“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。

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。

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。