一種控制采空區(qū)底板突水的袋式充填系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種控制采空區(qū)底板突水的袋式充填系統(tǒng)，其包括井下矸石破碎站、梭式礦車(chē)、第一刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、皮帶輸送機(jī)和卸料裝置。井下矸石破碎站用于破碎井下原生矸石，梭式礦車(chē)用于運(yùn)送破碎矸石，第一刮板輸送機(jī)出料端與轉(zhuǎn)載機(jī)進(jìn)料端搭接，轉(zhuǎn)載機(jī)出料端與皮帶輸送機(jī)搭接，皮帶輸送機(jī)與卸料裝置滑動(dòng)連接。該充填系統(tǒng)及其充填方法可實(shí)現(xiàn)原生矸石的井下破碎、矸石不升井，減少提升和轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)，降低礦井生產(chǎn)成本；可將矸石袋自動(dòng)堆疊到采空區(qū)，自動(dòng)化程度高；可實(shí)現(xiàn)矸石的井下安全處置，減少土地壓占量，減輕環(huán)境污染；采空區(qū)矸石袋堆疊整齊，接頂效果好，空隙率小，充填率高，控制圍巖運(yùn)動(dòng)，防止底板突水效果好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種控制采空區(qū)底板突水的袋式充填系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種煤礦采空區(qū)充填系統(tǒng)，尤其涉及一種控制采空區(qū)底板突水的袋式充填系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)煤礦“三下”(建筑物下、鐵路下、水體下)壓煤比較普遍。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)有重點(diǎn)煤礦壓煤總量約138億t，其中建筑物下壓煤近90億t。隨著村鎮(zhèn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，實(shí)際壓煤量遠(yuǎn)高于這一數(shù)字。而且，這部分儲(chǔ)量主要分布于工業(yè)基礎(chǔ)較好、開(kāi)發(fā)條件較優(yōu)越、生產(chǎn)與需求矛盾突出、經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的東部地區(qū)，如山東、河南、河北、安徽、江蘇等省份。以山東為例:山東煤炭有上百年的開(kāi)采歷史，加之全省村莊、建筑物稠密，有壓煤村莊1949個(gè)，村莊壓煤量占可采儲(chǔ)量的60%。據(jù)山東省煤炭工業(yè)局局長(zhǎng)喬乃琛介紹，如不采取保護(hù)性開(kāi)采措施，剩余煤炭可采儲(chǔ)量難以維持20年，因此，如何解放“三下”壓煤，延長(zhǎng)老煤礦企業(yè)礦井服務(wù)年限成為影響我國(guó)能源安全和社會(huì)穩(wěn)定的重要課題。
[0003]煤矸石是煤炭生產(chǎn)和洗選過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物，每年排放量相當(dāng)于煤炭產(chǎn)量的10%?15%。目前全國(guó)煤矸石總積存量已達(dá)45億t，形成矸石山1700多座，占地3萬(wàn)多ha，而且正以每年I億t的速度增長(zhǎng)。煤矸石長(zhǎng)期堆存，占用大量土地，污染水源，且自燃后生成h2s、SO2等有害氣體，對(duì)生態(tài)環(huán)境構(gòu)成巨大危害。如何實(shí)現(xiàn)煤矸石的安全、合理處置成為關(guān)系我國(guó)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的關(guān)鍵問(wèn)題。對(duì)此，有學(xué)者提出了“矸石充填”的概念，既實(shí)現(xiàn)了煤矸石的安全處置，又解放了 “三下”壓煤。
[0004]矸石充填是將井下原生矸石或地表矸石山矸石轉(zhuǎn)運(yùn)至井下采空區(qū)，用矸石充填采空區(qū)，達(dá)到控制上覆巖層運(yùn)動(dòng)，減緩地表下沉的目的。現(xiàn)有的矸石充填系統(tǒng)主要分為三種:(I) “拋?lái)贰?，其是通過(guò)膠帶輸送機(jī)或刮板輸送機(jī)將矸石輸送至采空區(qū)，存在充填欠接頂量大，充填率低，矸石堆空隙率大，壓縮量大，控制上覆巖層運(yùn)動(dòng)，減緩地表下沉效果差的缺點(diǎn)；(2) “拋?lái)?搗實(shí)”，是待矸石輸送至采空區(qū)后利用綜采液壓支架后方安置的搗實(shí)機(jī)構(gòu)對(duì)矸石進(jìn)一步搗實(shí)，其與“拋?lái)贰狈绞较啾?，其充填率有所提高，矸石堆空隙率減小，但仍存在欠接頂量，且系統(tǒng)需安裝較多的搗實(shí)機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)復(fù)雜、自動(dòng)化程度低；(3)“翻袋充填”，其是將矸石裝袋后通過(guò)翻袋機(jī)構(gòu)將袋裝矸石拋至采空區(qū)，存在矸石袋堆積無(wú)序，相互間存在較大空隙，空隙率大，控制上覆巖層運(yùn)動(dòng)和減緩地表下沉效果較差的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)以上存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種控制采空區(qū)底板突水的袋式充填系統(tǒng)，該充填系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)原生矸石的井下破碎、矸石不升井，減少提升和轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)，降低礦井生產(chǎn)成本;可將矸石袋自動(dòng)堆疊到采空區(qū)，自動(dòng)化程度高；可實(shí)現(xiàn)矸石的井下安全處置，減少土地壓占量，減輕環(huán)境污染;采空區(qū)矸石袋堆疊整齊，接頂效果好，空隙率小，控制圍巖運(yùn)動(dòng)，防止底板突水效果好。
[0006]本實(shí)用新型技術(shù)方案包括:
[0007]—種控制采空區(qū)底板突水的袋式充填系統(tǒng)，其包括井下矸石破碎站、梭式礦車(chē)、第一刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、皮帶輸送機(jī)和卸料裝置，所述井下矸石破碎站用于破碎井下原生矸石，優(yōu)化破碎矸石粒徑級(jí)配，減小空隙率，所述梭式礦車(chē)用于運(yùn)送破碎矸石；
[0008]所述第一刮板輸送機(jī)出料端與所述轉(zhuǎn)載機(jī)進(jìn)料端搭接，所述轉(zhuǎn)載機(jī)出料端與所述皮帶輸送機(jī)搭接，所述皮帶輸送機(jī)與所述卸料裝置滑動(dòng)連接。
[0009]進(jìn)一步地，所述井下矸石破碎站包括底卸式礦車(chē)、底卸坑、第二刮板輸送機(jī)、振動(dòng)給料機(jī)、顎式破碎機(jī)和矸石倉(cāng)，所述底卸式礦車(chē)與所述底卸坑通過(guò)軌道活動(dòng)連接，所述底卸坑內(nèi)安裝有第二刮板輸送機(jī)，所述第二刮板輸送機(jī)的出料端延伸至矸石倉(cāng)頂部，所述第二刮板輸送機(jī)與所述振動(dòng)給料機(jī)搭接，所述振動(dòng)給料機(jī)的出料口與所述顎式破碎機(jī)的進(jìn)料口搭接，所述顎式破碎機(jī)的出料口與所述矸石倉(cāng)搭接；
[0010]所述矸石倉(cāng)頂部安裝有防止人員墜落的防墜網(wǎng)；
[0011 ] 所述矸石倉(cāng)出料口設(shè)置有出料閘，便于控制倉(cāng)內(nèi)破碎矸石的出矸量；
[0012]所述矸石倉(cāng)采用混凝土壁，以減小破碎矸石的下滑阻力，便于破碎矸石從矸石倉(cāng)流出。
[0013]進(jìn)一步地，所述第一刮板輸送機(jī)進(jìn)料端上方安裝有下料斗；
[0014]所述第一刮板輸送機(jī)通過(guò)伸縮腿固定于礦用平板車(chē)上，便于調(diào)整刮板輸送機(jī)姿態(tài)；
[0015]所述第一刮板輸送機(jī)出料端安裝有出料斗。
[0016]進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)載機(jī)通過(guò)伸縮腿固定于礦用平板車(chē)上，便于調(diào)整轉(zhuǎn)載機(jī)姿態(tài)。
[0017]進(jìn)一步地，所述皮帶輸送機(jī)選用平板型皮帶輸送機(jī)，所述皮帶輸送機(jī)通過(guò)伸縮繩索懸掛于液壓支架后尾梁。
[0018]進(jìn)一步地，所述卸料裝置包括行走滑軌、滑塊、滾輪、支架、擋板、發(fā)動(dòng)機(jī)、固定板、聯(lián)軸器、液壓油缸、支撐腿和推板，所述行走滑軌與皮帶輸送機(jī)固定連接，所述行走滑軌與所述滑塊和所述滾輪滑動(dòng)連接，所述滑塊與所述支撐腿固定連接，所述支撐腿與所述支架固定連接，所述滾輪通過(guò)所述聯(lián)軸器與所述發(fā)動(dòng)機(jī)固定連接，所述發(fā)動(dòng)機(jī)與所述固定板固定連接，所述固定板與所述支架固定連接，所述擋板與所述支架固定連接，所述液壓油缸的缸體與所述支架固定連接，所述推板與所述液壓油缸的活塞桿固定連接；
[0019]所述擋板上固定安裝有應(yīng)力傳感器，應(yīng)力傳感器連接用于控制液壓油缸的電控裝置。
[0020]采用如上技術(shù)方案取得的有益技術(shù)效果為:
[0021](I)可實(shí)現(xiàn)原生矸石的井下破碎、矸石不升井，減少了提升和轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)，降低了礦井生產(chǎn)成本；
[0022](2)可將矸石袋自動(dòng)堆疊到采空區(qū)，自動(dòng)化程度高；
[0023](3)可實(shí)現(xiàn)矸石的井下安全處置，減少土地壓占量，減輕環(huán)境污染；
[0024](4)采空區(qū)矸石袋堆疊整齊，接頂效果好，空隙率小，充填率高，控制圍巖運(yùn)動(dòng)，防止底板突水效果好。
【附圖說(shuō)明】
[0025]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1是一種控制采空區(qū)底板突水的袋式充填系統(tǒng)平面示意圖。
[0027]圖2是A-A斷面剖面圖。
[0028]圖3是B-B斷面剖面圖。
[0029]圖4是井下矸石破碎站示意圖。
[0030]圖5是卸料裝置主視圖。
[0031]圖6是卸料裝置側(cè)視圖。
[0032]圖7是卸料裝置俯視圖。
[0033]圖中:1、梭式礦車(chē)，2、第一刮板輸送機(jī)，3、轉(zhuǎn)載機(jī)，4、皮帶輸送機(jī)，5、液壓支架，6、采煤機(jī)，7、矸石袋，8、移動(dòng)變電站，9、乳化液栗站，10、端頭支架，11、待充填區(qū)域，12、軌道，13、道岔，14、皮帶順槽，15、軌道順槽，16、礦用平板車(chē)，17、下料斗，18、伸縮腿，19、卸料裝置，192、行走滑軌，193、滾輪，194、聯(lián)軸器，195、發(fā)動(dòng)機(jī)，196、固定板，197、支撐腿，198、液壓油缸，199、支架，1910、電控裝置，1911、推板，1912、擋板，1913、應(yīng)力傳感器，1914、滑塊;20、底卸式礦車(chē)，21、底卸坑，22、第二刮板輸送機(jī)，23、振動(dòng)給料機(jī)，24、顎式破碎機(jī)，25、矸石倉(cāng)，26、出料閘，27、可伸縮繩索，a、矸石袋長(zhǎng)度，b、矸石袋寬度，h、矸石袋高度，H、工作面高度。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖1-7，對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施作進(jìn)一步的描述:
[0035]—種控制采空區(qū)底板突水的袋式充填系統(tǒng)，包括用于破碎井下原生矸石，優(yōu)化矸石粒徑級(jí)配，減小矸石空隙率的井下矸石破碎站、用于運(yùn)送破碎矸石的梭式礦車(chē)1、第一刮板輸送機(jī)2、轉(zhuǎn)載機(jī)3、皮帶輸送機(jī)4和卸料裝置19，第一刮板輸送機(jī)2出料端與轉(zhuǎn)載機(jī)3進(jìn)料端搭接，轉(zhuǎn)載機(jī)3出料端與皮帶輸送機(jī)4搭接，皮帶輸送機(jī)4與卸料裝置19滑動(dòng)連接，第一刮板輸送機(jī)2進(jìn)料端上方安裝有下料斗17，第一刮板輸送機(jī)2通過(guò)伸縮腿18固定于礦用平板車(chē)16上，第一刮板輸送機(jī)2出料端安裝有出料斗。
[0036]井下矸石破碎站包括底卸式礦車(chē)20、底卸坑21、第二刮板輸送機(jī)22、振動(dòng)給料機(jī)23、顎式破碎機(jī)24和矸石倉(cāng)25，底卸式礦車(chē)20與底卸坑21通過(guò)軌道活動(dòng)連接，底卸坑21內(nèi)安裝有第二刮板輸送機(jī)22，第二刮板輸送機(jī)22的出料端延伸至矸石倉(cāng)25頂部，第二刮板輸送機(jī)22與振動(dòng)給料機(jī)23搭接，振動(dòng)給料機(jī)23的出料口與顎式破碎機(jī)24的進(jìn)料口搭接，顎式破碎機(jī)24的出料口與矸石倉(cāng)25搭接，矸石倉(cāng)25頂部安裝有防止人員墜落的防墜網(wǎng)，矸石倉(cāng)25出料口安裝有控制倉(cāng)內(nèi)破碎矸石出矸量的出料閘26，矸石倉(cāng)為混凝土側(cè)壁，以減小破碎矸石的下滑阻力，便于破碎矸石從矸石倉(cāng)流出。
[0037]轉(zhuǎn)載機(jī)3通過(guò)伸縮腿18固定于礦用平板車(chē)16上。
[0038]皮帶輸送機(jī)4選用平板型皮帶輸送機(jī)，采用可伸縮繩索27將皮帶輸送機(jī)4懸掛于液壓支架5的后尾梁上。
[0039]卸料裝置19包括行走滑軌192、滑塊1914、滾輪193、支架199、擋板1912、發(fā)動(dòng)機(jī)195、固定板196、聯(lián)軸器194、液壓油缸198、支撐腿197和推板1911，行走滑軌192與皮帶輸送機(jī)4固定連接，行走滑軌192與滑塊1914和滾輪193滑動(dòng)連接，滑塊1914與支撐腿197固定連接，支撐腿197與支架199固定連接，滾輪193通過(guò)聯(lián)軸器194與發(fā)動(dòng)機(jī)195固定連接，發(fā)動(dòng)機(jī)195與固定板196固定連接，固定板196與支架199固定連接，擋板1912與支架199固定連接，液壓油缸198的缸體與支架199固定連接，推板1911與液壓油缸198的活塞桿固定連接，擋板1912上固定安裝有應(yīng)力傳感器1913，應(yīng)力傳感器1913連接用于控制液壓油缸198的電控裝置 1910。
[0040]為了更進(jìn)一步描述本實(shí)用新型，如下簡(jiǎn)要介紹其充填方法，其主要包括以下步驟:
[0041]步驟A、原生矸石破碎，用底卸式礦車(chē)20將原生矸石運(yùn)送至井下矸石破碎站，對(duì)原生矸石進(jìn)行破碎，并將破碎矸石儲(chǔ)存在矸石倉(cāng)25中；
[0042]步驟B、原生矸石轉(zhuǎn)載，用梭式礦車(chē)I將儲(chǔ)存在矸石倉(cāng)25中的破碎矸石轉(zhuǎn)運(yùn)至充填工作面；
[0043]步驟C、原生矸石裝袋，將梭式礦車(chē)I上的破碎矸石卸至安裝于第一刮板輸送機(jī)2進(jìn)料端上方的下料斗17中，并在第一刮板輸送機(jī)2出料端裝袋；
[0044]步驟D、充填采空區(qū)。
[0045]步驟D更具體的為:
[0046]①調(diào)節(jié)可伸縮繩索27，將皮帶輸送，4放至最低處，并將卸料裝置19運(yùn)行至皮帶順槽(軌道順槽)一側(cè)；
[0047]②當(dāng)成袋的破碎矸石經(jīng)轉(zhuǎn)載機(jī)3和皮帶輸送機(jī)4轉(zhuǎn)運(yùn)至卸料裝置19所在位置時(shí)，卸料裝置19自動(dòng)將矸石袋推至待充填區(qū)域11;
[0048]③將卸載裝置19向軌道順槽(皮帶順槽)一側(cè)行進(jìn)一個(gè)矸石袋寬度b的距離，并將運(yùn)送至該位置的矸石袋自動(dòng)推至待充填區(qū)域11;
[0049]④重復(fù)步驟③，直至依次充填至軌道順槽(皮帶順槽)一側(cè)；
[0050]⑤調(diào)節(jié)可伸縮繩索27，將升皮帶輸送機(jī)4抬升一個(gè)矸石袋高度h，重復(fù)步驟②-④；[0051 ]⑥重復(fù)步驟⑤，直至將整個(gè)工作面高度H全部充滿(mǎn)矸石袋；
[0052]⑦將液壓支架5向前移動(dòng)一個(gè)矸石袋長(zhǎng)度a的距離，然后重復(fù)步驟①-⑥，直至將整個(gè)采空區(qū)全部充填完畢。
[0053]當(dāng)然，以上說(shuō)明僅僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，本實(shí)用新型并不限于列舉上述實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本說(shuō)明書(shū)的指導(dǎo)下，所做出的所有等同替代、明顯變形形式，均落在本說(shuō)明書(shū)的實(shí)質(zhì)范圍之內(nèi)，理應(yīng)受到本實(shí)用新型的保護(hù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種控制采空區(qū)底板突水的袋式充填系統(tǒng)，其包括井下矸石破碎站、梭式礦車(chē)、第一刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、皮帶輸送機(jī)和卸料裝置，所述井下矸石破碎站用于破碎井下原生矸石，優(yōu)化破碎矸石粒徑級(jí)配，減小空隙率，所述梭式礦車(chē)用于運(yùn)送破碎矸石； 所述第一刮板輸送機(jī)出料端與所述轉(zhuǎn)載機(jī)進(jìn)料端搭接，所述轉(zhuǎn)載機(jī)出料端與所述皮帶輸送機(jī)搭接，所述皮帶輸送機(jī)與所述卸料裝置滑動(dòng)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制采空區(qū)底板突水的袋式充填系統(tǒng)，其特征在于，所述井下矸石破碎站包括底卸式礦車(chē)、底卸坑、第二刮板輸送機(jī)、振動(dòng)給料機(jī)、顎式破碎機(jī)和矸石倉(cāng)，所述底卸式礦車(chē)與所述底卸坑通過(guò)軌道活動(dòng)連接，所述底卸坑內(nèi)安裝有第二刮板輸送機(jī)，所述第二刮板輸送機(jī)的出料端延伸至矸石倉(cāng)頂部，所述第二刮板輸送機(jī)與所述振動(dòng)給料機(jī)搭接，所述振動(dòng)給料機(jī)的出料口與所述顎式破碎機(jī)的進(jìn)料口搭接，所述顎式破碎機(jī)的出料口與所述矸石倉(cāng)搭接； 所述矸石倉(cāng)頂部安裝有防止人員墜落的防墜網(wǎng)； 所述矸石倉(cāng)出料口設(shè)置有出料閘，便于控制倉(cāng)內(nèi)破碎矸石的出矸量； 所述矸石倉(cāng)采用混凝土壁，以減小破碎矸石的下滑阻力，便于破碎矸石從矸石倉(cāng)流出。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制采空區(qū)底板突水的袋式充填系統(tǒng)，其特征在于，所述第一刮板輸送機(jī)進(jìn)料端上方安裝有下料斗； 所述第一刮板輸送機(jī)通過(guò)伸縮腿固定于礦用平板車(chē)上，便于調(diào)整刮板輸送機(jī)姿態(tài)； 所述第一刮板輸送機(jī)出料端安裝有出料斗。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制采空區(qū)底板突水的袋式充填系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)載機(jī)通過(guò)伸縮腿固定于礦用平板車(chē)上，便于調(diào)整轉(zhuǎn)載機(jī)姿態(tài)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制采空區(qū)底板突水的袋式充填系統(tǒng)，其特征在于，所述皮帶輸送機(jī)選用平板型皮帶輸送機(jī)，所述皮帶輸送機(jī)通過(guò)伸縮繩索懸掛于液壓支架后尾Wi O6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制采空區(qū)底板突水的袋式充填系統(tǒng)，其特征在于，所述卸料裝置包括行走滑軌、滑塊、滾輪、支架、擋板、發(fā)動(dòng)機(jī)、固定板、聯(lián)軸器、液壓油缸、支撐腿和推板，所述行走滑軌與皮帶輸送機(jī)固定連接，所述行走滑軌與所述滑塊和所述滾輪滑動(dòng)連接，所述滑塊與所述支撐腿固定連接，所述支撐腿與所述支架固定連接，所述滾輪通過(guò)所述聯(lián)軸器與所述發(fā)動(dòng)機(jī)固定連接，所述發(fā)動(dòng)機(jī)與所述固定板固定連接，所述固定板與所述支架固定連接，所述擋板與所述支架固定連接，所述液壓油缸的缸體與所述支架固定連接，所述推板與所述液壓油缸的活塞桿固定連接； 所述擋板上固定安裝有應(yīng)力傳感器，應(yīng)力傳感器連接用于控制液壓油缸的電控裝置。
【文檔編號(hào)】E21F15/00GK205503179SQ201620335782
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月20日
【發(fā)明人】李楊楊, 江寧, 龐振忠, 郭惟嘉, 王昌祥, 白麗揚(yáng), 孔賀, 張士川, 張保良, 孫熙震, 王海龍
【申請(qǐng)人】山東科技大學(xué)