[发明专利]一种煤矿充填开采井下投料缓冲器

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤矿充填开采井下投料缓冲设备。

背景技术

随着我国井下煤矿开采规模和开采强度不断增大，因采矿引起的灾害日趋严重。地下煤层采空后，覆岩产生移动、变形与破坏，随着采空区面积的增大，岩层移动的范围也会相应增大，当采空区面积达到一定范围后岩层移动范围发展到地表，使地表产生移动、变形与下沉，从而造成地面构筑物及设施破坏、地面塌陷、土地资源浪费等。同时，煤矿在开采过程中排出的大量煤矸石在地面堆积，不仅占用土地，而且对环境造成严重污染。为应对上述煤矿开采过程中出现的问题，煤矿充填开采已越来越受到重视和采用。

充填开采就是利用顶板管理方法实现减少地表沉降，继而减少地表变形的开采技术。其实质是利用煤矸石、砂子、碎石、炉碴等物料对井下采空区进行充填，借以支撑围岩，达到减少沉降的目的。应用充填开采还可对煤矿通风、瓦斯、防灭火、顶板压力与冲击危害等安全问题有较好的防治作用；可最大限度地回收煤炭资源；有利于地面构筑物的保护，减少对地面环境的破坏等作用。

充填开采的一个重要工序就是将符合要求的充填物料如煤矸石、砂子、炉碴、粉煤灰等通过管道从地面投放到井下，然后利用这些充填物料对采空区进行充填。目前，常用的充填物料就是利用煤矿现有的煤矸石，适当破碎后经管道投放到井下巷道料仓内。当地面上的充填物料从几百米甚至上千米的高度垂直投入井下时，在重力作用下，充填物料到达井下巷道时有很高的速度和较大的冲击动能，如果不采取妥善措施，不仅对井下作业人员、料仓等设施带来危害，而且对井下其它系统及整个矿井带来安全隐患。因此，煤矿在推广实施充填开采过程中，如何把从地面抛投到井下充填物料的速度降下来，安全、稳妥地接住充填物料，使其平稳入仓，是充填开采过程中遇到的新问题。

发明内容

为解决煤矿充填开采过程中充填物料从地面抛投到井下巷道料仓时，由于其速度快、冲击动能大所带来的安全隐患问题，本发明提供一种新型结构形式的煤矿充填开采井下投料缓冲器，满足充填物料安全、高效抛投的需要。

本发明煤矿充填开采井下投料缓冲器由接料盘、底座、地脚螺栓、弧形螺旋挡板等组成。接料盘由相对耐磨的16Mn钢板制成，形状设计成一个半球面容器，开口向上，并在其表面作熔覆耐磨处理，在接料盘的顶端四周焊有弧形螺旋挡板。底座上端与接料盘相连，下端通过地脚螺栓固定在井下料仓巷道内。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：将投料缓冲器的中心对准投料管的中心后，用地脚螺栓把投料缓冲器固定在井下料仓巷道后，预先向半球面接料盘容器中存放一些抛投的同类物料，当从地面高速落下的充填物料冲击到接料盘里预存的物料时，接料盘里的物料受到巨大冲击后发生破碎和运动，吸收一部分能量，因为高速下落的充填物料不是直接冲击到接料盘的表面上，对接料盘及整个投料缓冲器有保护作用，同时，飞溅也较小。随着抛投的不断进行，当接料盘内的物料堆积较多时，在下落物料的持续冲击下，接料盘内的物料会扰动或减速飞溅，飞溅的物料受接料盘上面四周弧形螺旋挡板的阻挡失去大部分动能，然后通过弧形螺旋挡板之间的间隙落到料仓内，从而起到约束高速充填物料的作用，避免高速下落物料对料仓的侵蚀和飞溅物伤的人，实现充填物料的软着陆和自动安息，方便充填物料的收集、运输和管理。

本发明的有益效果是：解决了煤矿充填开采过程中充填物料从地面抛投到井下时由于其速度高、冲击动能较大，所带来的安全隐患问题，且结构简单、制造方便。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

如图所示，通过底座(2)上的螺栓孔，用地脚螺栓(3)把投料缓冲器固定在井下料仓的巷道内，使投料缓冲器的中心正对着井上投料管的中心。

实施投料前，预先向半球面接料盘(1)中存放一些抛投的同类物料(5)，当从地面高速落下的充填物料冲击到接料盘(1)里预存的物料(5)时，接料盘(1)里的预存物料(5)受冲击会发生破碎和运动，吸收大部分能量。由于高速下落的充填物料不是直接冲击到接料盘(1)表面上，对接料盘(1)及整个投料缓冲器器有保护作用，飞溅也较小。当接料盘(1)内的物料堆积较多时，在高速下落物料的冲击下，接料盘(1)内的物料会扰动或减速飞溅，飞溅的部分受接料盘(1)上面四周焊接的弧形螺旋挡板(4)的阻挡失去部分动能，然后通过弧形螺旋挡板(4)之间的间隙落入料仓内，实现充填物料的软着陆和自动安息，便于充填开采过程中从井下投放的高速物料的收集、运输和管理。