WO2014131323A1 - 井上矸石回填井下采空区的方法及设备 - Google Patents

井上矸石回填井下采空区的方法及设备 Download PDF

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杜长龙
郑克洪
李建平
杨道龙
罗晨旭
江红祥
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    • E21F13/00Transport specially adapted to underground conditions
    • E21F13/002Crushing devices specifically for conveying in mines

Abstract

一种井上矸石回填井下采空区的方法及设备被公开。该方法是在矸石回填过程中,先将矸石在井上地面通过井上对辊式破碎机(4)进行破碎,然后将破碎后的矸石通过垂直式物料投放机(6)输送至井下,在井下通过井下对辊式破碎机(8)对矸石碎块进行再次破碎,以达到适应气力输送装置(9)需要的粒径大小,最后再通过气力输送装置(9)输送至井下采空区进行回填。井上矸石回填井下采空巷道的设备及方法可以安全、高效地将矸石从地面输送到距离地面几百米深的井下采空区进行回填,节约了地面矸石堆积占地面积,降低了地表塌陷危险。

Description

井上矸石回填井下采空区的方法及设备 技术领域
本发明涉及井上矸石回填井下采空巷道的方法及设备, 尤其适用于矿山井上矸石山 直接回填井下。
背景技术
矸石也称为煤矸石, 是煤炭开采的伴生物, 包括煤矿巷道掘进时产生的大块岩石和 在开采过程中产生的夹矸及顶底板岩石。 传统的矸石处理方式是将其从井下运至地面堆 积, 形成煤矿特有的地表 "建筑物"——矸石山。 这些矸石山的存在为矿区环境带来许 多不利影响, 主要体现在以下四个方面: (1 ) 矸石山堆积: 破坏生态环境、 影响自然景 观; (2 ) 矸石山自燃: 污染矿区空气、 危害人类健康; (3 )矸石山淋溶: 破坏土壤结构、 污染矿区水体; (4) 矸石山坍塌: 危及人类生命、 造成经济损失。 据统计, 目前全国历 年累计堆放的矸石约 45亿吨, 规模较大的矸石山有 1600多座, 已占有土地约 1. 5万公 顷, 而且堆积量每年还以 1. 5亿~2亿吨的速度增加。
针对这些问题, 从实现资源与环境协调发展的目的出发, 寻求合理开发利用矿产资 源、 保护地表建筑与地下水资源和保护或改造地表环境技术途径成为必然。 随着我国煤 炭资源的不断开采, 国家出台了一系列政策, 促使企业改变过去的 "掠夺"式开采方式, 强制企业提高资源回采率、 伴生资源利用率。
以矸石、 粉煤灰等固体井上废弃物为充填材料, 对井下采空区进行充填, 可以达到 解决固体废弃物矸石、 粉煤灰的排放问题及地表塌陷问题, 具有重要的现实意义和广阔 的应用前景。 但是, 如何将矸石等废弃物安全、 高效并经济的从地面输送到距离地面几 百米深的井下进行采空区充填是前急需解决的一大难题。
发明内容
发明目的: 本发明的目的是针对上述技术问题, 提供一种可将井上矸石山堆积的矸 石运送到井下进行充填的方法及设备。
本发明的井上矸石回填井下采空区的方法包括以下步骤:
a、将矸石山堆积的矸石依次通过矸石料仓、 螺旋输送机一和井上皮带运输机送入井 上对辊式破碎机, 将矸石破碎成粒度为 50mm以下的矸石碎块;
b、 将步骤 a中得到的粒度为 50mm以下的矸石碎块依次通过螺旋输送机二和垂直式 固体物料投放机送至井下,
c、 将送入井下的粒度为 50mm以下的矸石碎块通过井下皮带运输机送入井下对辊式 破碎机, 将粒度为 50mm以下的矸石碎块再次破碎成粒度为 30mm以下的矸石碎块;
d、 将步骤 c中得到的粒度为 30mm以下的矸石碎块通过气力输送装置送至井下采空 区。
本发明的井上矸石回填井下采空区的设备包括井上矸石料仓、 井上对辊式破碎机、 垂直式固体物料投放机、 井下对辊式破碎机和气力输送装置, 所述井上矸石料仓的出料 口依次通过螺旋输送机一和井上皮带运输机连接井上对辊式破碎机的进料口, 井上对辊 式破碎机的出料口通过螺旋输送机二连接垂直式固体物料投放机的进料口, 垂直式固体 物料投放机的出料口通过井下皮带运输机连接井下对辊式破碎机的进料口, 井下对辊式 破碎机的出料口连接气力输送装置。
在本发明中, 进一步的, 所述垂直式固体物料投放机包括水平送料腔、 竖直送料腔 和锥齿轮传动箱, 所述水平送料腔的一端设有进料料斗, 水平送料腔的另一端与竖直送 料腔的上端连通, 竖直送料腔的下端设置出料口, 在水平送料腔和竖直送料腔内分别设 有水平送料螺杆和竖直送料螺杆, 所述水平送料螺杆的一端通过联轴器连接减速器, 减 速器连接电动机, 水平送料螺杆的另一端通过齿轮传动箱连接竖直送料螺杆。
在本发明中, 进一步的, 所述气力输送装置包括鼓风机, 所述鼓风机通过增压器连 接输料管的一端, 所述输料管的另一端设有矿用湿喷机, 在输料管上设有入料斗。
在本发明中, 进一步的, 所述井上对辊式破碎机的出料粒度为 50mm以下; 所述井下 对辊式破碎机的出料粒度为 30mm以下。
有益效果: 本发明在矸石回填过程中, 先将矸石在井上地面进行破碎, 然后将破碎 后的矸石通过垂直式物料投放机输送至井下, 在井下对矸石碎块进行再次破碎, 以达到 适应气力输送装置需要的粒径大小, 最后再通过气力输送装置输送至井下采空区进行回 填。 本发明的井上矸石回填井下采空巷道的设备及方法可以安全、 高效并经济的将矸石 依次通过从地面输送到距离地面几百米深的井下采空区进行回填, 节约了地面矸石堆积 占地面积, 降低了地表塌陷危险, 节约了环境治理费用, 该设备结构紧凑, 所占空间小, 拆装方便, 具有广泛的实用性。
附图说明
图 1是本发明的设备布置图;
图 2 是本发明的垂直式固体物料投放机结构图;
图 3是本发明的力输送装置结构图。
图中: 1、 井上矸石料仓, 2、 螺旋输送机一, 3-井上皮带运输机, 4、 井上对辊式破 碎机, 5、 螺旋输送机二, 6、 垂直式固体物料投放机, 7、 井下皮带运输机, 8、 井下对 辊式破碎机, 9、 气力输送装置, 61、 减速器, 62、 联轴器, 63、 底座, 64、 进料料斗, 65、 水平送料腔, 66、 齿轮传动箱, 67、 竖直送料腔, 68、 出料口, 91、 鼓风机, 92、 增压器, 93、 入料斗, 94、 输料管, 95、 矿用湿喷机。 具体实施方式:
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图 1所示, 本发明的井上矸石回填井下采空区的方法包括以下步骤:
a、 将矸石山堆积的矸石依次通过矸石料仓 1、 螺旋输送机一 2和井上皮带运输机 3 送入井上对辊式破碎机 4, 将矸石破碎成粒度为 50mm以下的矸石碎块;
b、 将步骤 a中得到的粒度为 50mm以下的矸石碎块依次通过螺旋输送机二 5和垂直 式固体物料投放机 6送至井下,
c、 将送入井下的粒度为 50mm以下的矸石碎块通过井下皮带运输机 7送入井下对辊 式破碎机 8, 将粒度为 50mm以下的矸石碎块再次破碎成粒度为 30mm以下的矸石碎块; d、 将步骤 c中得到的粒度为 30mm以下的矸石碎块通过气力输送装置 9送至井下采 空区。
如图 1所示,本发明的井上矸石回填井下采空区的设备包括井上矸石料仓 1、井上对 辊式破碎机 4、 垂直式固体物料投放机 6、 井下对辊式破碎机 8和气力输送装置 9。 井上 矸石料仓 1的出料口位于螺旋输送机一 2的上料端上方, 螺旋输送机一 2的卸料端位于 井上皮带运输机 3的下端 (即上料端) 上方, 井上皮带运输机 3的上端 (即卸料端) 位 于井上对辊式破碎机 4的进料口上方,井上对辊式破碎机 4的出料口位于螺旋输送机一 2 的上料端上方, 螺旋输送机二 5的卸料端位于垂直式固体物料投放机 6的进料口, 垂直 式固体物料投放机 6的出料口位于井下皮带运输机 7的下端 (即上料端) 上方, 井下皮 带运输机 7的上端 (即卸料端) 位于井下对辊式破碎机 8的进料口上方, 井下对辊式破 碎机 8的出料口连接气力输送装置 9。
如图 2所示,垂直式固体物料投放机 6包括水平送料腔 65、竖直送料腔 67和锥齿轮 传动箱 66。 水平送料腔 65固定在底座 67上, 水平送料腔 65的一端设有进料料斗 64, 水平送料腔 65的另一端与竖直送料腔 67的上端连通,竖直送料腔 67的下端设置出料口 68, 在水平送料腔 65和竖直送料腔 67内分别设有水平送料螺杆和竖直送料螺杆, 所述 水平送料螺杆的一端通过联轴器 62连接减速器 61, 减速器 61连接电动机, 水平送料螺 杆的另一端通过齿轮传动箱 66连接竖直送料螺杆。
如图 3所示, 气力输送装置 9包括鼓风机 91, 鼓风机 91通过增压器 92连接输料管 94的一端, 输料管 94的另一端设有矿用湿喷机 95, 在输料管 94上设有入料斗 93。
本发明设备中所有部件的电动机均采用煤矿井下防爆电机, 电压为 380/660伏; 螺 旋输送机一 2和螺旋输送机二 5的输送能力为 300吨每小时; 井上皮带运输机 3和井下 皮带运输机 Ί的输送量为 260吨每小时, 输送粒度为 0〜100mm, 运输机机体倾斜长度为 13米, 皮带采用阻燃胶带, 运输机的上端最小高度为 3米, 井下皮带运输机 7下端水平 段的长度为 800mm, 高度为 600mm; 垂直固体物料投放机 6的处理能力为 500〜800吨每 小时; 井上对辊式破碎机 4的最大入料粒度为 300mm, 出料粒度在 50mm以下, 处理能力 为 200〜600吨每小时; 井下对辊式破碎机 8双辊的转速为 250〜350转每分钟, 出料粒 度在 30mm以下, 处理量 200吨每小时, 井下对辊式破碎机 8的安装高度小于 1800mm; 气 力输送充填系统 9的气流压力为 0. 4〜0. 5MPa, 耗风量为 250〜300立方米每小时, 输料 管 94管径为 100mm,气力输送充填系统 9输送量为 30〜35立方米每小时,输送最大距离 为 500m。
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

权利要求书
1、 一种井上矸石回填井下采空区的方法, 其特征在于包括以下步骤:
a、 将矸石山堆积的矸石依次通过矸石料仓 (1)、 螺旋输送机一 (2) 和井上皮带运 输机 (3) 送入井上对辊式破碎机 (4), 将矸石破碎成粒度为 50mm以下的矸石碎块; b、 将步骤 a中得到的粒度为 50mm以下的矸石碎块依次通过螺旋输送机二 (5) 和垂 直式固体物料投放机 (6) 送至井下,
c、 将送入井下的粒度为 50mm 以下的矸石碎块通过井下皮带运输机 (7) 送入井下对 辊式破碎机 (8), 将粒度为 50mm 以下的矸石碎块再次破碎成粒度为 30mm 以下的矸石碎 块;
d、 将步骤 c中得到的粒度为 30mm以下的矸石碎块通过气力输送装置 (9) 送至井下 采空区。
2、 一种井上矸石回填井下采空区的设备, 其特征在于: 包括井上矸石料仓 (1)、 井 上对辊式破碎机 (4)、 垂直式固体物料投放机 (6)、 井下对辊式破碎机 (8) 和气力输送 装置 (9), 所述井上矸石料仓 (1) 的出料口依次通过螺旋输送机一 (2) 和井上皮带运 输机 (3) 连接井上对辊式破碎机 (4) 的进料口, 井上对辊式破碎机 (4) 的出料口通过 螺旋输送机二 (5) 连接垂直式固体物料投放机 (6) 的进料口, 垂直式固体物料投放机
(6) 的出料口通过井下皮带运输机 (7) 连接井下对辊式破碎机 (8) 的进料口, 井下对 辊式破碎机 (8) 的出料口连接气力输送装置 (9)。
3、 根据权利要求 2 所述的一种井上矸石回填井下采空区的设备, 其特征在于: 所述 垂直式固体物料投放机 (6) 包括水平送料腔 (65)、 竖直送料腔 (67) 和锥齿轮传动箱
(66), 所述水平送料腔 (65) 的一端设有进料料斗 (64), 水平送料腔 (65) 的另一端 与竖直送料腔 (67) 的上端连通, 竖直送料腔 (67) 的下端设置出料口 (68), 在水平送 料腔 (65) 和竖直送料腔 (67) 内分别设有水平送料螺杆和竖直送料螺杆, 所述水平送 料螺杆的一端通过联轴器 (62) 连接减速器 (61), 减速器 (61) 连接电动机, 水平送料 螺杆的另一端通过齿轮传动箱 (66) 连接竖直送料螺杆。
4、 根据权利要求 2 所述的一种井上矸石回填井下采空区的设备, 其特征在于: 所述 气力输送装置 (9) 包括鼓风机 (91), 所述鼓风机 (91) 通过增压器 (92) 连接输料管
(94) 的一端, 所述输料管 (94) 的另一端设有矿用湿喷机 (95), 在输料管 (94) 上设 有入料斗 (93)。
5、 根据权利要求 2至 4中任意一项所述的一种井上矸石回填井下采空区的设备, 其 特征在于: 所述井上对辊式破碎机 (4) 的出料粒度为 50mm 以下; 所述井下对辊式破碎 机 (8) 的出料粒度为 30 以下。
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