一種井下沿空留巷充填系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及井下充填系統及方法，尤其涉及井下沿空留巷充填或有井式煤炭地下氣化燃空區充填系統。
【背景技術】
[0002]矸石是我國排放量最大的工業廢渣，約占全國工業廢渣排放總量的1/4。而我國矸石的總利用率僅25%左右。這些長期堆存的矸石不僅占壓了大量土地和良田，其淋溶水污染地下水源和江河地表水，而且自燃的矸石釋放出大量有害氣體，造成大氣污染，破壞生態平衡，給人類造成危害。但是矸石確是一種很好的井下充填材料。
[0003]為了回收傳統采礦方式中留設的保安煤柱，采用一定的技術手段將上一區段的順槽重新支護留給下一個區段使用，這種留巷的做法是沿著采空區邊緣在原順槽位置保留就稱為沿空留巷。沿空留巷可以最大限度回收資源，避免煤體損失。但是目前的沿空留巷巷旁充填技術和工藝存在占用空間大，設備不易轉場，準備時間長從而導致不易與留巷時間契合的缺點。
【發明內容】
[0004]針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種井下沿空留巷充填系統及方法，該系統占用空間小、不需要在井下開挖硐室和基坑、各部分設備易轉場、充填準備時間短，此外，其將不出井的矸石作為充填材料之一，能避免部分矸石升井而需要消耗的各種資源和升井后的環境污染、土地占用及自燃等問題。
[0005]為實現上述目的，本發明提供的一種井下沿空留巷充填系統，包括攪拌機、充填泵、V型側卸式矸石礦車、波狀擋邊帶式輸送機、細集料礦車、主螺旋輸送機、設置在運輸巷中相互平行的細集料礦車股道和矸石礦車股道，所述攪拌機和充填泵均設置在平板車上，所述波狀擋邊帶式輸送機橫向地設置在細集料礦車股道和矸石礦車股道之間；
[0006]至少一輛所述V型側卸式矸石礦車運行在所述矸石礦車股道上，其一側的底部開口通過漏斗與波狀擋邊帶式輸送機的入料口相連，所述波狀擋邊帶式輸送機的出料口與攪拌機的入料口相連；
[0007]所述主螺旋輸送機縱向地設置在平板車上，至少一輛所述細集料礦車運行在所述的細集料礦車股道上，其出料口與主螺旋輸送機的入料口相連，所述主螺旋輸送機的出料口與攪拌機的入料口相連；
[0008]所述攪拌機的出料口與充填泵的入料口通過管路連接，所述充填泵的出料口通過高壓充填管道與充填區域相連；
[0009]所述細集料礦車股道和矸石礦車股道之間設置有至少一個道岔，所述細集料礦車股道上設置有與道岔相配合的扳道器。
[0010]作為本發明的進一步改進，所述細集料礦車的出料口通過在其底部設置的小型螺旋輸送機與主螺旋輸送機的入料口相連。
[0011]作為本發明的進一步改進，所述主螺旋輸送機為傾斜式螺旋輸送機或LC型垂直式螺旋輸送機。
[0012]作為本發明的進一步改進，所述細集料礦車為端卸式礦車或側卸式礦車。
[0013]一種井下沿空留巷充填方法，包括以下步驟:
[0014]步驟一:在所需充填區域附近設置加強支護帶；
[0015]步驟二:在運輸巷中鋪設一對相互平行的細集料礦車股道和矸石礦車股道，并在兩股道之間鋪設至少一條道岔和與所述道岔相配合的扳道器；在細集料礦車股道和矸石礦車股道的外側分別設置留寬道和人行道；
[0016]步驟三:將波狀擋邊帶式輸送機設置在兩股道之間并靠近所需充填區域；
[0017]步驟四:將充填泵的入料口與攪拌機的出料口相連，將攪拌機的入料口與主螺旋輸送機的出料口相連，并將充填泵、攪拌機、主螺旋輸送機依次固定設置在平板車上，將平板車通過細集料礦車股道運送到波狀擋邊帶式輸送機附近，并使波狀擋邊帶式輸送機的出料口與攪拌機的入料口相連；
[0018]步驟五:選用井下不出井的小于20mm的小塊矸石作為主填充材料，用至少一輛V型側卸式矸石礦車將主填充材料通過矸石礦車股道運送到波狀擋邊帶式輸送機附近，將主填充材料通過V型側卸式矸石礦車的出料口傳輸給波狀擋邊帶式輸送機的入料口，波狀擋邊帶式輸送機通過其出料口將矸石輸送到攪拌機的入料口中；用至少一輛細集料礦車將細集料和水通過細集料礦車股道運送到主螺旋輸送機附近，并將細集料和水通過細集料礦車的出料口傳輸給主螺旋輸送機的入料口，主螺旋輸送機通過其出料口將細集料和水輸送到攪拌機的入料口中；
[0019]步驟六:啟動攪拌機，將矸石、細集料和水充分攪拌后形成膏體充填材料并通過充填泵將該膏體充填材料經高壓充填管道輸送到所需充填區域；
[0020]步驟七:隨著填充工作面的推進，及時調整各充填設備的位置并重新建立連接，并在充填設備的前方及時設置新的加強支護帶；
[0021]步驟八:當步驟五中的V型側卸式矸石礦車和細集料礦車卸完料后，空車可以根據礦車隊列情況選擇從原來進入的股道退出，或者通過道岔從另一條股道退出。
[0022]本發明提供了一種占用空間小、不需要在井下開挖硐室和基坑、設備易轉場、沿空留巷充填準備時間短，其將不出井的矸石作為充填材料之一。本發明在運輸巷鋪設兩條股道:細集料礦車股道和矸石礦車股道，并設置道岔和扳道器，這樣空車可以從原來進入時的股道或者通過道岔從另一條股道退出，當工作面在生產時需要礦車進入和退出時也不會被堵塞。矸石的運輸采用V型側卸式礦車，在其一側底部開口通過漏斗與波狀擋邊帶式輸送機的入料口連接。波狀擋邊帶式輸送機，其對含水量比較高，粘附性較強的矸石的提升具有很好的適應性，此外，波狀擋邊帶式輸送機布置方式較為錄活，能大量節省設備占地面積，徹底解決普通、花紋帶式輸送機所不能達到的輸送角度，與斗式提升機、刮板輸送機比較，其綜合技術性能都優越、輸送量大，可達6000m3/h，垂直提升高度可達200m，在垂直輸送物料時，物料粒度最大可達200_，從水平到傾斜或垂直能平穩過渡、能耗低、結構簡單、維護方便、膠帶強度高，使用壽命長，這樣可以更方便地完成矸石的運輸。細集料的運輸采用在其底部安裝了小型螺旋輸送機的礦車改裝，細集料從礦車提升到攪拌機入口采用傾斜式螺旋輸送機或LC型垂直式螺旋輸送機，這樣能夠保證細集料的提升效率。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明中軌道巷斷面圖；
[0024]圖2是圖1中本發明主要組成部件的俯視圖。
[0025]圖中:1、攪拌機，2、平板車，3、V型側卸式矸石礦車，4、波狀擋邊帶式輸送機，5、細集料礦車，6、細集料礦車股道，7、矸石礦車股道，8、主螺旋輸送機，9、高壓充填管道，10、道盆，11、扳道器，12、小螺旋輸送機。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0027]現有工作面運輸巷道斷面一般不小于12m2，巷道受壓變形后的凈高一般為1.Sm，因此本技術方案中所有設備將被局限在寬度為5250mm和高度為1800_的矩形范圍內。由于地下范圍的限制，一般大型機械無法在如此狹小的空間內進行布置，為此本方案中的充填裝置均與該空間的限制相適應。
[0028]一種井下沿空留巷充填系統，包括攪拌機1、充填泵、V型側卸式矸石礦車3、波狀擋邊帶式輸送機4、細集料礦車5、主螺旋輸送機8、設置在運輸巷中相互平行的細集料礦車股道6和矸石礦車股道7，波狀擋邊帶式輸送機4橫向地設置在細集料礦車股道6和矸石礦車股道7之間，股道寬度一般可以有以下四種選擇:1435mm、762mm、900mm、600mm。攪拌機I和充填泵均設置在平板車2上，至少一輛V型側卸式矸石礦車3運行在矸石礦車股道7上，其一側的底部開口通過漏斗與波狀擋邊帶式輸送機4的入料口相連，波狀擋邊帶式輸送機4的出料口與攪拌機I的入料口相連；主螺旋輸送機8縱向地設置在平板車2上，至少一輛細集料礦車5運行在的細集料礦車股道6上，其出料口與主螺旋輸送機8的入料口相連，主螺旋輸送機8的出料口與攪拌機I的入料口相連；細集料礦車5的出料口可以通過在其底部設置的小型螺旋輸送機12與主螺旋輸送機8的入料口相連。
[0029]攪拌機I的出料口與充填泵的入料口通過管路連接，充填泵的出料口通過高壓充填管道9與充填區域相連，與充填泵相連的高壓充填管道9可以鋪設在巷道的人行道側。
[0030]細集料礦車股道6和矸石礦車股道7之間設置有至少一個道岔10，細集料礦車股道6上設置有與道岔10相配合的扳道器11，這樣空車可以從原來進入時的股道退出或者通過道岔10從另一條股道退出。這樣，能夠在保證前面礦車材料用完后能夠從比較近的距離推入裝滿材料的礦車的同時空礦車也能夠退出。空礦車移走，重復載料任務并被送到運輸巷，依次卸料而形成循環的供料系統。
[0031]矸石從波狀擋邊帶式輸送機4入料口輸送到離平板車2中心線600_的攪拌機I漏斗中，水平輸送距離最好為1810mm，波狀擋邊帶式輸送機4的輸送傾角優選45度，充填所有的矸石選用井下不出井的小于20_的小塊矸石。將矸石提升到攪拌機I入料口的提升裝置選用波狀擋邊帶式輸送機4，其對含水量比較高，粘附性較強的矸石的提升具有很好的適應性，其輸送傾角在0°?90°范圍內變化。其具有以下優點:能大量節省設備占地面積，徹底解決普通、花紋帶式輸送機所不能達到的輸送角度。與斗式提升機、刮板輸送機比較，其綜合技術性能都優越、輸送量大，可達6000m3/h，垂直提升高度可達200m。在垂直輸送物料時，物料粒度最大可達200_，從水平到傾斜或垂直能平穩過渡、能耗低、結構簡單、維護方便、膠帶強度高，使用壽命長。波狀擋邊帶式輸送機還可以有多種靈活的布置方式。
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