煤矿开采过程中,排放的矸石不仅污染生态环境,并且会引起采空区岩层的移动和破坏,导致地表塌陷。随着煤炭需求量的增加,由资源开发利用引发的环境破坏和煤矸石排放已成为我国的严峻问题。因此,尽量使煤矸石不向地面排放和防止地表塌陷,已是亟待研究解决的重大课题。煤矸石胶结充填技术实现地面矸石零排放,充填巷道后进行“三下”采煤,并可以防止地表塌陷。自然级配的矸石胶结充填技术充分利用煤矸石作为充填集料,采用充填料分流输送和喷洒混合新工艺,获得令人满意的充填效果,并且充分利用了矸石废料、实现大规模连续充填和井下掘进矸石不出井。为适应巷道高度变化,且可在巷道的宽度范围内充满矸石,设计的矸石充填部由抛矸皮带、举升机构和回转工作台组成。为提高水平抛射和向上抛射的距离,抛矸皮带机采用深槽花纹带式输送机。抛矸皮带机的举升机构采用前推连杆组合式,而回转驱动机构采用液压缸驱动的四连杆机构,回转工作台采用三排滚柱的滚动轴承式。利用作图法得到前推连杆组合式举升机构和四连杆机构的基本尺寸参数,并用解析法求得液压缸的作用力。并对举升机构和回转驱动机构的液压系统进行设计。建立举升机构和回转驱动机构的仿真模型,对其进行动力学仿真分析,检验机构的干涉情况,并分析了关键部件的运动及受力。对举升机构和回转驱动机构的液压系统进行仿真分析,为液压系统的设计提供了理论依据。通过动力学仿真与有限元技术的联合应用,完成了对三角连杆的静力学分析。研究了水泥浆输送过程中的流变特性和伯努利方程,分析了影响流动阻力的主要因素。确定了水泥浆输送过程中的主要参数和充填泵的流量和压力。分析了输送过程中存在的主要问题,并给出解决方案。