CN104564139A - 密实充填系统及充填方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种密实充填系统,包括:矸石存储装置、工作区支架系统、矸石运输系统、卸矸系统和捣实系统。本发明提供的密实充填系统,通过采用矸石不升井,减少了矸石对地面环境造成的影响,减少矸石山地面堆积侵占耕地,消除矸石的自燃对环境污染及地表的破坏,提高煤炭质量,降低原煤运输、洗选成本,并且将充填过程分成三部进行,增加了充填的密实度,增加了矸石充填的效率,且操作简单,使用方便。

Description

密实充填系统及充填方法
技术领域
本发明涉及采煤充填设备领域,特别是一种密实充填系统及充填方法
背景技术
煤矸石是煤炭生产过程中必然的生产废弃物,随着煤矿开采年限延长,矸石堆积逐年增加,不仅占用了大量土地,而且所含有害物质污染环境。随着矿井服务年限的延长,矿井储量逐年减少,三下压煤的开采势在必行,相应的环境问题凸显:建筑物破坏、矸石堆积占地,地下水水位下降、赔付费用大等。而且现在的煤矿开采完之后,里面会留下很深的空洞,时间长了整个底面会出现塌陷,使矿区上的建筑物和居民都受到威胁,如果塌陷严重会造成重大的经济损失。
发明内容
本发明提供一种能够利用井下矸石进行充填且使充填效果密实的密实充填系统及充填方法。
一种密实充填系统,包括:
矸石存储装置,在井底车场和采煤工作面之间设置矸石仓;
工作区支架系统,包括:端头支架和至少一个充填支架,所述端头支架设置于所述采煤工作面后侧已采集完成的工作区上端头处,所述充填支架设置于所述工作区内;
矸石运输系统,包括:依次连接的矸石集中运输皮带、采煤顺槽运输皮带和充矸皮带,所述矸石集中运输皮带与所述矸石仓连接,所述充矸皮带经过所述端头支架和所有所述充填支架;
卸矸系统,包括充矸皮带卸载架和卸矸装置,所述充矸皮带卸载架设置于所述充填支架设置于所述充填支架靠近所述工作区的一端,所述卸矸装置设置于所述充填支架上、所述充矸皮带下侧;
捣实系统,包括:伸缩捣实装置和设置于所述工作区下端头的旋转捣实装置,所述伸缩捣实装置设置于所述充填支架下侧。
所述旋转捣实装置包括底座、捣实头、侧推装置和升降装置固定端,所述捣实头通过十字头连接于所述底座前侧,所述捣实头能够以所述十字头为球心进行移动,所述侧推装置一端设置于所述底座上,另一端设置于所述捣实头侧面,所述升降装置固定端设置于所述捣实头上,且与所述端头装置配合用于升降所述捣实头。
所有所述充填支架与所述端头支架平行。
所述伸缩捣实装置为双伸缩捣实装置。
所述卸矸装置包括充填刮板机和至少一个卸矸溜槽,所述充填刮板机设置于所述充填支架上,所有所述卸矸溜槽设置于所述充填刮板机下侧。
所述卸矸溜槽包括扇形卸矸孔、扇形抽板和开合油箱,所述扇形卸矸孔设置于所述充填刮板机下侧,所述扇形抽板在所述开合油箱的控制下以能够封闭和打开所述扇形卸矸孔的方式设置于所述扇形卸矸孔下侧。
所述充填支架为后伸缩端头充填支架。
一种利用如上所述的密实充填系统的充填方法:
步骤一:将储存于所述矸石仓内的矸石运送至已采集完成的工作区并在所述工作区底面形成矸石堆;
步骤二:对已采集完成的工作区进行充填,包括至少对以下三种工作区域进行矸石充填:
2-1、工作区下端头,将处于工作区下端头的矸石堆侧向压紧使其与所述工作区端面贴合压紧,再将所述矸石堆向与该端面相邻的侧面方向进行挤压;
2-2、工作区上端头,在工作区上端头处将矸石装袋并垒设成矸石墙,并加入水平开锚带网进行加固;
2-3、工作区剩余部分,将矸石堆向侧面压紧使其与所述工作区的侧面及工作区已充填部分贴合压紧。
所述矸石墙的宽度至少为2.4m。
本发明提供的密实充填系统,通过采用矸石不升井,减少了矸石对地面环境造成的影响,减少矸石山地面堆积侵占耕地,消除矸石的自燃对环境污染及地表的破坏,提高煤炭质量,降低原煤运输、洗选成本,并且将充填过程分成三部进行,增加了充填的密实度,增加了矸石充填的效率,且操作简单,使用方便。
附图说明
图1是本发明提供的密实充填系统的整体结构示意图;
图2是本发明提供的密实充填系统的运输系统的结构示意图;
图3是本发明提供的密实充填系统的卸矸系统的结构示意图;
图4是本发明提供的密实充填系统的捣实系统的结构示意图;
图5是本发明提供的密实充填系统的旋转捣实装置的俯视图;
图6是本发明提供的密实充填系统的旋转捣实装置的侧视图;
图7是本发明提供的密实充填系统的扇形卸矸装置的开启状态的结构示意图;
图8是本发明提供的密实充填系统的扇形卸矸装置的闭合状态的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图来详细说明本发明。
如图1所示的密实充填系统,包括:
矸石存储装置1,在井底车场和采煤工作面之间设置矸石仓11;
工作区支架系统2,包括:端头支架21和至少一个充填支架22,所述端头支架21设置于所述采煤工作面后侧已采集完成的工作区上端头处,所述充填支架22设置于所述工作区内;
矸石运输系统3,包括:依次连接的矸石集中运输皮带31、采煤顺槽运输皮带32和充矸皮带33,所述矸石集中运输皮带31与所述矸石仓11连接,所述充矸皮带33经过所述端头支架21和所有所述充填支架22;
卸矸系统4,包括充矸皮带卸载架41和卸矸装置42,所述充矸皮带卸载架41设置于所述充填支架22设置于所述充填支架22靠近所述工作区的一端,所述卸矸装置42设置于所述充填支架22上、所述充矸皮带33下侧;
捣实系统5,包括:伸缩捣实装置51和设置于所述工作区下端头的旋转捣实装置52,所述伸缩捣实装置51设置于所述充填支架22下侧。
所述旋转捣实装置52包括底座521、捣实头522、侧推装置523和升降装置固定端524,所述捣实头522通过十字头连接于所述底座521前侧,所述捣实头522能够以所述十字头为球心进行移动,所述侧推装置523一端设置于所述底座521上,另一端设置于所述捣实头522侧面,所述升降装置固定端524设置于所述捣实头522上面,且与所述端头支架21配合用于升降所述捣实头。
所有所述充填支架22与所述端头支架21平行。
所述伸缩捣实装置51为双伸缩捣实装置51。
所述卸矸装置42包括充填刮板机421和至少一个卸矸溜槽422,所述充填刮板机421设置于所述充填支架22上,所有所述卸矸溜槽422设置于所述充填刮板机421下侧。
所述卸矸溜槽422包括扇形卸矸孔4221、扇形抽板4222和开合油箱4223,所述扇形卸矸孔4221设置于所述充填刮板机421下侧,所述扇形抽板4222在所述开合油箱4223的控制下以能够封闭和打开所述扇形卸矸孔4221的方式设置于所述扇形卸矸孔4221下侧。
所述充填支架22为后伸缩端头充填支架。
一种利用如上所述的密实充填系统的充填方法,
步骤一:将储存于所述矸石仓11内的矸石运送至已采集完成的工作区并在所述工作区底面形成矸石堆;
步骤二:对已采集完成的工作区进行充填,包括至少对以下三种工作区域进行矸石充填:
2-1、工作区下端头,将处于工作区下端头的矸石堆侧向压紧使其与所述工作区端面贴合压紧,再将所述矸石堆向与该端面相邻的侧面方向进行挤压;
2-2、工作区上端头,在工作区上端头处将矸石装袋并垒设成矸石墙,并加入水平开锚带网进行加固;
2-3、工作区剩余部分,将矸石堆向侧面压紧使其与所述工作区的侧面及工作区已充填部分贴合压紧。
所述矸石墙的宽度至少为2.4m。
当对工作面进行开采后通过所述充填支架22对所述工作区顶面进行支护,并将所述采区矸石经翻车机、破碎机、刮板机等机器运入所述矸石仓11内,当接受到工作面充填信号后,依次开启所述矸石仓11的卸料口、所述矸石集中运输皮带31、所述采煤顺槽运输皮带32进行矸石运输;
当所述矸石经所述采煤顺槽运输皮带32运至充矸皮带卸载架41,转载入所述充填支架22上设置充填刮板机421,并通过所述扇形卸矸装置使所述矸石落入所述工作区;
在运输过程中,根据所述工作区内需要所述矸石的位置选择性开启该位置的所述扇形卸矸装置,通过所述开合油箱4223移动所述扇形抽板4222,使所述扇形卸矸孔4221打开,将所述矸石通过所述扇形卸矸孔4221溜入所述工作区并堆积成矸石堆,其中由下端头处开始依次开启所述开合油箱4223对所述工作区进行充填;
当所述工作区下端头处的所述矸石堆达到一定高度后,推动旋转捣实装置52对所述矸石堆进行侧向夯实,将所述矸石堆在一定范围内进行旋转捣实,使所述矸石与所述工作区下端头的端面压紧贴合,进而增加充填矸石密实性,实现工作区下端头处高密实充填;
当所述工作区中部的矸石堆达到一定高度时,在所述工作区上端头进行装袋操作,并将装好袋的矸石垒成至少2.4m的矸石墙,并加入水平开锚带网进行加固;
对所述工作区中部的矸石堆通过双伸缩捣实装置51进行捣实,使矸石能够与已经充填好的区域紧密贴合;
当采煤工作面向前推进时,所述充填系统根据充填效率跟随所述采煤工作面进行移动。
由以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种密实充填系统,其特征在于:包括:
矸石存储装置,在井底车场和采煤工作面之间设置矸石仓;
工作区支架系统,包括:端头支架和至少一个充填支架,所述端头支架设置于所述采煤工作面后侧已采集完成的工作区上端头处,所述充填支架设置于所述工作区内;
矸石运输系统,包括:依次连接的矸石集中运输皮带、采煤顺槽运输皮带和充矸皮带,所述矸石集中运输皮带与所述矸石仓连接,所述充矸皮带经过所述端头支架和所有所述充填支架;
卸矸系统,包括充矸皮带卸载架和卸矸装置,所述充矸皮带卸载架设置于所述充填支架设置于所述充填支架靠近所述工作区的一端,所述卸矸装置设置于所述充填支架上、所述充矸皮带下侧;
捣实系统,包括:伸缩捣实装置和设置于所述工作区下端头的旋转捣实装置,所述伸缩捣实装置设置于所述充填支架下侧。
2.根据权利要求1所述的密实充填系统,其特征在于:所述旋转捣实装置包括底座、捣实头、侧推装置和升降装置固定端,所述捣实头通过十字头连接于所述底座前侧,所述捣实头能够以所述十字头为球心进行移动,所述侧推装置一端设置于所述底座上,另一端设置于所述捣实头侧面,所述升降装置固定端设置于所述捣实头上且与所述端头支架配合用于升降所述捣实头。
3.根据权利要求1所述的密实充填系统,其特征在于:所有所述充填支架与所述端头支架平行。
4.根据权利要求1所述的密实充填系统,其特征在于:所述伸缩捣实装置为双伸缩捣实装置。
5.根据权利要求1所述的密实充填系统,其特征在于:所述卸矸装置包括充填刮板机和至少一个卸矸溜槽,所述充填刮板机设置于所述充填支架上,所有所述卸矸溜槽设置于所述充填刮板机下侧。
6.根据权利要求5所述的密实充填系统,其特征在于:所述卸矸溜槽包括扇形卸矸孔、扇形抽板和开合油箱,所述扇形卸矸孔设置于所述充填刮板机下侧,所述扇形抽板在所述开合油箱的控制下以能够封闭和打开所述扇形卸矸孔的方式设置于所述扇形卸矸孔下侧。
7.根据权利要求1所述的密实充填系统,其特征在于:所述充填支架为后伸缩端头充填支架。
8.一种利用权利要求1至7中任一项所述的密实充填系统的充填方法,其特征在于:
步骤一:将储存于所述矸石仓内的矸石运送至已采集完成的工作区并在所述工作区底面形成矸石堆;
步骤二:对已采集完成的工作区进行充填,包括至少对以下三种工作区域进行矸石充填:
2-1、工作区下端头,将处于工作区下端头的矸石堆侧向压紧使其与所述工作区端面贴合压紧,再将所述矸石堆向与该端面相邻的侧面方向进行挤压;
2-2、工作区上端头,在工作区上端头处将矸石装袋并垒设成矸石墙,并加入水平开锚带网进行加固;
2-3、工作区剩余部分,将矸石堆向侧面压紧使其与所述工作区的侧面及工作区已充填部分贴合压紧。
9.根据权利要求1所述的充填方法,其特征在于:所述矸石墙的宽度至少为2.4m。
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Inventor after: Guo Fangqun

Inventor after: Zheng Yongsheng

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