CN1948716A

CN1948716A - 一种矿井采空区充填系统

Info

Publication number: CN1948716A
Application number: CN 200610144962
Authority: CN
Inventors: 孙浩; 巩长勇; 姜福星; 景武; 李建国; 宋曦; 吴淼; 马星民; 董柏峰; 王黔兴; 刘元成
Original assignee: Beijing Zhongkuang Electromechanical Engineering Technology Institute
Current assignee: Beijing Zhongkuang Electromechanical Engineering Technology Institute
Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2007-04-18

Abstract

本发明公开了一种矿井采空区充填系统，以解决矿井采空区的大面积全断面固体物料充填的问题，包括可伸缩带式输送机、带式输送布料机和卸料抛射机，其中卸料抛射机可沿带式输送布料机纵向进行移动，其利用卸料机构将带式输送布料机上的充填物卸至高速旋转的抛射头上，抛射头可多方向多角度摆动，通过抛射头可将充填物抛至各不同的充填点；卸料抛射机沿带式输送布料机纵向移动一个充填行程完成采空区的一个条带充填，然后，带式输送布料机的后撤，可伸缩带式输送机相应伸缩，再进行下一个条带的充填，从而达到整个采空区全容积的充填，本发明适用于各类地下开采矿井采空区的大面积充填。

Description

一种矿井采空区充填系统

技术领域

本发明涉及一种矿山机械领域的矿井充填系统，特别是涉及一种移动抛射布料式矿井采空区充填系统。

背景技术

以矿井回采时地压管理方法作为主要分类依据，地下矿山采矿方法主要有空场法、崩落法及充填法。其中，崩落法在设计中应用较少，而充填法近年来应用较多，并有一定的发展前景。

进入21世纪，矿山开采将转向深部矿体、“三下矿体”以及其它复杂难采矿体。地压控制问题将日益突出，并成为深部高效、安全作业的主要障碍。采空区充填是深部及复杂应力环境下地压控制的有效途径之一，因此，充填采矿法和充填工艺技术越来越受到人们的重视，充填工艺技术也在充填采矿法不断改造与发展的过程中得到创新与进步。

充填采矿法生产工艺可以简单描述为：随着回采工作面的推进，采空区用充填料充填。其主要特征为：充填是该采矿法回采过程中的必要工序。

充填体的作用主要是控制采场地压，支承上、下盘围岩，减少、延缓和阻止采后空区围岩的破坏和移动，并支承回采工作继续进行的工作顶板、底板，或者是矿床采空后，一次事后充填，以支承上、下盘周围矿岩，使相邻矿柱得以顺利回采，提高资源的利用率。

另外，充填采矿法直接利用矸石等采矿废料进行充填，无需运至地面堆放，节约了耕地，避免了对环境的污染。

在各种充填方法中，有似膏体充填和固体充填，似膏体所用的充填料为膏状物料，采用管道输送充填，由于需要制备适合管道输送的充填料，充填成本较高，只能实现小面积或点状的充填，不适合应用于采空区的大面积充填。固体充填是利用采矿产生的矸石等固体废料对采空区进行充填，该方法首先通过可伸缩带式输送机将充填料输送至充填作业区巷道，然后转载于另一条安装于充填区域内与之垂直安装的另一条可伸缩式带式输送机上，后者的卸料端可左右摆动，通过其卸料端的伸缩和左右摆动实现大面积的布料充填。由于可伸缩式带式输送机结构复杂、操作起来极为不便，劳动强度大，充填效率低，另外，其收缩范围也比较小，难以实现采空区全面积布料，同时，由于充填物采用自然下落布料，布料高度不能超过带式输送机的高度，加之顶板凹凸不平，带式输送机珠的架设高度较低，因此，充填料堆积高度远小于顶板围岩高度，采空区顶部尚有较大的空间无法充填，充满率较低，不能对顶板围岩形成有效支承。

由此可见，上述现有的矿井采空区充填系统在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决矿井采空区充填中存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。

有鉴于上述现有的矿井采空区充填系统存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合理论的运用，积极加以研究创新，以期创设一种集物料输送与抛射布料于一体的新型结构的矿井采空区充填系统，使其更具有实用性，经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有技术存在的缺陷，而提供一种新型结构的矿井采空区充填系统，以解决采空区充填的充满率不高，布料困难和充填效率低、劳动强度大的问题，使其使充满率和充填效率达到理想的效果，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：通过依据本发明提出的移动抛射布料式矿井采空区充填系统，包括可伸缩带式输送机1、带式输送布料机2和卸料抛射机3，其中，带式输送布料机2搭接于可伸缩带式输送机1卸料端，并实现对可伸缩带式输送机1所输送物料的转载，带式输送布料机2上安装有导轨4，卸料抛射机3架设于带式输送布料机2上的导轨4上，卸料抛射机3可沿带式输送布料机2纵向移动。

与现有技术相比，本发明增加了一个可移动的具有卸料和抛射功能的卸料抛射机3，而且带式输送布料机2不需要伸缩，通过卸料抛射机3将充填物料从运动着的带式输送布料机2上的卸下并以不同的角度抛射至充填点。由于抛射距离远，因此，不必象现有技术一样频繁地移动设备；由于可向上抛射，能够将充填物料抛至采空区顶部，消除了上部空间，提高了充填的充满率；由于卸料抛射机3可沿带式输送布料机2全长移动，可实现充填空间整个宽度范围的充填，避免了现有技术中由于布料用可伸缩带式输送机，不能缩的太短而不能实现充填空间整个宽度范围的充填的问题。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的移动抛射布料式矿井采空区充填系统，其中所述的卸料抛射机3包括移动小车31、卸料机构32、小车驱动机构33、抛射机架38、抛射驱动机构35、抛射头36、一个或一个以上的抛射叶片37和抛射姿态调整机构34，其中，卸料机构32、小车驱动机构33和抛射姿态调整机构34安装在移动小车31上，抛射机架38安装在抛射姿态调整机构34上，抛射姿态调整机构34可使抛射头36进行左右、上下摆动或左右、前后摆动或左右摆动，抛射驱动机构35、抛射头36、安装在抛射机架38上，抛射头36为回转结构，其与抛射驱动机构35相联并可由抛射驱动机构35驱动沿其轴线转动，抛射叶片37安装在抛射头36上；

小车驱动机构33也可安装在带式输送布料机2的机架上，并与移动小车相联，通过通过钢丝绳或其他传动机构驱动移动小车31在带式输送布料机2上移动。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。

经由上述可知，本发明提出的一种集物料输送与抛射布料于一体的新型结构的移动抛射布料式矿井采空区充填系统。其利用可沿带式输送布料机移动的可多方向多角度摆动的旋转抛射头，将带式输送布料机输送的充填料抛射于大面积的采空区，以实现对采空区整个截面上的充填。

借由上述技术方案，本发明提出的移动抛射布料式矿井采空区充填系统，至少具有下列优点：

(1)本发明利用抛射头的高速旋转，可将经皮带输送过来的物料上抛，并通过抛射姿态调整机构使抛射头进行左右、上下或前后的摆动调整抛射高度和抛射角度，以适应不同高度采空区的充填，使充填物能够达到采空区的顶部，大大提高了充填效果，实现了对顶板围岩的有效支承。

(2)本发明利用可移动的卸料抛射头对带式输送布料机进行卸料抛射，通过卸料抛射头在带式输送布料机的移动，不需要带式输送布料机进行伸缩就能实现沿带式输送布料机全程的抛射布料，简化带式输送布料机桔构，减轻了劳动强度、提高了充填效率和采空区充填率。

综上所述，本发明的移动抛射布料式矿井采空区充填系统，所要解决的技术问题是采用固体充填物对矿井采空区进行全面积全断面充填的问题，以实现整个采空区整个容积的密实充填。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在结构上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的矿井采空区充填系统具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明右视剖视示意图；

其中：

1：可伸缩带式输送机 2：带式输送布料机

3：卸料抛射机 4：移动小车

5：卸料机构 6：小车驱动机构

7：导轨 8：抛射姿态调整机构

9：抛射驱动机构 10：抛射头

11：抛射叶片 12：抛射机架

具体实施例详细说明

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的移动抛射布料式矿井采空区充填系统的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

请参阅图1和图2所示，本实用新型较佳实施例的移动抛射布料式矿井采空区充填系统，其主要包括：可伸缩带式输送机1、带式输送布料机2和卸料抛射机3。其中，带式输送布料机2搭接于可伸缩带式输送机1的卸料端，并实现对可伸缩带式输送机1所输送物料的转载，带式输送布料机2上纵向安装有导轨4，卸料抛射机3架设于带式输送布料机上2的导轨4上，并可沿导轨4移动，卸料抛射机3可沿带式输送布料机2的纵向进行移动。

卸料抛射机3包括移动小车31、卸料机构32、小车驱动机构33、抛射机架38、抛射驱动机构35、抛射头36、一个或一个以上的抛射叶片37和抛射姿态调整机构34，其中，卸料机构32、小车驱动机构33和抛射姿态调整机构34安装在移动小车31上，抛射机架38安装在抛射姿态调整机构34上，抛射姿态调整机构34可使抛射头36进行左右、上下摆动或左右、前后摆动或左右摆动，抛射驱动机构35、抛射头36、安装在抛射机架38上，抛射头36为回转结构，其与抛射驱动机构35相联并可由抛射驱动机构35驱动沿其轴线转动，抛射叶片37安装在抛射头36上。

工作时，由可伸缩带式输送机1安装在巷道内，带式输送布料机2与之垂直安装在待充填的采空区内，可伸缩带式输送机1将充填物料输送转载至带式输送布料机2上，并由卸料抛射机3上的卸料机构32将其卸至高速旋转的抛射头36上，由抛射头36将充填物料抛射至充填点，抛射头36可在抛射姿态调整机构34的作用下进行摆动，以调整抛射高度和抛射角度。依充填进度不同，移动小车31沿带式输送布料机2的纵向移动，最后，抛射的充填物在围岩顶板和底板堆积形成一条平行于带式输送布料机2的充填带；然后，带式输送布料机2后撤至下一个充填工位，同时，可伸缩带式输送机1随带式输送布料机2相应伸缩，其他相关设备也随之重新安置于下一个充填工位，依上述过程开始第二次充填，并形成第二条充填带，如此反复操作即可实现对采空区的充填；依两个相邻工位距离的不同，相邻的两条充填带可相互重叠形成全容积不间断的充填体，或各充填带断续形成不完全的充填体。

上述如此结构构成的本发明采空区充填系统的技术创新，对于现今同行业的技术人员来说均具有许多可取之处，而确实具有技术进步性。

如上所述是本发明的基本构思。但是，在本发明的技术领域内，只要具备最基本的知识，可以对本发明的其他可操作的实施例进行改进，在本发明中对实质性技术方案提出了专利保护请求，其保护范围应包括具有上述技术特点的一切变化方式，例如将该发明所提及的技术方案应用于其他的充填或布料系统中，或者对该发明所提及的技术方案进行劣化后应用等。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1、一种矿井采空区充填系统，包括可伸缩带式输送机(1)、带式输送布料机(2)，其特征在于，带式输送布料机(2)上安装有卸料抛射机(3)。

2、根据权利要求1所述的矿井采空区充填系统，其特征在于所述的卸料抛射机(3)可沿带式输送布料机(2)的纵向进行移动。

3、根据权利要求1或2所述的矿井采空区充填系统，其特征在于所述的卸料抛射机(3)包括移动小车(31)、卸料机构(32)、抛射机架(38)、抛射驱动机构(35)、抛射头(36)、一个或一个以上的抛射叶片(37)和抛射姿态调整机构(34)，其中，卸料机构(32)和抛射姿态调整机构(34)安装在移动小车(31)上，抛射机架(38)安装在抛射姿态调整机构(34)上，抛射驱动机构(35)、抛射头(36)、安装在抛射机架(38)上，抛射驱动机构(35)与抛射头(36)相联并可驱动抛射头(36)沿其轴线转动，抛射叶片(37)安装在抛射头(36)上。

4、根据权利要求1或2所述的矿井采空区充填系统，其特征在于所述的卸料抛射机(3)还包括小车驱动机构(33)，小车驱动机构(33)安装在移动小车(31)上。

5、根据权利要求1或2所述的矿井采空区充填系统，其特征在于所述的卸料抛射机(3)还包括小车驱动机构(33)，小车驱动机构(33)安装在带式输送布料机(2)的机架上，并与移动小车31相联。