CN109209491A - 一种矸石充填方法 - Google Patents
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Abstract
一种矸石充填方法，由充填液压支架、底卸式刮板输送机、吊挂装置、风力充填管路、卸料板、卸料千斤顶、压实机构组成，底卸式刮板输送机和风力充填管路在液压支架顶梁下方并行布置，吊挂装置将风力充填管路吊挂在充填液压支架顶梁后部，风力充填管路在风力作用下将充填矸石送到充填工作面，通过卸料板的开启将充填矸石送入采空区，底卸式刮板输送机和风力充填管路分开动作，对矸石充填工作面的不同位置同时进行充填，底卸式刮板输送机和充填管路的传送方式、落料位置都不相同，形成多点多源错位充填模式，提高矸石充填工作面充填效率。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿矸石充填开采方法，特别涉及一种矸石充填方法，适应于煤矿矸石充填工作面充填作业和充填工艺优化。
背景技术
我国煤矿主要采用顶板垮落法进行煤炭开采，煤炭采出后，顶板在矿山压力作用下自行断裂垮落，开采生产效率较高，但是也带来了矿压显现大、矸石占地污染、地下水流失、地面沉陷等一系列问题。为了落实绿色开采、可持续发展理念，更好地保护生态环境，进入新世纪以来，国内开始尝试采用矸石充填方法进行工作面充填开采。该充填方法是在液压支架的顶梁后方吊挂底卸式刮板输送机，通过底卸式刮板输送机将矸石输送到采空区进行工作面充填。实践表明，矸石充填的最大问题是工作面生产效率很低，因而没有得大规模推广应用。如何提高矸石充填工作面的充填效率成为当前迫切需要解决的问题。
发明专利200710304288.1公开了一种利用尾矿浆进行充填的设备和工艺，对煤矿来说，上述充填方法的最大问题是尾矿浆不易获取，加之尾矿浆需要制备后运送到井下工作面进行充填，大幅增加了生产成本，因此不适合煤矿工作面充填。
发明专利200910244126.2公开了一种利用煤矸石、水泥和粉煤灰进行工作面采空区进行充填的系统，该充填方法通过将水泥、粉煤灰、煤矸石和水在搅拌槽中搅拌成充填料浆运送到工作面进行充填。该充填方法存在三个问题：一是生产成本较高，由于需要加入水泥，相应地增加了生产成本；二是生产工艺复杂，该充填方法需要将煤矸石、水泥和粉煤灰制备成料浆进行充填，生产环节较多，生产工艺复杂； 三是生产效率有待提高，由于充填料浆需要一定时间才能硬化承载，因此工作面生产能力有限，生产效率有待提高。
发明专利201410148877.5公开了一种煤矸石气裹输送与充填系统，该充填系统由料仓、旋转下料阀、气固混合加速室、输送管道和喷射充填装置组成，气固混合加速室的喷料口通过气裹输送器连接输送管道，气裹输送器连接进料管和出料管，出料管连接喷射充填装置，通过喷射充填装置进行充填。该充填系统主要问题是没有形成多点充填环节，工作面充填效率有待提高。
发明专利201410741273.1公开了一种连续型气力充填采煤系统，该充填系统由防护支架、气力矸石充填装置、挡料装置组成，通过气力增压装置来增强充填系统气力输送能力，提高矸石充填效率。该充填系统存在二个问题：一是没有压实机构，利用挡料装置来控制矸石充填高度，通过风力输送自然充填，没有矸石密实过程，矸石充填密实度难以控制，充填效果有待提高；二是只有一个风力充填系统，充填效率有待提升。
发明专利201711262813.8公开了一种采掘碎石和超细全尾砂管道自流输送充填系统，该系统通过搅拌容器，将水泥、超细全尾砂和采掘碎石搅拌成一定浓度的充填料浆，将充填料浆输送到充填采场进行充填。该充填方法存在三个问题：一是生产成本高，由于需要加入水泥，无形中增加了生产成本；二是生产工艺复杂，该充填方法需要将煤矸石、水泥和粉煤灰制备成料浆，生产环节多，生产工艺复杂； 三是充填效率有待提高，由于充填料浆不能形成多点同时充填作业，充填效率有待提高。
发明专利201711420214.4公开了一种井下轻质单料的充填施工方法，该充填方法将无机轻质单料放入料斗中，利用压风带运物料进入水料混合室，与清水在水料混合室形成浆体，通过压风作用，将浆体输送到空硐进行充填。该充填方法存在三个问题：一是充填料体不易获取，由于需要轻质单料，对于煤矿来说，该种材料难以获取；二是生产工艺复杂，该充填方法需要将充填料体制备成浆体，生产环节多，生产工艺复杂； 三是不适合工作面充填，由于工作面需要大量浆料进行充填，加之不能多点同时充填作业，因此上述充填方法主要用于空硐充填，不适合工作面充填。
为克服上述技术的不足，亟需一种高效的矸石充填方法，以提高矸石工作面生产效率。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有矸石充填工作面充填效率低难题，通过多点多源错位充填作业，实现矸石充填工作面快速高效充填。
技术方案：本发明一种矸石充填方法，通过在液压支架顶梁下方并行布置底卸式刮板输送机和风力充填管路两趟充填系统，底卸式刮板输送机和风力充填管路分开动作，同时对矸石充填工作面的不同位置进行充填，底卸式刮板输送机和充填管路的传送方式、落料位置都不相同，形成多点多源错位充填模式，提高矸石充填工作面充填效率。
本发明专利解决了矸石充填工作面充填效率低的难题，在充填工作面前方布置矸石筛分装置，大块矸石输送到底卸式刮板输送机，通过底卸式刮板输送机进行充填；小块矸石输送到风力充填管路，通过风力充填管路进行充填，底卸式刮板输送机和风力充填管路同时作业，对充填工作面不同位置同时进行充填作业，通过多点多源错位充填模式，提高矸石充填工作面充填效率。
本发明专利具有下述优点。
⑴充填效率高。通过设置底卸式刮板输送机和风力充填管路两部充填系统，底卸式刮板输送机和风力充填管路可以同时对矸石充填工作面的不同位置进行充填，工作面充填效率得到大幅提高。
⑵充填效果好。上述充填方法可以充分利用矸石充填粒径的不同对工作面进行充填，通过矸石筛分装置，大块矸石输送到底卸式刮板输送机落料充填，小块矸石输送到风力充填管路进行风力充填，大块矸石通过底卸式刮板输送机落料进行下部充填，夯实充填基础；小块矸石通过风力充填管路对上部进行充填，解决现有矸石充填工作面充填矸石不易接顶难题，提高矸石充填密实率，增强充填效果。
⑶充填系统简单。只需要在液压支架顶梁下方并行布置底卸式刮板输送机和风力充填管路两部充填系统，分别通过底卸式刮板输送机卸料充填和风力充填管路进行风力充填，不需要制备浆料，充填系统简单。
附图说明
图1是本发明的装配示意图。
图2是本发明的刮板输送机和充填管路布置示意图（图1中A-A俯视图）。
图中： 1-充填液压支架，2-底卸式刮板输送机，3-吊挂装置，4-风力充填管路，5-卸料板，6-卸料千斤顶，7-压实机构。
图3是本发明风力充填管路中卸料板开启时的充填状态示意图(图1中B图放大)。
具体实施方式。
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述。
如图1所示，一种矸石充填方法，由充填液压支架(1)、底卸式刮板输送机(2)、吊挂装置(3)、风力充填管路(4)、卸料板(5)、卸料千斤顶(6)、压实机构（7）组成，风力充填管路(4)在风力作用下将充填矸石送到充填工作面，通过卸料板(5)的开启将充填矸石送入采空区，对工作面后方进行矸石充填。
如图2所示，底卸式刮板输送机(2)和风力充填管路(4)在液压支架（1）顶梁下方并行布置，底卸式刮板输送机(2)和风力充填管路(4)分开动作，对矸石充填工作面的不同位置同时进行充填，底卸式刮板输送机(2)和风力充填管路(4)的传送方式、落料位置都不相同，形成多点多源错位充填模式，提高矸石充填工作面充填效率。
如图3所示，风力充填管路（4）通过吊挂装置(3)和销轴（5-1）吊挂在液压支架（1）顶梁后部，卸料板（5）分别通过销轴（5-2）和销轴（5-3）与风力充填管路（4）和卸料千斤顶（6）相连，卸料千斤顶（6）活塞杆收回时，带动卸料板（5）旋转，从而打开卸料口，风力充填管路（4）中的矸石在风力作用下进入采空区进行充填。
上述实施例是对本发明的有效实施方式进行描述，并非对本方面的范围进行限定，在不脱离本发明的设计精神前提下，工程技术人员对本发明做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种矸石充填方法，由充填液压支架(1)、底卸式刮板输送机(2)、吊挂装置(3)、风力充填管路(4)、卸料板(5)、卸料千斤顶(6)、压实机构（7）组成，吊挂装置(3)将充填管路(4)吊挂在充填液压支架(1)顶梁后部，充填管路(4)在风力作用下将充填矸石送到充填工作面，通过卸料板(5)的开启将充填矸石送入采空区，结合底卸式刮板输送机(2)卸料充填，形成多点多源错位充填模式，提高矸石充填工作面充填效率。
2.如权利1所述的一种矸石充填方法，底卸式刮板输送机(2)和风力充填管路(4)分开动作，对矸石充填工作面的不同位置同时进行充填，底卸式刮板输送机(2)和风力充填管路(4)的传送方式、落料位置都不相同，形成多点多源错位充填模式，提高矸石充填工作面充填效率。
3.如权利1所述的一种矸石充填方法，其特征在于：风力充填管路（4）布置在底卸式刮板输送机(2)后部，风力充填管路(4)通过吊挂装置(3)安装在充填液压支架(1)顶梁后部，每个充填液压支架(1)的风力充填管路（4）都设有卸料板(5)，充填时，卸料千斤顶(6)动作，卸料板(5)打开，充填矸石落入采空区进行充填。
4.如权利1所述的一种矸石充填方法，其特征在于：每架液压支架（1）顶梁后方的风力充填管路（4）上都设有卸料板（5）和卸料千斤顶(6)，卸料千斤顶（6）控制卸料板（5）的开启和关闭，卸料板（5）在卸料千斤顶(6)作用下开启后，风力充填管路（4）中的矸石在风力作用下进入采空区进行充填。
5.如权利1所述的一种矸石充填方法，其特征在于：风力充填管路（4）通过吊挂装置(3)和销轴（5-1）吊挂在液压支架（1）顶梁后部，卸料板（5）分别通过销轴（5-2）和销轴（5-3）与风力充填管路（4）和卸料千斤顶（6）相连，卸料千斤顶（6）活塞杆收回时，带动卸料板（5）旋转，从而打开卸料口，风力充填管路（4）中矸石在风力作用下进入采空区进行充填。
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