[发明专利]煤矿半煤岩巷道掘进矸石巷旁充填的方法及设备

说明书

一、技术领域

本发明涉及煤矿掘进过程中矸石处理的方法及专用设备。

现有煤矿掘进采煤过程中必然伴产大量矸石，目前矸石一直采用提升出矿井再进行处理，其处理的方法有多种，常用的仍是将矸石提升出地面堆存于矸石山，或煤矸混运提升至地面后，矸石仍弃置于矸石山，矸石山占用土地，污染环境；比较好的方法是综合处理，主要是用于建材产业，走循环经济之路；但多数煤矿、尤其是矸石不能资源化的煤矿，仍用排矸场堆存处理。

中国专利CN1082140隧涵坑道洞室开挖快速出碴法，采用场地整理、导轨铺设、面板设以中空台架支承面板，或者用平车机件和面板组成平车，面板与洞室侧壁之间充填塞块，使面板密实而不漏碴；弃碴清理时，采用分块撤离面板，料斗接碴和斗车出碴，或者采用面板载碴和平车出碴。

目前，已经发明一种机械装置开采厚煤层的煤矿时矸石不出井，就是在村庄下压煤块段相间掘进巷道，在巷道中充填矸石，解决村庄压煤开采，矸石又不出井，在技术上有重大突破。但在我国有大量煤矿的开采厚度小于2m的煤层，每年生产的矸石量极大，但尚无解决良方。

本发明的目的是：提出一种煤矿半煤岩巷道矸石在井下处理的方法及设备，尤其是煤矿半煤岩巷道的宽面掘进矸石巷旁充填的方法及专用设备，即矸石充填机，解决煤矿半煤岩巷道掘进矸石不出井，并用于置换煤炭，提高煤炭资源的回收率。

本发明技术解决方案是：煤矿半煤岩巷道矸石在井下处理的方法，煤矿半煤岩巷道掘进矸石巷旁充填，在井下掘出的矸石经矸石输送机、振动筛筛上物质传送至矸石充填机；将矸石分段分层(垂直)充填于宽面掘进的空间；振动筛下物小于100mm大于30mm粒度的矸石，进入破碎机，将入粒破碎，用作注浆材料的骨料，骨料经输送机送至注浆制备装置，经注浆机按要求固结巷旁矸石带，形成巷道支护体。

煤层厚1-2m时，煤层巷道掘进矸石不出井的断面尺寸是：以巷道高2.4±0.3m，宽2.8±0.5m，煤层宽面掘进宽度取5.5±0.5m。厚煤层时需宽面掘进宽度4m，填充矸石分布于巷道一邦或二邦。充填方法工艺：以矸石充填机进行充填：小于30mm大于100mm块度的矸石直接充填于宽面掘进空间；再利用砼注浆系统，以带状充填方式将制备好的砼喷射或充填于矸石带。

煤矿半煤岩巷道矸石在井下处理的设备：由矸石处理系统包括刮板输送机101、偏心轮振动筛102、溜槽103、过渡回转溜槽104、矸石充填系统100、双螺旋破碎机106、注浆站107构成；煤矿半煤岩巷道掘进矸石巷旁充填设备，所述矸石充填系统包括刮板输送机201、转轴202、耳座203、平台、推矸板205，液压千斤顶204、206、液压千斤顶208、衍架207、连杆209构成；矸石充填系统的刮板输送机201是可回转、调高输送机，刮板输送机201的进料端连接在平台上部，平台上设有转轴202、平台连接一耳座203，衍架207在刮板输送机下方支撑输送机，推矸板205设在衍架207的前端，由一对水平液压千斤顶204连接推矸板205，并设有垂直或倾斜的一对液压千斤顶208连接推矸板205，水平液压千斤顶204通过一连杆推209连接推矸板205；所述推矸板205是下端是向前下方倾斜或有倾斜弧度的板。

另还附设喷雾装置；矸石充填系统将矸石分段分层(垂直)充填于宽面掘进的空间；粒度合适的矸石入粒破碎至20-30mm粒度；充填系统的液压千斤顶204推动推矸板205，推矸板205与刮板输送机201有闭锁关系，当刮板输送机201输送矸石量达到设定数量时，刮板输送机201停止运行，推矸板205启动工作，推移矸石，达到堆积高度及密度，回复至图示位置，停止工作，刮板输送机201再启动，如此循环运行。推矸板205能够通过调整千斤顶204的伸缩长度，使推矸板水平转动，并可经液压千斤顶208工作调整205高度。衍架207使充填系统和刮板输送机201成为一整体。208：调整205高度的液压千斤顶。推矸板能够通过调整液压千斤顶的伸缩长度，使推矸板水平转动，并可经调整推矸板高度的液压千斤顶调整高度。

本发明特点是：将煤矿半煤岩开采过程中得到的矸石分段分层(垂直)充填于宽面掘进的空间(尤其是形成宽面掘进巷道的左右，骨料经输送机送至注浆制备装置，经注浆机按要求固结巷旁矸石带，形成巷道(巷道支护体)，尤其是本发明采用机械化的方法和装置填实本来的采掘空间，能节能、对矿区的环境影响小。本发明可以扩展使用，也用于煤矿开采中煤层厚度小于2米的煤层的长壁采煤工作面实现沿空留巷巷旁充填。

四、附图说明

图1是本发明矸石充填方法流程示意图