CN106321102A - 一种煤矿固体密实条带充填采煤方法 - Google Patents

一种煤矿固体密实条带充填采煤方法 Download PDF

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Abstract

一种煤矿固体密实条带充填采煤方法，采用胶结充填和固体充填相结合的方法，在地面充填材料制备站制备胶结充填材料，利用充填泵泵送至位于采煤工作面的充填液压支架尾部采空区设置的多个条形拉网中，形成多个条带式胶结挡墙；同时将固体物料通过垂直投料井投放至井下矸石仓内；通过井下运输系统将固体物料输送至采空区充填工作面，利用高位自移式充填物料的转载机将固体物料运输至悬挂在充填液压支架尾梁上的夯实刮板输送机上，将固体物料卸至胶结挡墙形成的四周密闭空间，借助夯实刮板输送机完成固体物料的夯实，实现条带充填。不仅能解放建筑物、铁路及水体下压煤，提高矿井煤炭采出率，而且能在工作面实现部分充填，提高工作面产量。

Description

一种煤矿固体密实条带充填采煤方法
技术领域
本发明涉及一种条带充填采煤方法，尤其是一种适用于煤矿建筑物下、水体下及铁路下压煤的煤矿固体密实条带充填采煤方法。
背景技术
“三下”压煤问题一直是限制许多煤矿可持续发展的重要问题，据不完全统计，目前我国仅统配煤矿的生产矿井“三下”压煤就达137.9亿t，同时，长时间的煤矿开采导致了大量的矸石排放，目前全国历年累计堆放的煤矸石约45亿t，而且矸石还在以每年1.5～2.0亿t的速度在增长。为提高煤炭企业的煤炭资源回采率，解决因为矸石排放造成的环境污染，我国部分采矿工作者从实现资源与环境协调发展的目的出发，提出了固体密实充填采煤技术。
经过十来年的发展，充填采煤技术已经成为绿色开采的核心。但另一方面，固体密实充填是实现的是工作面全长充填，巨大的充填空间不可避免地会导致充填作业时间的延长，同时，为达到密实充填的效果，夯实机构常常须反复夯实，这也会延长工作面割一刀煤的时间，这些是限制工作面产量提高的主要因素，据统计，目前采用全长固体密实充填工作面的产量很难超过100万t/年。因此，在目前日益下挫的煤炭形势下研究一种以处理固体废弃物、提高煤炭资源回采率和工作面产量的开采建筑物下压煤的技术具有重要的现实意义和广阔的应用前景。
发明内容
技术问题：本发明的目的是要克服现有技术中的不足之处，提供一种环保的、高回采率和高生产效率的煤矿固体密实条带充填采煤方法。
技术方案：本发明的煤矿固体密实条带充填采煤方法，包括采用综合机械化固体充填采煤工艺，所述固体充填采用胶结充填和固体充填相结合的方法，首先在地面充填材料制备站制备胶结充填材料，然后由充填泵泵送至位于采煤工作面的充填液压支架尾部采空区设置的多个条形拉网中，形成多个条带式胶结挡墙；同时将固体物料通过垂直投料井投放至井下矸石仓内；通过井下运输系统将固体物料输送至采空区充填工作面，再采用高位自移式充填物料的转载机将固体物料运输至悬挂在充填液压支架尾梁上的夯实刮板输送机上，在采空区的多个条带式胶结挡墙内完成固体物料的落料，借助夯实刮板输送机完成固体物料的夯实，实现条带充填。
所的述固体充填采煤工艺包括如下步骤：
a.按照常规循环采煤机割完一刀煤，在移架过程中通过设在充填液压支架尾部的多条拉网逐个布置多个条带式胶结挡墙的骨架结构，并打开充填泵向拉网内泵送胶结充填材料；
b.待胶结挡墙的强度达到1MPa后，在采煤机正常割煤的同时启动高位自移式充填物料转载机，将固体物料运输至夯实刮板输送机上，向条带式胶结挡墙内进行落料充填；
c.充填从夯实刮板输送机机尾向机头方向依次进行，先打开夯实刮板输送机机尾的第一个卸料口，对该段架后的条带式胶结挡墙内的空间进行充填，当充填物料快接触到夯实刮板输送机时，打开夯实刮板输送机第三个卸料口进行卸料，同时关闭第一个卸料口，并开启控制第一个夯实刮板的夯实油缸对固体充填材料进行第一次夯实，收回夯实刮板后，关闭第三个卸料口，并开启第一个卸料口进行二次充填，直到充填物料再次接触到夯实刮板输送机时，完成第一个条带式胶结挡墙内的充填工作，依次类推，直至完成采空工作面内所有条带式胶结挡墙内的充填；
d.停止采空区充填工作，进行推溜、移架工作，进入下一次充填工艺。
有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明采用综合机械化固体充填采煤工艺，采空区充填采用胶结充填和固体充填方法实现密实条带充填；在采用胶结充填浇筑胶结挡墙的同时利用地面及井下固体物料作为工作面采空区条带充填的充填物料，利用高位自移式转载机将固体物料转载到条带充填液压支架后尾梁下悬挂的夯实刮板输送机上，将固体物料卸至胶结挡墙形成的四周密闭空间，并借助夯实刮板输送机完成固体物料的夯实，实现条带充填。不仅能解放建筑物、铁路及水体下压煤，提高矿井煤炭采出率，而且能在工作面实现部分充填，提高工作面产量，丰富了我国的固体充填采煤方法。可以实现“建筑物下、水体下、铁路下”压煤资源的安全高效回收，经济和工程研究意义重大。与现有技术相比，在确保地表建筑物安全、高煤炭资源回采率和环保开采的基础上提高了工作面产量，提升了矿井的经济效益，解决了环保开采和低经济效益的矛盾。尤其适用于煤矿建筑物下、水体下及铁路下压煤的煤矿固体充填采煤。其方法简单，操作方便，具有广泛的实用性。
附图说明
图1是固体密实条带充填采煤技术的系统布置图。
图2是固体密实条带充填采煤技术的工作面布置图。
图3(a)是固体密实条带充填采煤技术的胶结挡墙充填工序图。
图3(b)是固体密实条带充填采煤技术的首个卸料口落料夯实工序图。
图3(c)是固体密实条带充填采煤技术的其他卸料口落料夯实工序图。
图3(d)是固体密实条带充填采煤技术的全断面条带充填图。
图中：1-固体物料，2-充填材料制备站，3-垂直投料井，4-充填液压支架，5-拉网，6-转载机，7-夯实刮板输送机，8-采空区，9-夯实刮板，10-胶结挡墙，11-采煤机，12-充填泵，13-夯实油缸，14-卸料口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
本发明的煤矿固体密实条带充填采煤方法，包括采用综合机械化固体充填采煤工艺，采空区固体充填采用胶结充填和固体充填相结合的方法，具体表现为：首先在地面充填材料制备站2制备胶结充填材料，然后由充填泵泵送至位于采煤工作面的充填液压支架4尾部采空区设置的多个条形拉网5中，形成多个条带式胶结挡墙10；同时将固体物料1通过垂直投料井3投放至井下矸石仓16内；通过井下运输系统将固体物料1输送至采空区充填工作面，再采用高位自移式充填物料的转载机6将固体物料1运输至悬挂在充填液压支架4尾梁上的夯实刮板输送机7上，在采空区8的多个条带式胶结挡墙10形成的四周密闭空间内完成固体物料1的落料，借助夯实刮板输送机7完成固体物料1的夯实，实现条带充填。
所的述固体充填采煤工艺包括如下步骤：
a.按照常规循环采煤机11割完一刀煤，在移架过程中通过设在充填液压支架4尾部的多条拉网5逐个布置多个条带式胶结挡墙10的骨架结构，并打开充填泵12向拉网5内泵送胶结充填材料；
b.待胶结挡墙10的强度达到1MPa后，在采煤机11正常割煤的同时启动高位自移式充填物料转载机6，将固体物料1运输至夯实刮板输送机7上，向条带式胶结挡墙10内进行落料充填；
c.充填从夯实刮板输送机机尾向机头方向依次进行，先打开夯实刮板输送机7机尾的第一个卸料口14，对该段架后的条带式胶结挡墙10内的空间进行充填，当充填物料快接触到夯实刮板输送机7时，打开夯实刮板输送机7第三个卸料口14进行卸料，同时关闭第一个卸料口14，并开启控制第一个夯实刮板9的夯实油缸13对固体充填材料进行第一次夯实，收回夯实刮板9后，关闭第三个卸料口14，并开启第一个卸料口14进行二次充填，直到充填物料再次接触到夯实刮板输送机7时，完成第一个条带式胶结挡墙10内的充填工作，依次类推，直至完成采空工作面内所有条带式胶结挡墙10内的充填；
d.停止采空区充填工作，进行推溜、移架工作，进入下一次充填工艺。

Claims (2)

1.一种煤矿固体密实条带充填采煤方法，包括采用综合机械化固体充填采煤工艺，其特征在于：所述固体充填采用胶结充填和固体充填相结合的方法，首先在地面充填材料制备站（2）制备胶结充填材料，然后由充填泵泵送至位于采煤工作面的充填液压支架（4）尾部采空区设置的多个条形拉网（5）中，形成多个条带式胶结挡墙（10）；同时将固体物料（1）通过垂直投料井（3）投放至井下矸石仓（16）内；通过井下运输系统将固体物料（1）输送至采空区充填工作面，再采用高位自移式充填物料的转载机（6）将固体物料（1）运输至悬挂在充填液压支架（4）尾梁上的夯实刮板输送机（7）上，在采空区（8）的多个条带式胶结挡墙（10）内完成固体物料（1）的落料，借助夯实刮板输送机（7）完成固体物料（1）的夯实，实现条带充填。
2.根据权利要求1所述的煤矿固体密实条带充填采煤方法，其特征在于：所的述固体充填采煤工艺包括如下步骤：
a. 按照常规循环采煤机（11）割完一刀煤，在移架过程中通过设在充填液压支架（4）尾部的多条拉网（5）逐个布置多个条带式胶结挡墙（10）的骨架结构，并打开充填泵（12）向拉网（5）内泵送胶结充填材料；
b. 待胶结挡墙（10）的强度达到1MPa后，在采煤机（11）正常割煤的同时启动高位自移式充填物料转载机（6），将固体物料（1）运输至夯实刮板输送机（7）上，向条带式胶结挡墙（10）内进行落料充填；
c. 充填从夯实刮板输送机机尾向机头方向依次进行，先打开夯实刮板输送机（7）机尾的第一个卸料口（14），对该段架后的条带式胶结挡墙（10）内的空间进行充填，当充填物料快接触到夯实刮板输送机（7）时，打开夯实刮板输送机（7）第三个卸料口（14）进行卸料，同时关闭第一个卸料口（14），并开启控制第一个夯实刮板（9）的夯实油缸（13）对固体充填材料进行第一次夯实，收回夯实刮板（9）后，关闭第三个卸料口（14），并开启第一个卸料口（14）进行二次充填，直到充填物料再次接触到夯实刮板输送机（7）时，完成第一个条带式胶结挡墙（10）内的充填工作，依次类推，直至完成采空工作面内所有条带式胶结挡墙（10）内的充填；
d. 停止采空区充填工作，进行推溜、移架工作，进入下一次充填工艺。
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