[發(fā)明專利]一種煤礦固體密實條帶充填采煤方法

有效

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• 申請日: 2016-09-08
• 公開（公告）號: CN106321102B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設計）人: 張吉雄;方坤;陳亞東;安百富;韓曉樂;閆浩;權凱
• 申請（專利權）人: 中國礦業(yè)大學;徐州中安科技股份有限公司
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;E21F15/06;E21F15/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發(fā)明涉及一種條帶充填采煤方法，尤其是一種適用于煤礦建筑物下、水體下及鐵路下壓煤的煤礦固體密實條帶充填采煤方法。

背景技術

“三下”壓煤問題一直是限制許多煤礦可持續(xù)發(fā)展的重要問題，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國僅統(tǒng)配煤礦的生產(chǎn)礦井“三下”壓煤就達137.9億t，同時，長時間的煤礦開采導致了大量的矸石排放，目前全國歷年累計堆放的煤矸石約45億t，而且矸石還在以每年1.5～2.0億t的速度在增長。為提高煤炭企業(yè)的煤炭資源回采率，解決因為矸石排放造成的環(huán)境污染，我國部分采礦工作者從實現(xiàn)資源與環(huán)境協(xié)調發(fā)展的目的出發(fā)，提出了固體密實充填采煤技術。

經(jīng)過十來年的發(fā)展，充填采煤技術已經(jīng)成為綠色開采的核心。但另一方面，固體密實充填是實現(xiàn)的是工作面全長充填，巨大的充填空間不可避免地會導致充填作業(yè)時間的延長，同時，為達到密實充填的效果，夯實機構常常須反復夯實，這也會延長工作面割一刀煤的時間，這些是限制工作面產(chǎn)量提高的主要因素，據(jù)統(tǒng)計，目前采用全長固體密實充填工作面的產(chǎn)量很難超過100萬t/年。因此，在目前日益下挫的煤炭形勢下研究一種以處理固體廢棄物、提高煤炭資源回采率和工作面產(chǎn)量的開采建筑物下壓煤的技術具有重要的現(xiàn)實意義和廣闊的應用前景。

發(fā)明內容

技術問題：本發(fā)明的目的是要克服現(xiàn)有技術中的不足之處，提供一種環(huán)保的、高回采率和高生產(chǎn)效率的煤礦固體密實條帶充填采煤方法。

技術方案：本發(fā)明的煤礦固體密實條帶充填采煤方法，包括采用綜合機械化固體充填采煤工藝，所述固體充填采用膠結充填和固體充填相結合的方法，首先在地面充填材料制備站制備膠結充填材料，然后由充填泵泵送至位于采煤工作面的充填液壓支架尾部采空區(qū)設置的多個條形拉網(wǎng)中，形成多個條帶式膠結擋墻；同時將固體物料通過垂直投料井投放至井下矸石倉內；通過井下運輸系統(tǒng)將固體物料輸送至采空區(qū)充填工作面，再采用高位自移式充填物料的轉載機將固體物料運輸至懸掛在充填液壓支架尾梁上的夯實刮板輸送機上，在采空區(qū)的多個條帶式膠結擋墻內完成固體物料的落料，借助夯實刮板輸送機完成固體物料的夯實，實現(xiàn)條帶充填。

所的述固體充填采煤工藝包括如下步驟：

a.按照常規(guī)循環(huán)采煤機割完一刀煤，在移架過程中通過設在充填液壓支架尾部的多條拉網(wǎng)逐個布置多個條帶式膠結擋墻的骨架結構，并打開充填泵向拉網(wǎng)內泵送膠結充填材料；

b.待膠結擋墻的強度達到1MPa后，在采煤機正常割煤的同時啟動高位自移式充填物料轉載機，將固體物料運輸至夯實刮板輸送機上，向條帶式膠結擋墻內進行落料充填；

c.充填從夯實刮板輸送機機尾向機頭方向依次進行，先打開夯實刮板輸送機機尾的第一個卸料口，對該段架后的條帶式膠結擋墻內的空間進行充填，當充填物料快接觸到夯實刮板輸送機時，打開夯實刮板輸送機第三個卸料口進行卸料，同時關閉第一個卸料口，并開啟控制第一個夯實刮板的夯實油缸對固體充填材料進行第一次夯實，收回夯實刮板后，關閉第三個卸料口，并開啟第一個卸料口進行二次充填，直到充填物料再次接觸到夯實刮板輸送機時，完成第一個條帶式膠結擋墻內的充填工作，依次類推，直至完成采空工作面內所有條帶式膠結擋墻內的充填；

d.停止采空區(qū)充填工作，進行推溜、移架工作，進入下一次充填工藝。

有益效果：由于采用了上述技術方案，本發(fā)明采用綜合機械化固體充填采煤工藝，采空區(qū)充填采用膠結充填和固體充填方法實現(xiàn)密實條帶充填；在采用膠結充填澆筑膠結擋墻的同時利用地面及井下固體物料作為工作面采空區(qū)條帶充填的充填物料，利用高位自移式轉載機將固體物料轉載到條帶充填液壓支架后尾梁下懸掛的夯實刮板輸送機上，將固體物料卸至膠結擋墻形成的四周密閉空間，并借助夯實刮板輸送機完成固體物料的夯實，實現(xiàn)條帶充填。不僅能解放建筑物、鐵路及水體下壓煤，提高礦井煤炭采出率，而且能在工作面實現(xiàn)部分充填，提高工作面產(chǎn)量，豐富了我國的固體充填采煤方法。可以實現(xiàn)“建筑物下、水體下、鐵路下”壓煤資源的安全高效回收，經(jīng)濟和工程研究意義重大。與現(xiàn)有技術相比，在確保地表建筑物安全、高煤炭資源回采率和環(huán)保開采的基礎上提高了工作面產(chǎn)量，提升了礦井的經(jīng)濟效益，解決了環(huán)保開采和低經(jīng)濟效益的矛盾。尤其適用于煤礦建筑物下、水體下及鐵路下壓煤的煤礦固體充填采煤。其方法簡單，操作方便，具有廣泛的實用性。

附圖說明

圖1是固體密實條帶充填采煤技術的系統(tǒng)布置圖。

圖2是固體密實條帶充填采煤技術的工作面布置圖。

圖3(a)是固體密實條帶充填采煤技術的膠結擋墻充填工序圖。