[发明专利]煤矿地面矸石井下回填运输方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿矸石回填技术。特别适用于煤矿洗煤厂的洗矸回填处理。

背景技术

煤矿的开采中，不可避免的伴生大量的矸石，随着矿井开采强度的逐年提高，矸石的产出量越来越大，除生产矿开拓岩石巷道的矸石可直接在井下直接回填到采空区外，建井期间的矸石，生产矿洗煤厂的矸石都放于地面，堆积如山。现有的矿井矸石处理有以下几种处理方式：

1．充填塌陷区：将矸石充填到采煤后的地表塌陷区是一种重要的复垦方式。利用煤矿矸作为塌陷区充填材料，可大量地消耗矸石，解决塌陷地的复垦问题。但是，煤矿矸石中含大量的S、Mg、Na、K、Ca、Si、Fe、Al等离子，因而对环境和地下水以及大气存在严重的污染，该种方法对环境影响较大。

2．发电：采煤过程中排出的废弃矸石大多含有一定量有机质，可以利用煤矸石在沸腾炉中燃烧供暖或发电，燃烧后的灰渣可用来生产水泥等建筑材料。该种方法对煤矸石的热值要求较高，特定情况下，还必须要配劣质煤进行配合燃烧，且煤矸石燃烧后，排放气体达标的处理成本较高，经济价值不高，适用条件限制。

3．制砖：矿井原生矸石可用以配料制砖，并且可以利用其中所含有机物的自燃，从而节约原料煤，这种方法投资不大，方法简单，已广泛使用。但是制砖过程中，煤矸石中的部分有害物质仍然残留，对人类有潜在的健康威胁。并且，制砖消化的矸石量有限，不具备大规模处理的条件。

4．不经任何处理，直接堆放在地面：这种处理方法占用土地，污染大气和水体，并且破坏地表植被和景观，后患无穷。

5．矸石充填：将煤矸石通过矿车和皮带运输到井下，进行回采工作面充填。这种方法符合国家的绿色开采政策，但是矸石运输的环节多，投入的设备多，不能实现连续的处理，矸石处理的成本较高。

因此，现有的矸石处理技术远远不能满足矿井开采强度的提高，如何实现高强度、低成本、大规模的矸石处理，是当今煤矿开采技术发展的又一新课题。

发明内容

本发明的目的是为解决矸石的处理问题，提出一种井下回填运输方法。

本发明的技术方案是：在地面设置矸石破碎机和皮带运输机，从地面向井下已施工的检修巷道中施工直径大于0.5米的立式矸石输料孔，在检修巷道一侧建立一个缓冲仓，利用现有的矸石仓或煤仓作为储矸仓，在缓冲仓与储矸仓之间打通一条直径1米的溜矸道，溜矸道中安装上管道，溜矸道倾斜角度不小于60°；将矸石在地面粉碎后，用皮带运输机卸入立式矸石输料孔中，矸石自重下落至缓冲仓，再经溜矸道自行下落至矸石仓中储存，到一定量后利用现有运输方式回填到采空区。

上述矸石输料孔中设有耐磨套管；

上述缓冲仓有效缓冲高度不低于3米；与检修通道用厚度50cm的砖墙隔断。

本发明与目前的同类技术相比具有以下优点：

1．运输系统独立，不受主井和副井提系统的交互干扰影响。

2．运输成本低，利用矸石自重运输，节约处理成本。

3．系统简单，配套设备少，前期投入少。

4．占用人员少，环节简单。

5．封闭式运输，安全可靠。

附图说明

图1是本发明实施例的示意图。

图中：1-破碎机，2-皮带运输机，3-矸石输料孔，4-缓冲仓，5-检修通道，6-溜矸道，7-储矸仓。

具体实施方式

如图1所示，本发明施工步骤如下：

1．首先设计施工运输系统

确定储矸仓的位置，可以利用矿井现有的矸石仓或者不用的煤仓作为储矸仓7，将储矸仓7上方的检修通道5一侧拓宽，用砖墙隔成缓冲仓4，要求储矸仓7与缓冲仓4的垂直方向上不大于60度倾角，同时在缓冲仓4的垂直地面施工大于0.5米直径的钻孔，钻孔中设上套管作为矸石输料孔3，在缓冲仓4向储矸仓7施工直径大于1.0米的钻孔，钻孔内安装上管道作为溜矸道6；在地面布置破碎机1和皮带运输机2至矸石输料孔。

2．矸石破碎运输

地面洗煤厂的洗矸以及掘进矸石经破碎机1破碎后通过皮带运输机2排到矸石输料孔3，矸石自由落体运输到缓冲仓4，利用堆积缓冲，防止破坏仓壁，堆积高度不低于3米，堆积的矸石通过溜矸道6自溜到储矸仓7中，然后通过运输系统空运输到矸石充填工作面进行采空区充填。