專利名稱：煤礦半煤巖巷道掘進矸石巷旁充填設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及煤礦掘進過程中矸石處理的專用設(shè)備，尤其是井下矸石處理設(shè)備。二、 背景技術(shù)現(xiàn)有煤礦掘進采煤過程中必然伴產(chǎn)大量矸石，目前矸石一直采用提升出礦井再進 行處理，其處理的方法有多種，常用的仍是將矸石提升出地面堆存于矸石山，或煤矸 混運提升至地面后，矸石仍棄置于矸石山，矸石山占用土地，污染環(huán)境；比較好的方 法是綜合處理，主要是用于建材產(chǎn)業(yè)，走循環(huán)經(jīng)濟之路；但多數(shù)煤礦、尤其是矸石不 能資源化的煤礦，仍用排矸場堆存處理。中國專利CN1082140隧涵坑道洞室開挖快速出碴法，采用場地整理、導(dǎo)軌鋪設(shè)、 面板設(shè)以中空臺架支承面板，或者用平車機件和面板組成平車，面板與洞室側(cè)壁之間 充填塞塊，使面板密實而不漏碴；棄碴清理時，采用分塊撤離面板，料斗接碴和斗車 出碴，或者采用面板載碴和平車出碴。目前，己經(jīng)實用新型一種機械裝置開采厚煤層的煤礦時矸石不出井，就是在村莊 下壓煤塊段相間掘進巷道，在巷道中充填矸石，解決村莊壓煤開采，矸石又不出井， 在技術(shù)上有重大突破。但在我國有大量煤礦的開采厚度小于2m的煤層，每年生產(chǎn)的 矸石量極大，但尚無解決良方。當煤層厚1-2m時，煤層巷道掘進矸石不出井的工藝方法正在試驗，但需要專用 設(shè)備。三、 實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提出一種煤礦半煤巖巷道矸石在井下處理的設(shè)備，尤其是 煤礦半煤巖巷道的寬面掘進矸石巷旁充填的專用設(shè)備，即矸石充填機，解決煤礦半煤 巖巷道掘進矸石不出井，并用于置換煤炭，提高煤炭資源的回收率。本實用新型技術(shù)解決方案是煤礦半煤巖巷道掘進矸石巷旁充填設(shè)備，所述矸石充填系統(tǒng)包括刮板輸送機201、轉(zhuǎn)軸202、耳座203、平臺、推矸板205，液壓千斤頂 204、 206、液壓千斤頂208、衍架207、連桿209構(gòu)成；矸石充填系統(tǒng)的刮板輸送機 201是可回轉(zhuǎn)、調(diào)高輸送機，刮板輸送機201的進料端連接在平臺上部或旁側(cè)，平臺 上設(shè)有轉(zhuǎn)軸202、平臺連接一耳座203，衍架207在刮板輸送機下方支撐輸送機，推 矸板205設(shè)在衍架207的前端，由一對水平液壓千斤頂204連接推矸板205，并設(shè)有 垂直或傾斜的一對液壓千斤頂208連接推矸板205，水平液壓千斤頂204通過一連桿 推209連接推矸板205;所述推矸板205是下端是向前下方傾斜或有傾斜弧度的板。 另還附設(shè)噴霧裝置；矸石充填系統(tǒng)將矸石分段分層(垂直)充填于寬面掘進的空間； 將粒度合適的矸石入粒破碎至20-30mm粒度；充填系統(tǒng)的液壓千斤頂204推動推矸板 205，推矸板205與刮板輸送機201有閉鎖關(guān)系，當刮板輸送機201輸送矸石量達到設(shè)定數(shù)量時，刮板輸送機201停止運行，推矸板205啟動工作，推移矸石，達到堆積 高度及密度，回復(fù)至圖示位置，停止工作，刮板輸送機201再啟動，如此循環(huán)運行。 推矸板205能夠通過調(diào)整千斤頂204的伸縮長度，使推矸板水平轉(zhuǎn)動，并可經(jīng)液壓千 斤頂208工作調(diào)整205高度。衍架207使充填系統(tǒng)和刮板輸送機201成為一整體。208: 調(diào)整205高度的液壓千斤頂。推矸板能夠通過調(diào)整液壓千斤頂?shù)纳炜s長度，使推奸板 水平轉(zhuǎn)動，并可經(jīng)調(diào)整推矸板高度的液壓千斤頂調(diào)整高度。煤礦半煤巖巷道矸石在井下處理的設(shè)備系統(tǒng)還包括刮板輸送機101、偏心輪振動 篩102、溜槽103、過渡回轉(zhuǎn)溜槽104、矸石充填系統(tǒng)105、雙螺旋破碎機106、注漿 站107構(gòu)成；本實用新型涉及的煤礦半煤巖巷道矸石在井下處理的方法，煤礦半煤 巖巷道掘進矸石巷旁充填，在井下掘出的矸石經(jīng)矸石輸送機、振動篩篩上物質(zhì)傳送至 矸石充填機；將矸石分段分層(垂直)充填于寬面掘進的空間；振動篩下物小于IOO ±20鵬粒度的矸石，進入破碎機，將入粒破碎，用作注漿材料的骨料，骨料經(jīng)輸送 機送至注衆(zhòng)制備裝置，經(jīng)注漿機按要求固結(jié)巷旁矸石帶，形成巷道支護體。煤層厚 l-2tn時，煤層巷道掘進矸石不出井的斷面尺寸是以巷道高2.4土0.3m ，寬 2.8土0.5m，煤層寬面掘進寬度取5.5土0.5m。厚煤層時需寬面掘進寬度4m，填充矸 石分布于巷道一邦或二邦。充填方法工藝以矸石充填機進行充填小于30mm和大 于100mm塊度的矸石直接充填于寬面掘進空間；再利用砼注槳系統(tǒng)，以帶狀充填方式 將制備好的砼噴射或充填于矸石帶。本實用新型特點是采用機械化的方法和裝置填實本來的采掘空間，能節(jié)能、對 礦區(qū)的環(huán)境影響小。本實用新型可以擴展使用，也用于煤礦開采中煤層厚度小于2米 的煤層的長壁采煤工作面實現(xiàn)沿空留巷巷旁充填。將煤礦半煤巖開采過程中得到的矸 石分段分層(垂直)充填于寬面掘進的空間(尤其是形成寬面掘進巷道的左右，骨料 經(jīng)輸送機送至注漿制備裝置，經(jīng)注漿機按要求固結(jié)巷旁矸石帶，形成巷道(巷道支護 體)。四、
圖1是本實用新型矸石充填方法流程示意圖 圖2是本實用新型矸石充填方法流程中碎石注砼漿流程示意圖 圖3是本實用新型矸石充填方法流程中矸石轉(zhuǎn)載設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖 圖4是本實用新型矸石充填帶示意圖 圖5是本實用新型充填機結(jié)構(gòu)示意圖 圖6是圖5矸石充填機橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖 圖7是本實用新型矸石充填機部件推矸板放大圖 圖8是本實用新型矸石充填機部件推矸板另一視角放大圖 圖9是本實用新型矸石充填機部件推矸板另一視角放大圖圖中矸石充填系統(tǒng)IOO、刮板輸送機101、偏心輪振動篩102、溜槽103、過渡回 轉(zhuǎn)溜槽104、流向矸石充填機105、雙螺旋破碎機106、注漿站107、刮板輸送機201、轉(zhuǎn)軸202、耳座203、液壓千斤頂204、 206、 208、推矸板205、衍架207、連桿209 圖3中11是卸載頭部、12是錐形矸筒、13是二節(jié)溜矸筒之間鏈環(huán)連接、14是 拋矸機輸送機尾溜'矸筒與輸送機架的連接。 五具體實施方式
本發(fā)明的煤礦半煤巖巷道矸石裝置的實施例圖1、 2所示矸石輸送設(shè)備包 括矸石輸送機、偏心輪振動篩，回轉(zhuǎn)過渡溜槽，進入矸石充填機；矸石充填系統(tǒng)100: 設(shè)有可回轉(zhuǎn)、調(diào)高輸送機，推矸板，可附設(shè)噴霧裝置；注漿系統(tǒng)偏心輪振動篩，雙 輥螺旋破碎機，注漿制備裝置，注漿機；動力及控制系統(tǒng)，圩石輸送機調(diào)高，充填機 回轉(zhuǎn)、調(diào)高，推矸板工作調(diào)高其動力均來自液壓站，用液壓控制站調(diào)控；輸送機、充 填機用低速液壓馬達驅(qū)動。各系統(tǒng)運行啟動、聯(lián)動、停機采用PLC控制按煤礦井下安 全要求設(shè)計制造。圖9中刮板輸送機101: 400mm寬的刮板輸送機，傾角16度；偏心 輪振動篩102:偏心輪振動篩，長2m、寬0.4ra、高0.2m，接受102篩下的產(chǎn)品，燕送 到106 (雙輥螺旋破碎機)；溜槽103:溜槽長2.0m、寬0. 45m、高0. 2m，接受偏心輪 振動篩102篩下的物料，并送至106雙輥螺旋破碎機；過渡回轉(zhuǎn)溜槽104:過渡回轉(zhuǎn)溜 槽長1. Om，寬0. 4m，用液壓機構(gòu)控制其與矸石充填機105同步旋轉(zhuǎn)；雙螺旋破碎機106: 雙螺旋破碎機，適用于煤礦井下要求，其規(guī)格是進料直徑100mm，出料直徑20-30mm; 注漿站107:輸送破碎機輸出物至注漿站。圖5所示矸石充填系統(tǒng)刮板輸送機201是可回轉(zhuǎn)、調(diào)高是輸送機，另還附設(shè)噴 霧裝置；矸石充填系統(tǒng)將矸石分段分層(垂直)充填于寬面掘進的空間；粒度合適的 矸石入粒破碎至20-30mm粒度；充填系統(tǒng)的液壓千斤頂204推動推奸板205，推石干板 205與刮板輸送機201有閉鎖關(guān)系，當刮板輸送機201輸送矸石量達到設(shè)定數(shù)量時，刮 板輸送機201停止運行，推矸板205啟動工作，推移矸石，達到堆積高度及密度，回 復(fù)至圖示位置，停止工作，刮板輸送機201啟動，如此循環(huán)運行。推矸板205能夠通 過調(diào)整千斤頂204的伸縮長度，使推矸板水平轉(zhuǎn)動，并可經(jīng)液壓千斤頂208工作調(diào)整 205高度。衍架207使充填系統(tǒng)和刮板輸送機201成為一整體。208:調(diào)整205高度的 液壓千斤頂。推矸板能夠通過調(diào)整液壓千斤頂?shù)纳炜s長度，使推矸板水平轉(zhuǎn)動，并可 經(jīng)調(diào)整推矸板高度的液壓千斤頂調(diào)整高度。201:刮板輸送機，接受104送來的掘進矸石，并送到充填空間，典型的規(guī)格是寬 0.4m的刮板輸送機，用液壓低轉(zhuǎn)速馬達驅(qū)動。202:轉(zhuǎn)軸，直徑O. 38ra，高0. 2m，嵌入 208固定平臺的軸套內(nèi)。用液壓機構(gòu)控制其轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)90度，與104同步旋轉(zhuǎn)。203: 耳座，固定于208平臺，與固定于201上的耳環(huán)連接，能上下移動，通過206調(diào)整201 高度以適應(yīng)煤層厚度的變化。204:推動205的液壓千斤頂，行程1.5m (充填步距)，205:推矸板，由204推動，它與201有閉鎖關(guān)系，當201輸送矸石量達到設(shè)定數(shù) 量時，201停止運行，205啟動工作，推移矸石，達到堆積高度及密度，回復(fù)至圖示位 置，停止工作，201啟動，如此循環(huán)運行。205能夠通過調(diào)整204的伸縮長度，使推矸 板水平轉(zhuǎn)動，并可經(jīng)208工作調(diào)整205高度。206:液壓千斤頂，當煤層厚度變化時，5200820031039.X 經(jīng)203鉸接點，調(diào)整201卸載滾筒的高度；207:衍架，使201成為一整體。208:調(diào) 整205高度的液壓千斤頂。209:連桿，調(diào)整205水平轉(zhuǎn)動。煤矸石充填順序圖4中ab為圖2中的201，為充填工作的初始位置，充填時以 轉(zhuǎn)軸a為圓心，由b至c， bcb'c'為充填帶完成一個循環(huán)作業(yè)；充填機移動一個步進， 由a移至a，此時充填機位置為a'bl，充填工作開始，以a'轉(zhuǎn)軸為圓心，由ab旋轉(zhuǎn)至 ac，形成bb'cc'充填帶。參數(shù)上料系統(tǒng)上料刮板輸送機B400; L6000液壓驅(qū)動可移動調(diào)高；偏心振動篩B500; L3200，用彈簧減振；過渡溜槽，B500;可旋轉(zhuǎn)；溜槽，B500; L3200;矸石 充填系統(tǒng)固定平臺，2200X 1000X10固定刮板輸送機203和耳座201。旋轉(zhuǎn)平臺固定旋轉(zhuǎn)軸(旋轉(zhuǎn)90° )、直徑400,和刮板輸送機(B400;L6000),輸 送矸石充填；推移推矸板的千斤頂4-4t、調(diào)高千斤頂2-2t、推矸板800X600X 30、混凝土制備輸送系統(tǒng)包括破碎機、雙輥螺旋式(100mm破至20mnO;膠帶輸送機 B400， L9000;輸送泵或用砼噴射機，強制攪拌機液壓站P-15MPa用于機構(gòu)驅(qū)動， 上述參數(shù)B表示寬，L表示長度。石干石存儲倉刮板輸送機卸載頭部與矸石充填機尾部搭接轉(zhuǎn)載結(jié)構(gòu)(圖3所示)矸石充填機的輸送機當充填機上下移動時輸送機尾部保持固定高度；當矸石充填 機水平轉(zhuǎn)動時，輸送機尾部相應(yīng)左右移動；矸石存儲倉輸送機卸載頭部保持同一狀態(tài) 與矸石充填機工作狀態(tài)無關(guān)；矸石轉(zhuǎn)載設(shè)備中l(wèi)l卸載頭部、12錐形矸筒、13二節(jié)溜 石干筒之間鏈環(huán)連接、14拋矸機輸送機尾溜矸筒與輸送機架的連接；以上轉(zhuǎn)載設(shè)備可滿 足矸石充填機輸送機尾水平移動要求。本發(fā)明的煤礦半煤巖巷道矸石在井下處理的方法主要將采掘中的矸石進行井內(nèi) 處理，尤其是充填于寬面掘進的空間，在巷道的左右側(cè)或一側(cè)形成充填空間，很小的 矸石和大的矸石(可擴大到直徑100土20mm范圍以上的矸石)直接充填，小一些的(直 徑30-100mm的矸石)經(jīng)破碎后使用。1、 矸石輸送掘進的矸石經(jīng)矸石輸送機、偏心輪振動篩，回轉(zhuǎn)過渡溜槽，進 入矸石充填機；2、 矸石充填系統(tǒng)設(shè)有可回轉(zhuǎn)、調(diào)高輸送機，推矸板，噴霧裝置，將矸石分段 分層(垂直)充填于寬面掘進的空間；3、 注漿系統(tǒng)，偏心輪振動篩下小于100mm粒度的矸石，進入雙輥螺旋破碎機 (符合井下要求)，將入粒破碎至20-30mni粒度，用作注漿材料的骨料，骨料經(jīng)輸送機送至注漿制備裝置，經(jīng)注漿機按要求固結(jié)巷旁矸石帶，形成巷道支護體；4、 動力及控制系統(tǒng)，矸石輸送機調(diào)高，充填機回轉(zhuǎn)、調(diào)高，推矸板工作調(diào)高 其動力均來自液壓站，用液壓控制站調(diào)控；5、 輸送機、充填機用低速液壓馬達驅(qū)動。各系統(tǒng)運行啟動、聯(lián)動、停機采用 PLC控制按煤礦井下安全要求設(shè)計制造；一、矸石充填系統(tǒng)見圖1。61、 系統(tǒng)組成及流程，系統(tǒng)組成上料系統(tǒng)、矸石充填系統(tǒng)。2、 上料系統(tǒng)寬400mm可移動、可調(diào)高的刮板輸送機、偏心輪振動篩、可調(diào)回轉(zhuǎn) 溜槽、矸石充填系統(tǒng)受奸點。(1) 上矸刮板輸送機，寬400mm,傾角小于18。(圖1)。(2) 偏心輪振動篩(圖2中202)。篩寬500mm長3200mm，篩子用4組拉伸彈簧 固定于平臺上。篩子傾角3° 4°大于10mm塊度的奸石進入矸石充填系統(tǒng)。(3) 可調(diào)回轉(zhuǎn)溜槽見圖2中302，用液壓千斤頂控制旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)溜槽與充填 系統(tǒng)輸送機同步旋轉(zhuǎn)。3、 矸石充填系統(tǒng)(圖5)。由平臺(固定、旋轉(zhuǎn)平臺)、旋轉(zhuǎn)軸、刮板輸送機、 桁架207、推矸板205組成。偏心輪振動篩102，篩下〈100mm塊度奸石；溜槽103;雙 輥螺旋破碎機(入料塊度100mm出料粒度20ram) 106;膠帶輸送機201;混凝土注漿可選擇強制式攪拌機、注漿泵、混凝土噴射機任一種。偏心輪振動篩102，篩下<100畫塊度矸石；溜槽103;雙輥螺旋破碎機(入料塊 度100mm出料粒度20mm) 106;膠帶輸送機201;混凝土注漿可選擇強制式攪拌機、 注漿泵、混凝土噴射機任一種。刮板輸送機寬400mm長度根據(jù)寬面推進寬度而定，輸送機由兩根液壓千斤頂支撐， 并可調(diào)高。推矸板行程1.5m，推力4t;推矸板可調(diào)高。工作時推板反復(fù)推動使矸石填 滿率達90%。二、矸石充填系統(tǒng)流程及控制1、流程如圖1-2:控制液壓控制實現(xiàn)程序控制。(1) 逆向啟動充填刮板輸送機~~K扁心振動篩~~ 土矸輸送機。(2) 充填矸石輸送機04與推矸板07的工作為時間控制，當04輸送奸石到 一定體積后順向停機與(1)程序向反。04停止運行，07反復(fù)推矸石以提高矸石填滿 度，07恢復(fù)原始位置，重復(fù)(1)的流程。矸石充填機移動一次可充填的矸石量以推矸板有效行程1. 5m矸石充填機長度為 5m計算5. 75m(半徑)X2X3. 1416 + 4w9m、 9mX 1. 5mX 1. 2mX0. 9 = 14.58 m3即充 填系統(tǒng)移動一個步距可處理掘進3m巷道的矸石量。
權(quán)利要求1、煤礦半煤巖巷道掘進矸石巷旁充填設(shè)備，其特征是包括刮板輸送機(201)、轉(zhuǎn)軸(202)、耳座(203)、平臺、推矸板(205)，液壓千斤頂(204、206、208)、衍架(207)、連桿(209)構(gòu)成；刮板輸送機(201)的進料端連接在平臺上部或旁側(cè)，平臺上設(shè)有轉(zhuǎn)軸(202)、平臺連接一耳座(203)，衍架(207)在刮板輸送機下方支撐輸送機，推矸板(205)設(shè)在衍架(207)的前端，由一對水平液壓千斤頂(204)連接推矸板(205)，并設(shè)有垂直或傾斜的一對液壓千斤頂(208)連接推矸板(205)，水平液壓千斤頂(204)通過連桿(209)連接推矸板(205)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦半煤巖巷道掘進矸石巷旁充填設(shè)備，其特征是矸石 充填系統(tǒng)設(shè)有可回轉(zhuǎn)、調(diào)高輸送機。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的煤礦半煤巖巷道掘進矸石巷旁充填設(shè)備，其特征是設(shè)有 矸石輸送裝置，由矸石輸送機、偏心輪振動篩，回轉(zhuǎn)過渡溜槽構(gòu)成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦半煤巖巷道掘進矸石巷旁充填設(shè)備，其特征是所述 推矸板(205)是下端向前下方傾斜或有傾斜弧度的板。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦半煤巖巷道掘進矸石巷旁充填設(shè)備，其特征是附設(shè) 噴霧裝置。
專利摘要煤礦半煤巖巷道掘進矸石巷旁充填設(shè)備，包括刮板輸送機、轉(zhuǎn)軸(202)、耳座(203)、平臺、推矸板(205)，液壓千斤頂、衍架、連桿構(gòu)成；刮板輸送機(201)的進料端連接在平臺上部或旁側(cè)，平臺上設(shè)有轉(zhuǎn)軸(202)、平臺連接一耳座(203)，衍架(207)在刮板輸送機下方支撐輸送機，推矸板(205)設(shè)在衍架(207)的前端，由一對水平液壓千斤頂連接推矸板(205)，并設(shè)有垂直或傾斜的一對液壓千斤頂連接推矸板(205)，水平液壓千斤頂通過連桿(209)連接推矸板(205)。采用機械化的方法和裝置填實本來的采掘空間，能節(jié)能、對礦區(qū)的環(huán)境影響小。
文檔編號E21F15/00GK201165880SQ200820031039
公開日2008年12月17日 申請日期2008年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月24日
發(fā)明者潘傳連, 巖 王, 王傳團 申請人:王 巖;王傳團