CN111236943B - 一种露天端帮前进割煤后退充填的开采方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种露天端帮前进割煤后退充填的开采方法，在露天矿端帮坑底处，掘进机向里自动前进式掘进巷道割煤，然后利用装载机构将落煤通过掘进机内的刮板链运至运煤皮带上，最后通过运煤皮带机将煤运出巷道外；当掘进机掘进至停采线时，掘进机自动下放截割头，并控制掘进机上的充填装置下放充填袋，然后后退式通过注入浆体管道对充填袋内进行注入浆体。本发明解决了露天端帮压煤回收难和传统开采导致的端帮结构稳定性差的问题，提高了煤炭资源的回收率，减少了端帮开采带来的地表沉陷，实现了绿色开采；此外，本发明实现了快速布管和采充自动化，显著提高了煤炭资源的开采效率和生产安全性，极大降低了煤炭生产成本及工人劳动强度。
Description
技术领域
本发明属于采矿技术领域，具体涉及一种露天端帮前进割煤后退充填的开采方法，适用于露天端帮压煤开采。
背景技术
在露天矿生产过程中，常常会导致很多煤炭资源无法有效回收，造成大量的资源浪费。蒙陕地区的鄂尔多斯及神府等煤炭生产基地存在大量的露天矿端帮及山坡露头煤，其总量达上亿吨，过去常将这部分煤炭资源遗弃或者采用低回采率的房柱式开采，既损失了大量煤炭资源，又给端帮稳定性埋下祸患。同时，常规的巷式开采作业强度大、开采效率低、存在众多安全隐患。因此，如何在保障端帮结构稳定地情况下，实现无人自动化安全高效回采端帮压煤成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种露天端帮前进割煤后退充填的开采方法，旨在保障端帮结构稳定地前提下，实现安全高效的回采端帮压煤的目的。
本发明采用如下技术方案来实现的：
一种露天端帮前进割煤后退充填的开采方法，在露天矿端帮坑底处，掘进机向里自动前进式掘进巷道割煤，然后利用装载机构将落煤通过掘进机内的刮板链运至运煤皮带上，最后通过运煤皮带机将煤运出巷道外；当掘进机掘进至停采线时，掘进机自动下放截割头，并控制掘进机上的充填装置下放充填袋，然后后退式通过注入浆体管道对充填袋内进行注入浆体。
本发明进一步的改进在于，运煤皮带机连接在掘进机尾处，由电动滚筒驱动，运煤皮带机机架每15m为一节，机架下安装有行走轮，掘进机每前进15m，在巷道外面接一节机架和皮带。
本发明进一步的改进在于，运煤皮带机机架侧向安装有L型管道架，每节机架上都有两组L型管道架，且在巷道外连接机架时，同时将注入浆体管道架设到L型管道架上并和上一节管道连接。
本发明进一步的改进在于，掘进机的充填装置包括伸缩臂、挂袋臂、支撑框架、上挡板、下挡板、伸缩注入浆体管和充填袋；挂袋臂位于支撑框架上，支撑框架上方设置有上挡板，伸缩臂位于挂袋臂内，充填袋上部挂于挂袋臂之上，下部被下挡板支撑；随着掘进机后退，挂袋臂、伸缩臂和伸缩注入浆体管协调向前延伸，下放充填袋进行注浆充填。
本发明进一步的改进在于，充填装置的充填工艺包括以下步骤：
a.充填装置上的挂袋臂、伸缩臂、下挡板和伸缩注入浆体管向前延伸一个充填袋的长度，然后回缩下挡板下放挂袋臂上的若干个充填袋；
b.充填装置上的伸缩臂弹出第一组插销将第一个充填袋的前排拉环固定，然后向前延伸一个充填袋的长度，再弹出第二组插销将第一个充填袋的后排拉环固定；
c.通过注入浆体管道对第一个充填袋内进行注入浆体充填；
d.当监测系统监测到第一个充填袋充满时，停止泵送充填物料，收回伸缩臂上的第一组插销、第二组插销和伸缩臂，并将装置整体向后移充填袋长度的2倍，伸缩注入浆体管除外；
e.伸缩臂弹出第一组插销将第二个充填袋的前排拉环即第一个充填袋的后排拉环固定，然后向前延伸一个充填袋的长度，再弹出第二排插销将第二个充填袋的后排拉环固定；
f.将伸缩注入浆体管由第一个充填袋内拉出，准备进行第二个充填袋注入浆体；
g.通过注入浆体管道对第二个充填袋内进行注入浆体充填，如此周而复始，直至完成整个巷道的充填。
本发明至少具有以下有益的技术效果：
本发明提供的一种露天端帮前进割煤后退充填的开采方法，采用前进割煤后退充填的开采模式，并将充填装置安装在掘进机上和将L型管道架安装在运煤皮带机机架侧向，一方面，解决了露天端帮压煤回收难和传统开采导致的端帮结构稳定性差的问题，提高了煤炭资源的回收率，减少了端帮开采带来的地表沉陷，实现了绿色开采，响应了国家绿色矿山建设的政策；另一方面，实现了快速布管和采充自动化，显著提高了煤炭资源的开采效率和生产安全性，极大降低了煤炭生产成本及工人劳动强度。
附图说明
图1是本发明前进割煤过程中各装置位置图；
图2是本发明充填装置各部件图；
图3是本发明后退充填过程中各装置位置图。
附图标记说明：
1—掘进机，2—装载机构，3—截割头，4—下挡板，5—充填袋，6—挂袋臂，7—伸缩臂，8—上挡板，9—第一组插销，10—前排拉环，11—后排拉环，12—第二组插销，13—伸缩注入浆体管，14—支撑框架，15—L型管道架，16—运煤皮带机，17—运煤皮带机机架，18—注入浆体管道，19—第一个充填袋，20—第二个充填袋，21—浆体。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，以下结合附图和实施例对本发明做出进一步的说明。
如图所示，本发明提供的一种露天端帮前进割煤后退充填的开采方法，在露天矿端帮坑底处，掘进机1向里自动前进式掘进巷道割煤，然后利用装载机构2将落煤通过掘进机1内的刮板链运至运煤皮带上，最后通过运煤皮带机16将煤运出巷道外；当掘进机1掘进至停采线时，掘进机1自动下放截割头3，并控制掘进机1上的充填装置下放充填袋5，然后后退式通过注入浆体管道18对充填袋5内进行注入浆体21。
其中，运煤皮带机16连接在掘进机1尾处，由电动滚筒驱动，运煤皮带机机架17每15m为一节，机架下安装有行走轮，掘进机1每前进15m，在巷道外面接一节机架和皮带。运煤皮带机机架17侧向安装有L型管道架15，每节机架上都有两组L型管道架15，且在巷道外连接机架时，同时将注入浆体管道18架设到L型管道架15上并和上一节管道连接。
掘进机1的充填装置包括伸缩臂7、挂袋臂6、支撑框架14、上挡板8、下挡板4、伸缩注入浆体管13和充填袋5；挂袋臂6位于支撑框架14上，支撑框架14上方设置有上挡板8，伸缩臂7位于挂袋臂6内，充填袋5上部挂于挂袋臂6之上，下部被下挡板4支撑；随着掘进机1后退，挂袋臂6、伸缩臂7和伸缩注入浆体管13协调向前延伸，下放充填袋5进行注浆充填。
实施例
1.掘进机1从端帮坑底处开始前进掘进割煤，然后利用装载机构2将落煤通过掘进机1内的刮板链运至运煤皮带上，最后通过运煤皮带机16将煤运出巷道外；
2.当掘进机1掘进15m左右时，停止运转系统，并在巷道外的运煤皮带机机架17上续接一节机架和皮带，同时在机架侧向的L型管道架15上安装注入浆体管道18，每15m一个循环，如此反复，直至掘进到停采线；
3.当掘进机1掘进至停采线时，掘进机1自动下放截割头3，充填装置上的挂袋臂6、伸缩臂7、下挡板4和伸缩注入浆体管13道向前延伸2.5m，然后下挡板4回缩下放挂袋臂6上的充填袋5；
4.充填装置上的伸缩臂7弹出第一组插销9将第一个充填袋19的前排拉环10固定，然后向前延伸2.5m，再弹出第二组插销12将第一个充填袋19的后排拉环11固定；
5.启动注入浆体21泵，通过注入浆体管道18对第一个充填袋19内进行注入浆体21充填；
6.当第一个充填袋19充满时，停止泵送充填物料，收回伸缩臂7上的第一组插销9、第二组插销12和伸缩臂7，除伸缩注入浆体管13外，将装置整体向后移5.0m，然后准备进行第二个充填袋20注入浆体21；
7.伸缩臂7弹出第一组插销9将第二个充填袋20的前排拉环10(第一个充填袋19的后排拉环11)固定，然后向前延伸2.5m，再弹出第二组插销12将第二个充填袋20的后排拉环11固定；
8.将伸缩注入浆体管13由第一个充填袋19内拉出，对第二个充填袋20进行注入浆体21；
9.当第二个注入浆体21袋充满时，进行第三个充填袋注入浆体21，如此周而复始，直至完成整个巷道的充填。
Claims (3)
1.一种露天端帮前进割煤后退充填的开采方法，其特征在于，在露天矿端帮坑底处，掘进机(1)向里自动前进式掘进巷道割煤，然后利用装载机构(2)将落煤通过掘进机(1)内的刮板链运至运煤皮带上，最后通过运煤皮带机(16)将煤运出巷道外；当掘进机(1)掘进至停采线时，掘进机(1)自动下放截割头(3)，并控制掘进机(1)上的充填装置下放充填袋(5)，然后后退式通过注入浆体管道(18)对充填袋(5)内进行注入浆体(21)；
掘进机(1)的充填装置包括伸缩臂(7)、挂袋臂(6)、支撑框架(14)、上挡板(8)、下挡板(4)、伸缩注入浆体管(13)和充填袋(5)；挂袋臂(6)位于支撑框架(14)上，支撑框架(14)上方设置有上挡板(8)，伸缩臂(7)位于挂袋臂(6)内，充填袋(5)上部挂于挂袋臂(6)之上，下部被下挡板(4)支撑；随着掘进机(1)后退，挂袋臂(6)、伸缩臂(7)和伸缩注入浆体管(13)协调向前延伸，下放充填袋(5)进行注浆充填；
充填装置的充填工艺包括以下步骤：
a.充填装置上的挂袋臂(6)、伸缩臂(7)、下挡板(4)和伸缩注入浆体管(13)向前延伸一个充填袋(5)的长度，然后回缩下挡板(4)下放挂袋臂(6)上的若干个充填袋(5)；
b.充填装置上的伸缩臂(7)弹出第一组插销(9)将第一个充填袋(19)的前排拉环(10)固定，然后向前延伸一个充填袋(5)的长度，再弹出第二组插销(12)将第一个充填袋(19)的后排拉环(11)固定；
c.通过注入浆体管道(18)对第一个充填袋(19)内进行注入浆体(21)充填；
d.当监测系统监测到第一个充填袋(19)充满时，停止泵送充填物料，收回伸缩臂(7)上的第一组插销(9)、第二组插销(12)和伸缩臂(7)，并将装置整体向后移充填袋(5)长度的2倍，伸缩注入浆体管(13)除外；
e.伸缩臂(7)弹出第一组插销(9)将第二个充填袋(20)的前排拉环(10)即第一个充填袋(19)的后排拉环(11)固定，然后向前延伸一个充填袋(5)的长度，再弹出第二排插销将第二个充填袋(20)的后排拉环(11)固定；
f.将伸缩注入浆体管(13)由第一个充填袋(19)内拉出，准备进行第二个充填袋(20)注入浆体(21)；
g.通过注入浆体管道(18)对第二个充填袋(20)内进行注入浆体(21)充填，如此周而复始，直至完成整个巷道的充填。
2.根据权利要求1所述的一种露天端帮前进割煤后退充填的开采方法，其特征在于，运煤皮带机(16)连接在掘进机(1)尾处，由电动滚筒驱动，运煤皮带机机架(17)每15m为一节，机架下安装有行走轮，掘进机(1)每前进15m，在巷道外面接一节机架和皮带。
3.根据权利要求1所述的一种露天端帮前进割煤后退充填的开采方法，其特征在于，运煤皮带机机架(17)侧向安装有L型管道架(15)，每节机架上都有两组L型管道架(15)，且在巷道外连接机架时，同时将注入浆体管道(18)架设到L型管道架(15)上并和上一节管道连接。
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