CN102889097A - 一种煤矿固体充填材料投料系统 - Google Patents

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本发明涉及一种煤矿固体充填材料投料系统,包括充填控制室、矸石料仓、煤灰料仓、投料管、井下密闭室、抗冲击缓冲装置、井下料仓和井下输送系统。抗冲击缓冲装置位于井下密闭室的底部,投料管通过井下密闭室与井下料仓连接,井下料仓与井下输送系统连接。井下输送系统包括输送巷道和输送机,输送机连接到充填点。投料管由护孔壁钢管和双层耐磨管构成,井下料仓的底部缩口壁上套有陶瓷耐磨管。井下料仓的上口安装外泄式导风软管。本发明采用大口径垂直投料管输送,扩大了充填材料的投送能力,提高了充填效果和安全性。伞形抗冲击缓冲装置可缓解充填料下落冲击力,降低仓中充填物料的压实度,防止堵仓。

Description

一种煤矿固体充填材料投料系统
技术领域
[0001] 本发明属于矿山采空区充填技术领域,涉及一种煤矿固体充填材料投料系统,具体涉及一种煤矿固体(散料)充填材料垂直投料系统。 背景技术
[0002] 矿山采空区是采矿后留下的地下空区,如果不进行充填,会造成地面塌陷,带来危险。煤矿井下充填采空区可以减少地面下沉,消除不安全因素。充填开采就是在井下或地面充填材料将采空区充填起来,达到控制地表沉陷,提高煤炭资源的开采率。当前煤矿采空区充填的主要材料是矸石,另外还有煤粉灰和钢渣(冶金渣)。
[0003] 充填法采煤技术中,固体充填(矸石和粉煤灰散料)是普遍采用的方法,充填技术主要包括充填设备的选择、充填材料选择与制备和充填投料、输送系统等。固体材料投料输送系统一般采用投料孔投送到井下,然后使用煤矿带式输送机或刮板运输机等运输设备运到充填点充填。其中投料系统是实现固体(散料)充填材料安全、高效地输送到井下进行充填的关键。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种煤矿固体充填材料投料系统,以扩大煤矿采空区的的投送充填能力,提高充填效果和投送充填的安全性。
[0005] 本发明煤矿固体充填材料投料系统,包括充填控制室、矸石料仓、煤灰料仓、投料管、井下料仓和井下输送系统。投料管设有矸石入口和粉煤灰入口,矸石料仓与矸石入口连接,煤灰料仓与粉煤灰入口连接。投料管通过井下密闭室与井下料仓连接,井下料仓与井下输送系统连接。井下密闭室设有抗冲击缓冲装置,抗冲击缓冲装置位于井下密闭室的底部。井下输送系统包括输送机和输送巷道,输送巷道连接到充填点。投料管为垂直状态,垂直度为±1%。投料管由护孔壁钢管和双层耐磨管构成。井下料仓的下部为向一侧倾斜的底部缩口结构,底部缩口部分形成的角度α为70。〜80°,底部缩口壁上套有陶瓷耐磨管。井下料仓的上口安装外泄式导风软管。
[0006] 抗冲击缓冲装置为伞形结构,包括缓冲盖、4〜12个弹簧、钢梁、底座、支撑板和定位器。钢梁支承支撑板,弹簧固定在支撑板上,弹簧上部与缓冲盖连接。定位器安装在缓冲盖下部的中心。输送机为胶带输送机或刮板输送机。井下料仓装有满仓报警装置和料仓清理装置,满仓报警装置的监控探头位于井下料仓入口以下9〜Ilm处。料仓清理装置为压风快速起闭破拱设备。投料管的直径为通过管道最大物料粒径的4〜5倍,优选投料管直径为450〜600mm。护孔壁钢管的直径为600〜800mm,壁厚为10〜14mm。
[0007] 煤矿固体充填材料投料系统为封闭空间,投料管下口通过抗冲击缓冲装置与井下料仓紧密连接。封闭的投料系统,投料时下部形成气垫,起到阻尼作用,有利于充填物料的充分混合,减少充填物料对系统管壁的冲击和损伤。投料管为垂向大口径管路,充填材料向井下输送时,充填材料在投料管的流动状态为稀疏气固两相流,中间下落流动相的密度大,速度快,周围密度小,下落相对速度慢,有利于物料的流动和流动中混合,避免堵塞,同时减少和避免充填物料冲刷摩擦管壁。煤矿固体充填材料投料系统用于散料充填材料的输送和充填。
[0008] 与现有技术相比,本发明煤矿充填固体材料投料系统具有的优点是:①采用大口径的垂直投料管输送,投料管由护孔壁钢管和双层耐磨管构成,扩大了充填材料的投送能力,提高了充填效果和充填的安全性。垂向大口径管路的投料管,有利于充填材料向井下输送,避免堵塞和损伤管壁。②井下料仓的底部缩口壁套有陶瓷耐磨管,陶瓷耐磨管套具有良好润滑性、耐冲击性、耐磨损性和防吸水性,改善了料仓表面的光滑度,防止粘仓发生。③伞形抗冲击缓冲装置可缓解充填材料下落冲击力,降低充填材料的压实度,防止堵仓。④井下料仓的下部缩口角度大于70°,可以防止矸石仓内壁形成的矸石滞留和堵仓的发生。⑤井下料仓安装堵仓报警系统,一旦发生堵仓立即报警,避免堵仓进一步恶化。⑥在井下料仓的上口安设外泄式导风软管,可及时地把井下料仓中的空气排到储料仓外部,防止仓内空气被压缩形成自然拱而堵仓。
附图说明·[0009] 图I为本发明煤矿固体充填材料投料系统的流程框图;
图2为煤矿固体充填材料投料系统的流程示意图;
图3为抗冲击缓冲装置的结构示意图。
[0010]其中:
I一充填控制室、2—粉煤灰入口、3—砰石入口、4一砰石料仓、5—投料管、6—抗冲击缓冲装置、7—井下料仓、8—输送机、9 一输送巷道、10 一井下密闭室、11 一缓冲盖、12 一弹簧、13—钢梁、14 一底座、15—支撑板、16 一满仓报警装置、17—料仓清理装置、18—充填点、19一煤灰料仓、20—定位器、21—底部缩口。
具体实施方式
[0011] 下面结合附图对本发明进行详细说明。
[0012] 本发明煤矿固体充填材料投料系统如图I、图2所示,包括充填控制室I、矸石料仓4、煤灰料仓19、投料管5、井下密闭室10、抗冲击缓冲装置6、井下料仓7和井下输送系统。投料管设有矸石入口 3和粉煤灰入口 2。矸石料仓与矸石入口连接,煤灰料仓与粉煤灰入口连接。抗冲击缓冲装置位于井下密闭室的底部,投料管5通过井下密闭室10与井下料仓连接,井下料仓与井下输送系统连接。抗冲击缓冲装置6以减缓充填材料投到井下料仓的冲击力,解决冲击力过大而造成设备损坏问题。如图3所示,抗冲击缓冲装置为伞形结构,包括缓冲盖11、4个弹簧12、钢梁13、底座14、支撑板15和定位器20。钢梁支承支撑板,弹簧固定在支撑板上,弹簧上部与缓冲盖连接,定位器20安装在缓冲盖的下部的中心。井下输送系统包括输送机8和输送巷道9,输送机为胶带输送机,胶带输送机通过输送巷道连接到充填点18。投料管5为垂直状态,垂直度为±1%。投料管由护孔壁钢管和双层耐磨管构成,投料管直径(内径)为500mm,护孔壁钢管的直径为700mm,壁厚为12mm。井下料仓7的下部为向一侧倾斜的底部缩口 21结构,底部缩口部分形成的角度α为75°,底部缩口壁上套有陶瓷耐磨管。井下料仓的上口安装外泄式导风软管,用于排出井下料仓中的空气,防止仓内空气压缩形成自然拱而堵塞料仓。井下料仓7装有满仓报警装置16和料仓清理装置17。满仓报警装置的监控探头位于井下料仓入口以下IOm处。料仓清理装置为压风快速起闭破拱装置。
[0013] 煤矿固体充填材料投料系统的充填过程为:矸石和粉煤灰自动化控制按比例分别从矸石料仓4和煤灰料仓19经过管路送至投料管5的矸石入口 3和粉煤灰入口 2。矸石和粉煤灰在投料管5中混合,经井下密闭室10、抗冲击缓冲装置6送至井下料仓7。混合充填 料从井下料仓下口放出,由输送机8运至充填点18充填。充填材料在大口径投料管的流动状态为稀疏气固两相流,控制流动的充填材料占投料管截面积1/4以下。

Claims (7)

1. 一种煤矿固体充填材料投料系统,包括充填控制室(I)、矸石料仓(4)、煤灰料仓(19)、投料管(5)、井下密闭室(10)、抗冲击缓冲装置(6)、井下料仓(7)和井下输送系统,所述投料管设有矸石入口(3)和粉煤灰入口(2),矸石料仓与矸石入口连接,粉煤灰料仓与粉煤灰入口连接;所述投料管通过井下密闭室与井下料仓连接,井下料仓与井下输送系统连接;其特征是:所述井下密闭室设有抗冲击缓冲装置(6),所述抗冲击缓冲装置位于井下密闭室的底部;所述井下输送系统包括输送机(8)和输送巷道(9),输送巷道连接到充填点;所述投料管(5)为垂直状态,垂直度为±1% ;投料管由护孔壁钢管和双层耐磨管构成;所述井下料仓的下部为向一侧倾斜的底部缩口(21)结构,底部缩口部分形成的角度α为70°〜80°,底部缩口壁上套有陶瓷耐磨管;所述井下料仓的上口安装外泄式导风软管。
2.根据权利要求I所述的煤矿固体充填材料投料系统,其特征是:所述抗冲击缓冲装置为伞形结构,包括缓冲盖(11)、4〜12个弹簧(12)、钢梁(13)、底座(14)、支撑板(15)和定位器(20),所述钢梁支承支撑板,所述弹簧固定在支撑板上,弹簧上部与缓冲盖连接,定位器(20)安装在缓冲盖下部的中心。
3.根据权利要求I所述的煤矿固体充填材料投料系统,其特征是:所述输送机(8)为胶带输送机或刮板输送机。
4.根据权利要求I所述的煤矿固体充填材料投料系统,其特征是:所述井下料仓(7)装有满仓报警装置(16)和料仓清理装置(17),所述满仓报警装置的监控探头位于井下料仓入口以下9〜Ilm处;所述料仓清理装置为压风快速起闭破拱设备。
5.根据权利要求I所述的煤矿固体充填材料投料系统,其特征是:所述投料管(5)的直径为通过管道最大物料粒径的4〜5倍。
6.根据权利要求I或5所述的煤矿固体充填材料投料系统,其特征是:所述投料管直径为450〜600mm ;所述护孔壁钢管的直径为600〜800mm,壁厚为10〜14mm。
7.根据权利要求I所述的煤矿固体充填材料投料系统,其特征是:所述煤矿固体充填材料投料系统为封闭空间,投料管下口通过抗冲击缓冲装置与井下料仓紧密连接。
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