一、课题研究的目的和意义煤矿采空区是指在煤矿作业过程中，将地下煤炭或煤矸石等开采完成后留下的空洞或空腔。如果煤矿采空区不及时进行加固，且不进行回填，时间长了将会塌陷，造成地面沉降，在地表形成塌陷坑，造成农田无法耕种。我国现阶段对煤矿采空区回填主要采用的是煤矸石回填。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。每年我国高强度的开采，累计排放煤矸石的数量是非常大的，而且煤矸石的大量堆存，不仅占用土地还造成环境污染。随着我国煤炭开采不断增加，形成的采空区甚至塌陷区不断扩大，把煤矸石回填到采空区，不仅可以保护耕地，而且可以最大限度地利用矿业固体废物，有效改善矿区环境。回填到采空区的煤矸石等物料的空隙率较高，若不及时进行有效压实易产生地面沉降，从而产生次生危害。73857

二、课题研究现状

压实机械通常分为压路机（以滚轮压实）和夯实机（以平板压实）两大类。目前市场上压实机械有如下几种常见类型：

1、静力碾压式压实机械

利用碾轮的重力作用，使被压层产生永久变形而密实。其碾轮分为：光碾、槽碾、羊足碾和轮胎碾等。光碾压实的表面平整光滑，使用最广泛；槽碾、羊足碾单位压力较大，压实层厚度大，适用于路基、堤坝的压实。轮胎式压路机压实过程有揉搓作用，使压实层均匀密实，且不伤路面，适用于广场、道路等垫层的压实。

2、冲击式压实机械：

依靠机械的冲击力压实物料。有利用二冲程內燃机原理工作的火力夯，利用离心力原理工作的蛙夯和利用连杆机构及弹簧工作的快速冲击夯等。其特点是夯实厚度较大，适用于狭小面积及基坑的夯实。

3、振动式压实机械：

以机械激振力使材料颗粒在共振中重新排列而密实，如板式振动压实机。其特点是振动频率高，对粘结性敌的松散土石，如沙土、碎石等压实效果好。

4、复合作用压实机械：论文网

有碾压和振动作用的压实机，碾压和冲击作用的冲击式压实机等。

5、振动作用的振动式压实机：

系在压实机上加装激振器而成，为如今发展迅速的机型，有取代静力碾压式压实机的趋势。

三、课题研究主要内容、实施方案及创新点

本课题要求为煤矿回填成套装置设计回填物料的压实装置，设计的压实机的最大压实高度2。8米，工作中采用自动和手动方式，压实动作采用液压驱动，具有输出压力大、安全、防火等优点。设计相应机械结构，分析受力，计算关键结构件尺寸，绘制零部件图、装配图，液压原理图，及相关液压件的选型；设计控制电路，绘制电气原理图。回填压实后可有效使压实层均匀密实，避免或减轻其地表的沉陷。从而可以复垦植树，可以建设湿地公园、住宅楼等，真正实现矿区的可持续发展。

四、主要参考文献

[1] 张元越。液压与气压传动[M]。成都:西南交通大学出版社,2014。

[2] 李松晶。液压系统原理图分析技巧[M]。北京:化学工业出版社,2009。

[3] 邱宣怀。机械设计[M]:第4版。北京:高等教育出版社,2011。 

[4] 秦增煌主编。电工学[M]:第7版。北京:高等教育出版社,2009。

[5] 邢邦圣主编。机械工程制图[M]。南京:东南大学出版社,2003。

[6] 邢邦圣,王贤民主编。计算机绘图[M]。北京:高等教育出版社,2010。 

[7] 濮良贵,纪名刚主编。机械设计[M]。北京:高等教育出版社,2008。