CN102877848B - 采煤与矸石胶结条带充填同步进行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采煤与矸石胶结条带充填同步进行方法，首先当工作面推进到一定距离时，将挖掘机和充填设备运至充填支架下组装、调试；采煤机采煤的同时，掘底机同时掘底，掘底机掘出的底板岩石经充填系统输送至充填包中；凝固定型后形成支护采空区顶板的第一个充填条带；第一条充填条带充填完毕后，进行第二条充填条带的充填作业；如此循环，边采煤边充填，直至采煤工作面进行采完。本发明不仅将充填机械设备转移至井下，减少了地面场地布置，而且充分利用了井下掘底板的矸石，解决了充填材料来源问题，并减少了充填材料的运输环节，形成了与工作面同时移动的充填系统，井下充填更为快捷有效，同时可实现边采煤边充填的高效作业流程。

Description

采煤与矸石胶结条带充填同步进行方法

技术领域

本发明涉及煤矿开采，尤其涉及充填开采技术。

背景技术

所谓充填开采，是利用充填材料将采空区充满，支撑采场上覆岩层，减少覆岩垮落变形，实现煤炭安全开采的一种采煤方法。充填开采是实现煤矿绿色开采的重要途径，在消化井下矸石、维护地面环境、防治采场重大灾害事故发生方面有突出贡献。充填开采在煤矿与金属矿领域均有应用。充填方法多种多样，按充填料浆的性质，可分为胶结充填、非胶结充填。胶结充填就是以粉碎的废弃矸石为充填材料，以水泥浆或砂浆作为胶结介质，以不脱水的似膏体状充填采空区。非胶结充填就是完全以废弃矸石为充填材料充填采空区。由于胶结充填易于输送，充填密实，所以以胶结充填应用居多。按充填地域可分为全采空区充填和带状充填。带状充填就是在全部开采的采空区内，间隔一定距离建立条带状充填包，充一条，留一条，已达到节约充填成本，控制采场矿山压力的目的。胶结充填和带状充填的组合就是矸石胶结条带充填。

矸石胶结条带充填又区分为地面充填和井下充填。地面充填是在井上布置充填系统，由井上通过管道将矸石充填料输送到井下采空区；井下充填是井下的矸石不上井，在井下建立充填工作站布置充填系统，在井下直接将矸石充填料充填采空区。

在井下建立充填工作站，虽然解决了矸石不上井问题，但井下矸石一般来自掘进巷道，需要通过多个运输环节运到充填工作站，从充填工作站到采空区再布置充填管路，所以仍带来许多麻烦，也无法实现充填与工作面推进同步化。目前这种方法耗费时间、资金成本较大，且不利于煤矿高产高效的要求。

发明内容

本发明的目的是提出一种采煤与矸石胶结条带充填同步进行方法，以及用于该方法的充填系统。

技术方案是，一种采煤与矸石胶结条带充填同步进行方法，采取以下步骤：

第一步，首先，采煤机按常规方法由开切眼进刀推进，当采煤工作面推进后的采空区为设计的冒落带的宽度时，此时为充填条带的位置，将充填支架移动到充填位置，在充填支架的保护下由人工放置充填包；同时工作面继续推进；

第二步，当工作面再推进一定距离，且该距离达到能够布置挖掘机和充填系统的宽度时，将挖掘机和充填设备运至充填支架下组装，调试；所述的挖掘机是能够挖出底板岩石的机械，亦称掘底机；所述的充填系统为移动式，拖拉在掘底机后面，由掘底机牵引一起行进；充填系统包括依次布置的刮板运输机、粉碎机、搅拌机和注浆机。

第三步，采煤机采煤的同时，掘底机同时掘底，掘底机掘出的底板岩石由刮板输送机输送至粉碎机，粉碎机按要求粉碎成一定粒度，然后输送到搅拌机，同时向搅拌机中加入的一定比例的胶结料，搅拌成均匀的混合充填材料，混合充填材料进入注浆机，注浆机加压经管道输送至充填包中；凝固定型后形成稳固的第一个充填条带，支护采空区顶板；

第四步，第一条充填条带充填完毕后，将掘底机和充填系统牵引至巷道内暂时停放，此时工作面继续向前推进，当推进距离为基本顶垮落步距时，将掘底机和充填系统重新牵引至充填支架下，进行第二条充填条带的充填作业；如此循环，边采煤边充填，直至采煤工作面进行采完。

为实现本方法，本发明提出了一种井下移动式掘底矸石胶结条带充填系统，其特征在于，它是在井下采煤工作面液压支架的后探梁下面布置有掘底机和拖板车，拖板车拖挂在掘底机后面，拖板车上布置有充填系统，充填系统包括依次布置的刮板输送机、粉碎机、搅拌机和注浆机，注浆机与充填胶结条带之间布置有输送管路。

本发明与已有技术相比，优点是：

1、充填系统与生产、支护系统形成了整体的工作系统。充填与生产能够同时进行，大大提高了充填效率。

2、掘底机、粉碎机、搅拌机、注浆机等充填机械设备均在井下布置，充填的矸石材料直接来源于掘底板，免去了将矸石运至地面粉碎搅拌后运至井下或者从地面寻找矸石来源的所带来的费用以及运输问题。

3、掘底机牵引粉碎机、搅拌机、注浆机，各设备通过车轮实现前后移动转弯，这样可充填系统始终处于支护系统的保护之下。

4、充填条带由一个个的充填包组成，充填包在充填支架移动到充填位置时由人工在充填支架的保护下放置，操作简单，大大降低了工人的劳动强度，既灵活快捷又安全高效。

本发明不仅将充填机械设备转移至井下，减少了地面场地布置，而且充分利用了井下掘底板的矸石，解决了充填材料来源问题，并减少了充填材料的运输环节，形成了与工作面同时移动的充填系统，井下充填更为快捷有效，同时可实现边采煤边充填的高效作业流程。

附图说明

图1是本发明的矸石胶结条带布置示意图。

图2是实施例主视图示意图。

图3是实施例侧视图示意图。

图例说明：1-掘底机，2-刮板运输机，3-粉碎机，4-搅拌机，5-注浆机，6-注浆输送管路，7-拖板车，8-液压支架。

L代表冒落带的宽度。

具体实施方式

参照附图，进一步说明本发明实施例的方法。

本发明矸石胶结条带布置如图1、图3所示，它是在采空区每间隔一定距离布置一条矸石胶结条带，具体施工步骤如下：

第一步，首先，采煤机按常规方法由开切眼进刀推进，当采煤工作面推进后的采空区为设计的冒落带的宽度时，此时为充填条带的位置，将充填支架移动到充填位置，在充填支架的保护下由人工放置充填包；同时工作面继续推进；

其中，冒落带的宽度L为：抗压强度超过60MPa的坚硬顶板冒落带的宽度L＝20m；抗压强度介于30～60MPa的中等坚硬顶板冒落带的宽度L＝10m；抗压强度小于30MPa的软弱顶板冒落带的宽度L＝5m。

第二步，当工作面再推进一定距离，且该距离达到能够布置掘底机1和充填系统的宽度时，将掘底机1和充填设备运至充填支架下组装，调试；所述的充填系统包括依次布置的刮板运输机2、粉碎机3、搅拌机4和注浆机5，充填系统为移动式，拖拉在掘底机1后面，由掘底机1牵引一起行进；充填系统的布置如图2所示；

第三步，采煤机采煤的同时，掘底机1同时掘底，掘底机1掘出的底板岩石由刮板输送机2输送至粉碎机，粉碎机3按要求粉碎成一定粒度，然后输送到搅拌机4，同时向搅拌机4中加入的一定比例的胶结料和水，搅拌成均匀的混合充填材料，混合充填材料进入注浆机5，注浆机加压经管道输送至充填包中；凝固定型后形成稳固的第一条充填条带，支护采空区顶板；

上述混合充填材料的煤矸石∶胶结材料＝6∶1(重量比)，加水后，应混合成浓度为60wt％的膏体料浆。

第四步，第一条充填条带充填完毕后，将掘底机1和充填系统牵引至巷道内暂时停放，此时工作面继续向前推进，当推进距离为基本顶垮落步距时，将掘底机1和充填系统重新牵引至充填支架下，进行第二条充填条带的充填作业；如此循环，边采煤边充填，直至采煤工作面进行采完。

为实现上述方法，本发明提出了一种井下移动式掘底矸石胶结条带充填系统，该系统如图2所示；它是在井下采煤工作面液压支架8的后探梁下面布置有掘底机1和拖板车7，拖板车7拖挂在掘底机1后面，拖板车7上布置有充填系统，充填系统包括依次布置的刮板输送机2、粉碎机3、搅拌机4和注浆机5，注浆机5与充填胶结条带之间布置有注浆输送管路6。

Claims (2)

1.一种采煤与矸石胶结条带充填同步进行方法，其特征在于，步骤如下：

第一步，首先，采煤机按常规方法由开切眼进刀推进，当采煤工作面推进后的采空区为设计的冒落带的宽度时，此时为充填条带的位置，将充填支架移动到充填位置，在充填支架的保护下由人工放置充填包；同时工作面继续推进；

第二步，当工作面再推进一定距离，且该距离达到能够布置挖掘机和充填系统的宽度时，将挖掘机和充填设备运至充填支架下组装，调试；所述的挖掘机是能够挖出底板岩石的机械，亦称掘底机；所述的充填系统为移动式，拖拉在掘底机后面，由掘底机牵引一起行进；充填系统包括依次布置的刮板输送机、粉碎机、搅拌机和注浆机；

第三步，采煤机采煤的同时，掘底机同时掘底，掘底机掘出的底板岩石由刮板输送机输送至粉碎机，粉碎机按要求粉碎成一定粒度，然后输送到搅拌机，同时向搅拌机中加入的一定比例的胶结料，搅拌成均匀的混合充填材料，混合充填材料进入注浆机，注浆机加压经管道输送至充填包中；凝固定型后形成稳固的第一个充填条带，支护采空区顶板；

第四步，第一条充填条带充填完毕后，将掘底机和充填系统牵引至巷道内暂时停放，此时工作面继续向前推进，当推进距离为基本顶垮落步距时，将掘底机和充填系统重新牵引至充填支架下，进行第二条充填条带的充填作业；如此循环，边采煤边充填，直至采煤工作面进行采完。

2.如权利要求1所述的采煤与矸石胶结条带充填同步进行方法，其特征在于，所述的移动式充填系统是在井下采煤工作面液压支架的后探梁下面布置有掘底机和拖板车，拖板车拖挂在掘底机后面，刮板输送机、粉碎机、搅拌机和注浆机依次布置在拖板车上，注浆机与充填胶结条带之间布置有输送管路。