面的前部还装有喷头76。
在图15、16、17中示出本矸石充填机的调平机构40的结构。调平机构40主要由调平架43、调平油缸45组成。
调平架43底面的前后两侧有调平架铰接座46，分别与底架总成4后架11上的前、后铰接座13通过纵向水平销轴铰接。所说的纵向、横向是相对巷道方向而言。调平架43底面的左右两侧有铰接座47，分别与两只调平油缸45活塞杆铰接，两调平油缸45的缸体下端铰接于底架总成后架11的铰接座14上。调平架43顶面的前后两侧设有调偏机构41的垂直滚轮53和水平导向滚轮54赖以行走的导轨77。调平架43顶面右侧中部有调偏机构41的调偏油缸铰接座44。
调平机构40靠两调平架铰接座46和两个位于同一轴线的销轴铰接在底架总成4的后架11上面，控制两个调平油缸45的升降，就可以调整调平架43的横向的水平。在调平架43上面的导轨77，使调偏机构的垂直滚轮53和水平导向滚轮54横向行走，实现上料输送部5的横向调偏。
在图18、19、20中示出本矸石充填机的调偏机构41的结构。调偏机构41有调偏平台48、油箱总成49、辅助支撑50和调偏架51等几部分组成。调偏平台48上面前部固联有辅助支撑50，其上面后部装有油箱总成49，辅助支撑50和油箱总成49顶面上固联有调偏架51，调偏架51位于顶部，呈倾斜布置。调偏架51为梯形框架结构、即前端窄后端宽，底部有横向的横梁，前端中央设有与调斜机架80前端铰接用的铰接耳78。油箱总成49用连接螺栓固定在调偏平台48上，在后部起到支撑调偏架51的作用，且合理利用空间，使整机重心更稳定。调偏架51用螺栓固定在油箱总成上部，前部支撑为两件固联在调偏平台48上的辅助支撑50。
在图21、22中进一步示出调偏机构41的调偏平台48的结构。调偏平台48底面右侧的横向中央有铰接座，铰接座与调偏油缸52的活塞杆铰接，调偏油缸52的缸体铰接在调平架43顶面的铰接座44上。调偏平台48的前后两边，在垂直方向装有四只垂直滚轮53，在水平方向装有五只导向滚轮54。垂直滚轮53使调偏平台48在调平架导轨77槽内灵活运动，水平导向滚轮54使调偏平台48在导轨77槽内运动时不会出现卡死现象。
调偏机构41通过调偏油缸52的伸缩，带动调偏机构41的调偏平台48在调平机构40的调平架导轨77槽内作横向左右运动，实现横向的调偏作用。
在图23、24、25中示出本矸石充填机调斜机构42的结构。在卸载机架或称调斜机架80上、由前向后依次装有铰接座55、卸料槽79、卸载滚筒56、托辊、压带滚筒58。在调斜机架80外侧，液压马达59与卸载滚筒56通过联轴器联接。在调斜机架80后部下方的支架下端装有滚轮57。调斜机架80后部靠两个滚轮57支撑在油箱总成49的导轨板上，即油箱总成49作后部支撑。调斜油缸60一端铰接在滚轮57支架上，另一端铰接在油箱总成49顶面上。
调斜机构42的调斜机架80嵌装在调偏机构41的调偏架51上。其前端的铰接座55通过销轴与调偏架51前端的铰接耳78铰接，调斜机架80后部在调斜油缸60的推动下，靠两个滚轮57沿油箱总成49上的导轨板移动，使调斜机构42以调斜机架80前端铰接座55的销轴为中心左右摆动，起到调整调斜机架80纵向中心线方向的作用、即调斜作用。调斜机架80前部的卸载滚筒56由液压马达59驱动，可增加前部皮带机上带的涨紧力，尾部的压带滚筒58在变坡时还可起到托带作用。
在图26、27中示出本矸石充填机履带行走部2的结构。它包括左右两套履带行走机构，通过螺栓分别固联在底架总成4的左右两侧。每套履带行走机构由行走液压马达61、行走减速箱62、驱动链轮63、下回转轮组64、涨紧油缸65、涨紧弹簧66、履带架体67、涨紧轮组68、履带链69等构成。两个液压行走马达61通过齿轮减速箱62驱动驱动链轮63转动，带动两侧的履带链69实现行走动作。履带行走部2行走，带动整个矸石充填机移动。液压马达带有液压制动闸，操纵液压手把可实现前进、后退、转向、制动等动作。
在图28中示出本矸石充填机机载液压泵站6的结构。该液压泵站6安装在上料输送部5的调偏平台48上，由一台泵站电机72通过联轴器71带动三联齿轮泵70组成。油泵70的吸油口与油箱49用软管连接，油泵70的出油口通过管路与各液压滚筒马达、液压缸连接构成整个液压系统。
在图29中示出本矸石充填机操纵台8的结构。操纵台8安装在抛射皮带部1的右侧，固定在回转工作台3的托架25上。操纵台8包括操纵箱74、操纵椅73。操纵箱74面板上有操纵手把、控制按钮、仪表盘等，其箱内有由同一联泵供液的两个五联阀。操纵椅73的箱内有为其它的供液阀组。
在图30中示出本矸石充填机的液压系统。该液压系统是一个开式回路系统，由一台三联齿轮泵70供油，齿轮泵用水冷电机72、即M1驱动，其输入端经过滤器接油箱49、即油箱总成，输出三路压力油，每个泵一路，供给左右行走液压马达、滚筒液压马达、油缸回路。回路中共用了13个三位六通手动换向阀85～97进行控制。三路供油回路自左往右依次是：
①第一路经三位六通换向阀85接滚筒液压马达59；该路在换向阀85处于停止位置时，可通过换向阀85，与第二路并联。
②第二路分别通过两只三位六通换向阀86、87，与左、右行走液压马达81、82连接。并且，第一路油路在三位六通换向阀85处于停止位置时，通过该换向阀85的第五、六油口、即工作口C、D，相通且将第一与第二供液回路接通；即：供滚筒液压马达59工作的高压油，在滚筒液压马达59不工作时，也可以与第二路一起共同为左、右行走液压马达81、82供液，使履带行走部具备两种行走速度，以方便在井下快速调动本矸石充填机。
③第三路分别通过两个五联换向阀为本机的16个油缸、分两组供油。
1)第一个五联换向阀：五个三位六通换向阀88～92，分别与两个抛射皮带升降油缸28、两个抛射皮带回转油缸17、抛射皮带涨紧油缸31与伸缩油缸32、两个矸石推平油缸38、两个履带涨紧油缸65连接。
2)第二个五联换向阀：五个三位六通换向阀93～97，分别与两个调平油缸45、调偏油缸52、调斜油缸60、右后支撑油缸84、左后支撑油缸83连接。
由第一个五联换向阀供液的一组油缸，主要是控制抛射皮带部工作的；由第二个五联换向阀供液的一组油缸，主要是控制上料输送部工作的。由于在抛射皮带部工作时，对上料输送部油缸的操作会影响前者的工作，故需对两个五联换向阀组的供液回路采取措施，使抛射皮带部在运行时其油缸的控制，与上料输送部油缸的控制互锁。具体措施是：
两个五联阀由同一联油泵供液，二者的供油回路串联、回油回路各自独立。第一个五联换向阀的五个三位六通换向阀88～92的第五、六油口、即工作口C、D，在停止位置相通且与供液回路旁路连接，五个换向阀的出油口连至同一回油回路。第二个五联换向阀的五个三位六通换向阀93～97的连接亦同。当第一个五联换向阀的任意一片阀工作时，高压油通过该换向阀旁路而不通过第二个五联换向阀直接回油，第二个五联换向阀没有高压油供给，就可以实现在抛射皮带部工作时，其各油缸换向阀88～92与上料输送部各油缸换向阀93～97互相闭锁，从而避免工作人员的误操作。
在换向阀88与两抛射皮带升降油缸28之间的回路中设液压锁98、99。在换向阀89与两抛射皮带回转油缸17之间的回路中设液压锁100和两个调速阀。在换向阀90与抛射皮带伸缩油缸32、涨紧油缸31之间的回路中设液压锁101。在换向阀93与两调平油缸45之间的回路中设液压锁102。在换向阀94与调偏油缸52之间的回路中设液压锁103。在换向阀95与调斜油缸60之间的回路中设液压锁104。在换向阀92与调斜油缸65之间的回路中设液控单向阀。在换向阀88～97的进液口设单向阀。其余有减压阀、单向阀、压力表、回油回路的精过滤装置、油箱49中的油温传感器PT、油位传感器PL、过滤器等。
在图31、32中示出本矸石充填机的电控系统。电控系统由主控箱和操作箱及附件组成。主控箱内有控制泵站电机M1、电滚筒M2启停的主回路，和以可编程序控制器PLC为核心的控制电路；为矿用隔爆兼本安型。操作箱内有按钮和旋钮开关、信号指示灯。操作箱、充填照明灯、信号电警铃为防爆型。油温、油位传感器为本安型。适用于含爆炸性气体(甲烷)和煤尘的矿井，在煤矿井下交流50HZ、电压660V或1140V，电流200A线路中使用。图中以抛射皮带部1驱动滚筒26采用电滚筒M2、可选件为例说明。电控系统用PLC为控制核心，主要控制交流真空接触器KM1、KM2通断，起动泵站电机M1、电滚筒M2运行，同时控制前部皮带机的运行、信号和闭锁。
在图31中示出电控系统主回路的电路原理。在煤矿井下交流供电线路的660V或1140V电压三相线L1、L2、L3经隔离换向开关QS1，分为三路：
1.第一路：三相线L11、L21、L31经交流真空接触器KM1，接电机M1的三相线接线端U1、V1、W1，电动机M1即液压泵站电机72。三相线接电动机M1之前，与阻容吸收电路RC1连接，三相线L21、L22、L23上装电机综合保护器MOL1、相线L21上装互感变送器BF1，BF1输出端a+、a-将信号送至PLC。
电机综合保护器MOL1具有漏电闭锁、过流保护、过载保护、断相保护等功能，其中，漏电闭锁功能是在三相线不接通交流660V或1140V电压时进行检测的，三相线一旦接通交流660V或1140V电压应立即断开电机综合保护器MOL1的漏电检测回路。连接于相线L23、电机综合保护器MOL1之间的两个串联的接触器KM1常闭辅助接点KM1，起着接通断开漏电检测回路的作用。
2.第二路与第一路相同：三相线经交流真空接触器KM2，接交流电动机M2、即电滚筒。U2、V2、W2为电滚筒M2的三相线接线端，三相线L31、L32、L33接电滚筒M2之前，与阻容吸收电路RC2连接、安装电机综合保护器MOL2、在相线L31上装有互感变送器BF2，BF2的输出端B+、B-将信号送至PLC。其电机综合保护器MOL2功能与接法与MOL1相同，接触器常闭辅助接点为KM2。
3.第三路由两相线L21、L31经熔断器FU1或FU2接主控变压器TC1的初级；主控变压器TC1的次级为四个绕组，分别输出AC24V×2、AC100V、AC36V。
①第一组AC24V绕组：经熔断器FU3接绝缘监视仪U0的4、1脚；其两端还分别经PLC输出控制的照明回路漏电保护中间继电器的常闭接点KA5，接并联的两只照明灯EL1、EL2。绝缘监视仪U0的输出控制端10、11脚接PLC。
②AC100V绕组：经熔断器FU4接互感变送器BF3，BF3的输出端b-、b+将信号送至PLC。
③第二组AC24V绕组：接熔断器FU5，备用。
④AC36V绕组：一端经熔断器FU6后，分为并联的五路接至另一端、接地端。并联的五路是：a.电机综合保护器MOL1的4、9脚；b.电机综合保护器MOL2的4、9脚；c.泵站电机运行中间继电器KA1的常开接点KA1与相并联的交流接触器磁力线圈KM1、泵站电机运行指示灯HL1的串联回路；d.电滚筒运行中间继电器KA2的常开接点KA2与相并联的交流接触器磁力线圈KM2、电滚筒运行指示灯HL2的串联回路；e.照明漏电保护中间继电器KA5的常开接点KA5与照明漏电故障指示灯HL7的串联回路。
在图32中示出电控系统的可编程序控制器PLC的控制原理。
可编程序控制器PLC选用三菱公司的S200型，由开关电源KY1提供DC24V工作电压。开关电源KY1直流输出端的正极经隔离换向开关的辅助接点QS1，接PLC的1L+、2L+端子，KY1直流输出端的负极接PLC的1M、2M等端子和地线。开关电源KY1输入端接主控变压器TC1次级AC100V输出端。为了保证外接的本安型油温油位传感器、操作箱的各控制按钮或旋钮开关等能符合矿用防爆要求，与PLC连接要通过本安隔离栅S1～S9。图中为无源式齐纳安全栅。
PLC的输入端子：I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.4、I0.5、I0.6、I0.7，与电源正极之间，分别与齐纳安全栅S1～S8输出端2、1脚对应连接；齐纳安全栅S1～S8输入端3、4脚分别与操作箱的油位传感器或称油位开关PL的输出控制接点、相串联的外接急停旋钮开关SA1和操作箱急停按钮SB1、泵站电机起动按钮SB2、泵站电机停止按钮SB3、电滚筒起动按钮SB4、电滚筒停止按钮SB5、信号按钮SB6、前部皮带机联锁解锁控制旋钮开关SA2对应连接。
PLC的输入端子：I1.0、I1.1、I1.3，与电源正极之间，分别与电机综合保护器MOL1、MOL2、绝缘监视仪U0的输出控制接点连接。
PLC扩展模块EM的输入端子A+、A-，与齐纳安全栅S9输出端1、3脚连接，S9的输入端2、4、5脚与油温传感器PT的输出控制接点连接。
PLC扩展模块EM的输入端子：a+和a-、B+和B-、b+和b-分别与电流互感变送器BF1、BF2、电压互感变送器BF3的输出端对应连接。
PLC的输出端子：Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5，与电源负极之间，分别与中间继电器KA1～KA6的线圈对应连接。中间继电器KA1～KA6执行的控制分别是：液压泵站电机的交流接触器KA1闭合泵站电机运行、电滚筒的交流接触器KA2闭合电滚筒运行、前部皮带机联锁控制、发信号、照明回路漏电闭锁保护、前部皮带机解锁控制。
PLC输出端子：Q0.6、Q0.7、Q1.0、Q1.1，与电源负极之间，分别与指示灯HL3～HL6对应连接，分别指示：液压泵站电机故障、电滚筒故障、液位低故障、油温高故障。
电控系统工作原理：
1.隔离换向开关QS1闭合后，控制变压器TC1得电并由次级为各电源回路输出交流电压，熔断器FU1～FU5作各电源回路短路保护；换向开关辅助触点QS1闭合，可编程控器PLC得电，电控系统进入工作状态；同时，照明灯亮，电源指示灯亮，文本显示器TD显示。
2.由操作箱的按钮SB1～SB5和旋钮开关SA1发出的泵站电机M1、电滚筒M2启停、急停操作信号，送PLC的输入端，PLC的输出端驱动中间继电器KA1、KA2，控制交流接触器KM1、KM2吸合和分断，进而控制泵站电机M1、电滚筒M2启停运行。
3.由操作箱的按钮SB6和旋钮开关SA2发出的电警铃信号、前部皮带机联锁解锁控制操作信号，送入PLC输入端后，PLC输出端驱动中间继电器KA4、KA3和KA6，控制电警铃、前部皮带机执行指令。详见后面的联解锁控制。
4.互感变送器BF1、BF2、BF3将0～20mA电流信号送PLC输入端，PLC经程序处理后，在短路、缺相、过载、漏电故障出现时输出控制信号，驱动中间继电器KA1、KA2执行闭锁保护控制。通过交流接触器KM1、KM2分断，控制泵站电机M1、电滚筒M2停止运行。显示器TD显示故障内容。
5.电机综合保护器MOL1、MOL2配合互感变送器作控制单元，实现上述保护功能。电机综保器MOL1、MOL2保护动作后，其输出控制信号送PLC输入端，经程序处理，PLC输出端输出控制信号，控制电机M1、电滚筒M2停转并显示。
6.油温、油位传感器PT、PL监测液压泵站油箱的油温、油位；当油温、油位超过设定值，则将信号送PLC输入端，PLC输出驱动中间继电器KA1、KA2分断，接触器KM1、KM2分断，电机M1、电滚筒M2停转，TD显示故障内容。
7.绝缘监视仪U0用于照明回路漏电保护，若照明回路漏电则动作并将输出信号送至PLC输入端，PLC输出端驱动中间继电器KA5分断，照明灯断电、电机停止运转，显示器TD显示漏电内容。
8.中文文本显示器TD与PLC配套，显示各类工作参数和运行指示、故障内容显示，也可作为PLC参数设置及代替控制按钮发出指令。本电控系统的显示装置采用指示灯HL1～HL7与显示器TD配合使用、也可单独使用。指示灯HL1～HL7为运行、故障指示型，便于工作人员记录和分析排查故障。
在图32中还示出本电控系统对前部皮带机联锁和解锁控制的电路原理。
图中右下部所示为前部皮带机控制装置起动停止回路以及信号电路。其中：1SB1、1SA1、1KA1分别为前部皮带控制装置的起动按钮、停止按钮、交流接触器的自保辅助接点；KA6、KA3分别为充填机电控系统中的前部皮带解锁中间继电器接点、前部皮带联锁控制中间继电器接点。
1.与前部皮带机联锁与解锁控制：
①解锁控制：当联锁与解锁选择旋钮开关SA2选择解锁时，齐纳安全栅S8动作、同时其接点S8闭合，PLC驱动中间继电器KA6吸合、同时其接点KA6闭合，前部皮带允许起动，完成解锁。
②联锁控制：当联锁与解锁选择旋钮开关SA2选择联锁时，齐纳安全栅S8动作、同时其接点S8分断，中间继电器KA6失电，其接点KA6分断。
1)此时，只有先运行泵站电机M1、按信号按钮SB6后，根据程序设定，PLC驱动中间继电器KA3吸合、同时其接点KA3闭合，前部皮带机允许起动；
2)此时，当停止泵站电机M1或因漏电检测仪U0、电机综合保护器MOL1或MOL2动作造成停止泵站电机M1或电滚筒M2，PLC驱动中间继电器KA3分断、同时其接点断开，前部皮带机停止运行；
3)此时，当停止电滚筒或因油温超高或油位低，PLC根据软件设置驱动中间继电器KA3延时分断、同时其接点KA3断开，前部皮带机停止运行。
2.与前部皮带机信号电路的连接：AC127V电源电压为前部皮带机头处电源装置提供，1SB2为电警铃自带按钮接点，1H1为前部皮带机头处电警铃。充填机配置的信号装置电警铃H1，通过电缆与前部皮带机头处的电警铃1H1并联后与电警铃的按钮1SB2串联，接于127V的前部皮带电源；本机PLC驱动的信号中间继电器KA4的接点KA4通过电缆与按钮1SB2并联。
①需要运行前部皮带机时，按下信号按钮SB6，齐纳安全栅S7动作、同时其接点S7闭合，PLC驱动中间继电器KA4吸合、同时其接点KA4闭合，电警铃H1和1H1发出铃响信号；前部皮带操作人员接到信号后按1SB2按钮，电警铃1H1和H1响，前部皮带操作人员起动前部皮带，完成信号传达功能。
②充填机运行前需开机报警，按下信号按钮SB6，电警铃H1和1H1响，完成开机报警功能。
电路元器件：中文文本显示器TD：TD200型、电机综保器MOL1、MOL2：660V与1140V两用型、油温传感器PT：6ES7231-7PB22-OXAD型模块、绝缘监视仪U0：OAPA.362052型、齐纳安全栅S1～S8：S200S型、齐纳安全栅S9：S809型、隔离换向开关QS1：GHK-200/1140型、交流接触器：CKJ5-125/1140型、中间继电器KA1～KA6：HHS4PL型、开关电源KY1：S150-24型等。
除了上述实施例，还可采用如下措施变更：
①上述实施例的液压系统、电控系统是以抛射皮带部1的驱动滚筒26采用电滚筒为例说明。驱动滚筒26也可选用液压马达驱动。
②上料输送部5的卸载滚筒56除了采用液压马达59驱动，也可以采用电滚筒，还可以不采用驱动滚筒。
③电控系统采用普通继电器控制回路，代替可编程控器PLC控制。
④电控系统的主控箱和操作箱，也可以设计为一体式。
⑤主控箱除了矿用隔爆兼本安型，也可以设计为普通型、厂用防爆型。
⑥本安隔离栅S1～S9也可选用本安电源供电的光电隔离安全栅。
工作过程及原理：
本矸石充填机以800mm带宽的可伸缩带式输送机、简称前部皮带机，为给料运输工具。前部皮带机在与掘进机配套完成掘进采煤任务后，撤除掘进机，改为与本充填机配套、为本机运输供料，变向外运输为向巷内运输。本充填机的上料输送部5取代前部皮带机机尾，其液压卸载滚筒作前部皮带机机尾卸载滚筒，二者共用胶带，使前部皮带机成为双驱动皮带机，搭接在抛射皮带部1的回转中心上。前部皮带机将矸石运到上料输送部5，卸载滚筒将其卸到抛射皮带部1上，通过抛射皮带抛到巷道内进行充填。抛射皮带部5固定在回转工作台3上，可上下左右摆动和前后伸缩动作，实现巷道全断面充填。抛射皮带由高速滚筒驱动，具有较强的抛射能力。前部的矸石推平装置可提高充填效果。当前面一段巷道填满后，矸石充填机通过履带行走部2向后退移一个充填步距、如1.5米。这时，前部皮带机撤除一节机架、并由储带与涨紧机构将松弛的皮带涨紧。在后移过程中，假若出现如下情况，就会造成前部皮带机皮带跑偏：①如果上料输送部5的卸载机架80偏离前部皮带机的纵向中心线，这时，可操作操纵台9上的调偏油缸换向阀手柄，控制调偏油缸52动作，通过调偏机构41调整卸载机架80作横向移动，使之与前部皮带机的纵向中心线一致；②如果上料输送部5的卸载机架80与前部皮带机的纵向中心线形成一定角度的夹角，这时，可操作操纵台9上的调斜油缸换向阀手柄，控制调斜油缸60动作，使卸载机架80在调斜油缸60推动下绕前端与调偏架51的铰接点左右摆动，通过调斜机构42调整卸载机架80与前部皮带机的纵向中心线一致；③如果上料输送部5的卸载机架80因巷道底板左右不平，造成横向歪斜，这时，可操作操纵台9上的调平油缸换向阀手柄，控制调平油缸45的活塞杆上下动作，通过调平机构40调整卸载机架80达到横向水平。总之，通过上料输送部5的调偏、调斜、调平机构，能保证前部皮带机不跑偏，顺利进行下一个充填循环。两个后支撑器7可使本机更好适应巷道起伏变化，增加稳定性。