專利名稱：用于巷道充填的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于礦道充填的裝置，尤其是一種適用于使用矸石對巷道充填的裝置。背景技術(shù)：
在使用常規(guī)的全部垮落法管理頂板開采后，會造成地表塌陷破壞，在我國大部分煤礦都涉及到三下采煤問題，且一些煤礦已經(jīng)影響到礦井的正常接續(xù)和安全開采，更造成地企關(guān)系的緊張，因此矸石充填是解決這些問題的關(guān)鍵、也是綠色開采的發(fā)展趨勢，煤礦開采過程中產(chǎn)生大量矸石排到地面，既占地又造成污染，另外地面矸石山還容易引發(fā)矸石山事故。 而同時井下回采面采出的空間，由于采用全部垮落法管理，造成上覆巖層的垮落，形成不同程度的地表塌陷。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，采用全部垮落法管理頂板的采煤方式每采出一萬噸煤， 造成地面沉陷面積可達0. 2km2?，F(xiàn)有的巷道充填技術(shù)為隨著煤炭資源開采，導(dǎo)致了地表塌陷和生態(tài)環(huán)境破壞。矸石充填開采是煤礦綠色開采技術(shù)的重要組成部分。從理論上講，矸石充填開采是解決煤礦開采環(huán)境問題的理想途徑之一。近年來，隨著矸石充填液壓支架、高速動力拋矸機等關(guān)鍵設(shè)備研制成功，以及矸石充填開采在新汶礦區(qū)的試驗取得成功，使矸石充填開采的成功實施成為可能。采用矸石充填開采技術(shù)解決壓煤開采，既可解決煤礦生產(chǎn)的矸石的井下處置問題，避免矸石上井帶來的礦井運輸緊張、地面環(huán)境污染和占地問題，又可實現(xiàn)對地表的有效控制，保護地面建筑物安全，達到促進資源開采和環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展的目的。充填開采除采用矸石作為充填材料外，其它礦區(qū)也有采用水沙充填、石屑、黃土、爐渣、膏體等材料。1、采用水沙充填。波蘭于50年代初就廣泛應(yīng)用水砂充填法減少地表塌陷，我國也進行了水沙充填開采，如新汶?yún)f(xié)莊礦。近年來，由于充填材料缺少和充填費用較高，現(xiàn)已很少采用這種方法解決開采損害問題。2、似膏體充填工藝技術(shù)。似膏體充填技術(shù)充分利用固體廢棄物，降低充填成本，提高回采率，是實現(xiàn)充填開采的新途徑。3、原矸充填工藝技術(shù)。將井上、下矸石粉碎，然后通過管道輸送或礦車運送，再經(jīng)皮帶輸送到工作面直接充入采空區(qū)。該項充填技術(shù)成本低，矸石處理簡單。我礦區(qū)駐地住戶密集，人口眾多，也是行政機關(guān)政府所在地，地面上建筑需要保護。矸石山容量有限，且不斷增加，不僅新增矸石堆放成為制約礦井今后發(fā)展的難題，還對環(huán)境造成污染，人員安全造成威脅，為克服以上問題，采用原矸充填對井上、下矸石進行處理。同時其中的一個采區(qū)位于礦井的東部，面積為1.0341( 1112，開采2、4、6、11、13、15、16煤層，總厚度為10.03米，共有可采儲量923. 4萬噸，地表被建筑物覆蓋，全部“三下”壓煤， 壓煤問題較嚴重。如果得不到有效解決，除會造成采區(qū)接續(xù)緊張外，礦井服務(wù)年限也將大大縮短，面臨過早報廢的嚴重問題。這不僅會給國家造成極大的資源浪費，還給礦井帶來就業(yè)壓力等社會問題。采60m，留60m，開采后地面建筑物破壞程度在II級，但是綜合采出率不足50%，煤炭資源損失嚴重。因此尋找新的技術(shù)途徑，進一步回收損失的煤炭資源，十分必要。為了減少地表移動變形，有效的保護建筑物，同時減少地面矸石的污染，利用井上、下矸石，對采空區(qū)進行矸石充填是礦井生產(chǎn)的重要保證。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述技術(shù)缺點，本發(fā)明的目的是提供一種用于矸石充填采空區(qū)的裝置，因此消除了矸石的污染提高了資源回收水平，對地表建筑物基本無影響。為達到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是包含有溜矸孔、矸石倉、粉碎機I、輸送機和充矸液壓支架，矸石倉設(shè)置在充填采區(qū)中，在地面上設(shè)置有與矸石倉連通的溜矸孔， 在地面上設(shè)置有粉碎機I，粉碎機I設(shè)置為通過溜矸孔與矸石倉聯(lián)接，在充填巷道設(shè)置有輸送機和充矸液壓支架，充矸液壓支架設(shè)置在充填作業(yè)面上，矸石倉設(shè)置為通過輸送機與充矸液壓支架聯(lián)接。利用地面矸石，通過運輸通道輸送到矸石倉中，再經(jīng)輸送機運送到工作面上端頭， 再通過充矸液壓支架進行采空區(qū)矸石充填，由于設(shè)計了溜矸孔、矸石倉、粉碎機I、輸送機和充矸液壓支架，把地面上的矸石回填到采空礦道中，因此消除了矸石的污染，增加了開采量。本發(fā)明設(shè)計了，充矸液壓支架設(shè)置為包含有支架伸縮梁、支架頂梁、立柱、支架尾梁、支架底座、尾梁調(diào)整千斤頂、懸掛單掛鏈和自壓式矸石充填機，立柱設(shè)置為伸縮油缸，支架頂梁設(shè)置為與立柱鉸接式聯(lián)接，在支架頂梁的一端設(shè)置有支架伸縮梁、另一端設(shè)置有支架尾梁，支架伸縮梁設(shè)置為與支架頂梁固定式聯(lián)接，支架尾梁設(shè)置為與支架頂梁鉸接式聯(lián)接，在立柱的底端設(shè)置有支架底座，立柱設(shè)置為與支架底座鉸接式聯(lián)接，尾梁調(diào)整千斤頂?shù)囊欢嗽O(shè)置為與支架尾梁鉸接式聯(lián)接、另一端設(shè)置為與支架底座鉸接式聯(lián)接，在支架尾梁的下端面上設(shè)置有懸掛單掛鏈，在懸掛單掛鏈上設(shè)置有自壓式矸石充填機。本發(fā)明設(shè)計了，輸送機設(shè)置為包含有給煤機和皮帶運輸機I，給煤機設(shè)置在矸石倉中，給煤機設(shè)置為通過皮帶運輸機I與充矸液壓支架聯(lián)接。本發(fā)明設(shè)計了，還包含有粉碎機II、皮帶運輸機II、翻罐機和礦車，在采掘礦道中設(shè)置有粉碎機II、皮帶運輸機II、翻罐機和礦車，粉碎機II設(shè)置在矸石倉中，皮帶運輸機II 的一端設(shè)置為與粉碎機II聯(lián)接并另一端設(shè)置為與翻罐機聯(lián)接，礦車設(shè)置在翻罐機上，礦車設(shè)置為與采掘工作面聯(lián)接。四

圖1為本發(fā)明的示意圖圖2為充矸液壓支架23的結(jié)構(gòu)示意圖。五具體實施例方式
附圖為本發(fā)明的一個實施例，結(jié)合附圖具體說明本實施例，包含有溜矸孔101、矸石倉 104、粉碎機I 11、給煤機21、皮帶運輸機I 22、充矸液壓支架23、粉碎機II 31、皮帶運輸機 II 32、翻罐機33和礦車34，矸石倉104設(shè)置在充填礦道102中，在地面上設(shè)置有與矸石倉 104連通的溜矸孔101，在地面上設(shè)置有粉碎機I 11，粉碎機I 11設(shè)置為通過溜矸孔101與矸石倉104聯(lián)接，在充填礦道102設(shè)置有給煤機21、皮帶運輸機I 22和充矸液壓支架23， 給煤機21設(shè)置在矸石倉104中，充矸液壓支架23設(shè)置在充填作業(yè)面上，給煤機21設(shè)置為通過皮帶運輸機I 22與充矸液壓支架23聯(lián)接，在采掘礦道103中設(shè)置有粉碎機II 31、皮帶運輸機II 32、翻罐機33和礦車34，粉碎機II 31設(shè)置在矸石倉104中，皮帶運輸機II 32的一端設(shè)置為與粉碎機II 31聯(lián)接并另一端設(shè)置為與翻罐機33聯(lián)接，礦車34設(shè)置在翻罐機33 上，礦車34設(shè)置為與采掘工作面聯(lián)接。
在本實施例中，粉碎機I 11的型號是PCH1010。在本實施例中，給煤機21的型號是K-3。在本實施例中，皮帶運輸機I 22的型號是DSJ100/800。在本實施例中，粉碎機II 31的型號是PE-750。在本實施例中，皮帶運輸機II 32的型號是DSJ100/800。在本實施例中，翻罐機33的型號是F擬Z-1/6型。在本實施例中，充矸液壓支架23設(shè)置為包含有支架伸縮梁1、支架頂梁2、立柱3、 支架尾梁4、支架底座5、尾梁調(diào)整千斤頂6、懸掛單掛鏈7和自壓式矸石充填機8，立柱3設(shè)置為伸縮油缸，支架頂梁2設(shè)置為與立柱3鉸接式聯(lián)接，在支架頂梁2的一端設(shè)置有支架伸縮梁1、另一端設(shè)置有支架尾梁4，支架伸縮梁1設(shè)置為與支架頂梁2固定式聯(lián)接，支架尾梁 4設(shè)置為與支架頂梁2鉸接式聯(lián)接，在立柱3的底端設(shè)置有支架底座5，立柱3設(shè)置為與支架底座5鉸接式聯(lián)接，尾梁調(diào)整千斤頂6的一端設(shè)置為與支架尾梁4鉸接式聯(lián)接、另一端設(shè)置為與支架底座5鉸接式聯(lián)接，在支架尾梁4的下端面上設(shè)置有懸掛單掛鏈7，在懸掛單掛鏈7上設(shè)置有自壓式矸石充填機8。利用地面和井下矸石，通過運輸通道分別輸送到矸石倉104中，再經(jīng)皮帶運送到工作面上端頭，再通過充矸液壓支架23進行采空區(qū)矸石充填，矸石通過支架伸縮梁1、支架頂梁2和支架尾梁4后，到達自壓式矸石充填機8中，自壓式矸石充填機8把矸石回填，調(diào)整千斤頂6和立柱3調(diào)節(jié)自壓式矸石充填機8的高度。首先進行充填工作面支護，回采工作面采用綜采工藝，矸石充填法管理頂板的采煤方法。根據(jù)經(jīng)驗公式進行支護強度計算
依照經(jīng)驗，通常工作面支架必須能夠有效支撐6至8倍采高的巖石容重，則支護強度
為
P=8hYg =8*2. 27*2. 4*9. 8=445 (KN/m2) Yg---巖石的容重 h—工作面平均采高
工作面需要支護強度為0.45 Mpa，而Z Z ^00/13/30BC型充矸液壓支架支護強度為0.63-0. 72Mpa能夠滿足要求，故選用Z Z ^00/13/30BC型充矸液壓支架，后部懸掛 SGB-150C型改型充矸溜子。地面矸石充填系統(tǒng)在矸石山建立矸石粉碎站，將矸石粉碎為粒徑不大于5cm的充填矸石料。采用汽車運輸將充填矸石料運至地面矸石輸送站，通過直徑50cm溜矸孔101 輸送到井下矸石倉104。溜矸孔101從地面打到-310水平，深度500m，溜矸孔101直徑 50cm。地面奸石輸送站溜奸孔坐標X=208726. 803, Y=3980481. 396。輸送站面積為2000m2。 井下矸石充填系統(tǒng)各采掘巷道3的矸石通過礦車集中到-310軌道大巷，經(jīng)翻罐、溜子、粉碎機運入矸石倉104，井下矸石經(jīng)粉碎后粒徑不大于5cm。矸石倉104的矸石通過8403軌道巷(矸石運輸巷)的各部皮帶輸送到工作面，經(jīng)工作面綜采支架后部懸掛的溜子進行矸石充填。本發(fā)明具有很好的經(jīng)濟社會效益，經(jīng)濟效益分析條帶開采與充填開采的對比 八采區(qū)“三下”壓煤923. 4萬噸，原設(shè)計條帶開采(采60米、留60米)，對地表建筑物達到II 級以下破壞，且只能回收50%，計461. 7萬噸，實施充填開采以矸換煤，能回收886. 5萬噸，比
5條帶開采多回收424. 8萬噸，按年生產(chǎn)能力60萬噸計算，可延長礦井服務(wù)年限10年。既回收了國家資源，又延長了礦井服務(wù)年限。按每噸利潤200元計算，可取得9. 2億元的經(jīng)濟效益。井下矸石不升井，每噸矸石可節(jié)約提升費用20元，每年可節(jié)約資金86. 4萬元/年。工程量的對比經(jīng)過矸石充填后的工作面，工作面支承壓力減小，對工作面的出口維護極為有利。為此，在充填工作面采用沿空留巷無煤柱回采，減少巷道掘進量4500m，減少巷道掘進費用900萬元。地面賠償費用對比八采區(qū)若是條帶開采，地表仍達到II級以下破壞，每年支付斑裂費用600以上?？傊捎庙肥涮铋_采后，對地面建筑物破壞控制在I級之內(nèi)，每年支付維修費只在160萬元以下。通過充填有效控制地表塌陷，減少對地面賠償費用，每年節(jié)約資金440萬元，具有很好的經(jīng)濟效益。社會效益分析解決了村莊搬遷的歷史難題地面村莊搬遷費用高，選址困難，工農(nóng)關(guān)系緊張，一直是個較難解決的難題，特別是近幾年，隨著經(jīng)濟發(fā)展，建筑成本上漲較快，村莊也不斷擴大，搬遷費用直線上升，翟鎮(zhèn)及趙家莊村共有住戶1660戶，如果搬遷，平均每戶10萬元，將投資1.66億元。而采取矸石置換開采可減少地下開采對建筑物的影響，有效控制圍巖垮落和地表下沉，保證了地表建筑物的安全，每年僅投入維修費160萬元。也避免搬遷帶來的不安定因素，從而維護礦區(qū)的穩(wěn)定，緩和了地企矛盾。提高資源回收率矸石充填開采成功，相對以往“三下”壓煤采用的條帶開采法，可對壓煤進行規(guī)模性回收，減少煤炭損失，提高資源回收率，延長礦井服務(wù)年限，促進礦井的安全、高效可持續(xù)發(fā)展。消除了地面矸石山造成的環(huán)境污染與破壞問題矸石充填開采可減少矸石山地面堆積侵占耕地20畝，消除矸石的自燃對環(huán)境污染及地表破壞，實現(xiàn)綠色開采。本發(fā)明具有下特點
1、由于設(shè)計了溜矸孔101、矸石倉104、粉碎機I 11、輸送機和充矸液壓支架23，把地面上的矸石回填到采空巷道中，因此消除了矸石的污染，提高了開采回采率。2、由于設(shè)計了粉碎機II 31、皮帶運輸機II 32、翻罐機33和礦車34，避免了井下矸石的升井，降低了采掘成本。3、由于設(shè)計了溜矸孔101、矸石倉104、粉碎機I 11、給煤機21、皮帶運輸機I 22、 充矸液壓支架23、粉碎機II 31、皮帶運輸機II 32、翻罐機33和礦車34，把矸石進行了充分利用，延長了礦井的開采時間。
4、由于設(shè)計了充矸液壓支架23，提高了矸石回填效率，擴大了回填工作面。在用于巷道充填的裝置技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)；凡是包含有矸石倉104設(shè)置在充填巷道2中， 在地面上設(shè)置有與矸石倉104連通的溜矸孔101，在地面上設(shè)置有粉碎機I 11，粉碎機I 11 設(shè)置為通過溜矸孔101與矸石倉104聯(lián)接，在充填巷道2設(shè)置有輸送機和充矸液壓支架23， 充矸液壓支架23設(shè)置在充填作業(yè)面上，矸石倉104設(shè)置為通過輸送機與充矸液壓支架23 聯(lián)接的技術(shù)內(nèi)容都在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于巷道充填的裝置；其特征是包含有溜矸孔(101)、矸石倉(104)、粉碎機I (11)、輸送機和充矸液壓支架(23)，矸石倉(104)設(shè)置在充填巷道(102)中，在地面上設(shè)置有與矸石倉(104)連通的溜矸孔(101)，在地面上設(shè)置有粉碎機I (11)，粉碎機I (11)設(shè)置為通過溜矸孔(101)與矸石倉(104)聯(lián)接，在充填巷道(102 )設(shè)置有輸送機和充矸液壓支架 (23)，充矸液壓支架(23)設(shè)置在充填工作面上，矸石倉(104)設(shè)置為通過輸送機與充矸液壓支架(23)聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于巷道充填的裝置；其特征是充矸液壓支架(23)設(shè)置為包含有支架伸縮梁(1)、支架頂梁(2)、立柱(3)、支架尾梁(4)、支架底座(5)、尾梁調(diào)整千斤頂(6)、懸掛單掛鏈(7)和自壓式矸石充填機(8)，立柱(3)設(shè)置為伸縮油缸，支架頂梁(2)設(shè)置為與立柱(3)鉸接式聯(lián)接，在支架頂梁(2)的一端設(shè)置有支架伸縮梁(1)、另一端設(shè)置有支架尾梁(4)，支架伸縮梁(1)設(shè)置為與支架頂梁(2)固定式聯(lián)接，支架尾梁(4)設(shè)置為與支架頂梁(2)鉸接式聯(lián)接，在立柱(3)的底端設(shè)置有支架底座(5)，立柱(3)設(shè)置為與支架底座 (5)鉸接式聯(lián)接，尾梁調(diào)整千斤頂(6)的一端設(shè)置為與支架尾梁(4)鉸接式聯(lián)接、另一端設(shè)置為與支架底座(5)鉸接式聯(lián)接，在支架尾梁(4)的下端面上設(shè)置有懸掛單掛鏈(7)，在懸掛單掛鏈(7 )上設(shè)置有自壓式矸石充填機(8 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于巷道充填的裝置；其特征是輸送機設(shè)置為包含有給煤機(21)和皮帶運輸機1(22)，給煤機(21)設(shè)置在矸石倉(104)中，給煤機(21)設(shè)置為通過皮帶運輸機I (22)與充矸液壓支架(23)聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的用于礦道充填的裝置；其特征是還包含有粉碎機II (31)、皮帶運輸機II (32)、翻罐機(33)和礦車(34)，在采掘巷道(103)中設(shè)置有粉碎機II (31)、皮帶運輸機II (32)、翻罐機(33)和礦車(34)，粉碎機II (31)設(shè)置在矸石倉(104)中， 皮帶運輸機II (32)的一端設(shè)置為與粉碎機II (31)聯(lián)接并另一端設(shè)置為與翻罐機(33)聯(lián)接，礦車(34)設(shè)置在翻罐機(33)上，礦車(34)設(shè)置為與采掘工作面聯(lián)接。
全文摘要
一種用于矸石充填的裝置，包含有溜矸孔(101)、矸石倉(104)、粉碎機Ⅰ(11)、輸送機和充矸液壓支架(23)，矸石倉(104)設(shè)置在充填巷道(102)中，在地面上設(shè)置有與矸石倉(104)連通的溜矸孔(101)，在地面上設(shè)置有粉碎機Ⅰ(11)，粉碎機Ⅰ(11)設(shè)置為通過溜矸孔(101)與矸石倉(104)聯(lián)接，在充填巷道(102)設(shè)置有輸送機和充矸液壓支架(23)，充矸液壓支架(23)設(shè)置在充填工作面上，矸石倉(104)設(shè)置為通過輸送機與充矸液壓支架(23)聯(lián)接，因此消除了矸石的污染，提高開采回采率。
文檔編號E21F15/02GK102444418SQ201110409608
公開日2012年5月9日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者公成東, 安寶, 李光, 李巨海, 高太生 申請人:山東明興礦業(yè)集團有限公司