[实用新型]一种水力采煤和充填同步进行的系统

说明书

技术领域

本实用新型一种水力采煤和充填同步进行的系统，属于水力采煤技术领域。

背景技术

我国是世界主要的产煤国家，煤矿总数超过全世界其他所有国家煤矿数目之和，目前，综合机械化采煤成为对煤层进行开采的主要方法。为了保证安全和正常正产，减少地下煤炭资源的损失(如“三下压煤”和边角煤的充分开采)，改善地下开采技术，提高采煤经济效率，就必须提高采煤和充填技术。

其中水力采煤是我国开采煤层条件较差地区实现机械化开采的重要技术途径之一，在实际开采过程中主要出现下述三个缺陷：

1、水力采煤工艺是靠自然垮落法来管理顶板的，所以会引起事故发生；

2、水力采煤是通过老塘串风(进回风流部分或全部经过采空区的通风方式为老塘通风)而形成回风系统的，老塘的岩石由于工作面的变化而形成移动至使工作面堵塞至通风不畅，并且使采空区丢煤加速氧化发生火灾,将采空区瓦斯等有害气体带出发生瓦斯事故等；

3、由于水力采煤工艺是靠自然垮落法(当工作面从开切眼推进一定距离后，主动撤除采煤工作空间以外的支架，使直接顶自然垮落)来管理顶板的，所以在顶板冒落或老塘串矸时将没有采净的煤炭压在下面至使采煤回收率一般只能达到75％左右。

另外，有效的解决了井下“三下压煤”和边角煤的开采，有效的利用现有资源，也是亟需解决的一大问题。对于“三下压煤”：我国煤矿“三下”(建筑物下、铁路下、水体下)压煤比较普遍,据对国有重点煤矿的统计,全国压煤量约137.9亿t,其中建筑物下压煤为87.6亿t,村庄下压煤又占建筑物下压煤的60％，随着社会经济发展,村镇规模不断扩大,新矿区和新井田的建设,实际压煤量远高于这一数字；对于边角煤：近年来，矿区大规模的机械化生产方式及正规开采布局结构，导致现有生产采区留下了边角残余块段及各种小煤柱，即边角煤。

成边角煤的主要原因：一是工作面正规布置方式，即顺槽与切眼直交的切块方式形成了边外三角煤，是形成边角煤的人为因素；二是受断层及地质构造影响，不能规则布置工作面的复杂块段，是构成边角煤的自然因素；三是由于采区煤柱、矿井煤柱等构成有一定开采价值的边角区域。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术存在的不足，提供了一种水力采煤和充填同步进行的系统，该系统可在水力采煤的同时进行快速注浆回填，不会引起顶板垮塌，从而不会引起地面的塌陷，不受煤块形状的影响，有效解决了井下“三下压煤”和边角煤的开采，提高了现有煤炭资源的开采率。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种水力采煤和充填同步进行的系统，包括注浆充填组件和水力采煤组件，所述注浆充填组件的主体结构设置在地面上，所述水力采煤组件的主体结构位于地下巷道内，所述注浆充填组件和水力采煤组件协同工作，在水力采煤组件完成采煤时，所述注浆充填组件立即进行注浆回填；

注浆充填组件的结构为：包括配料装置和拖泵，所述拖泵的进料口与配料装置的出料口相连通，所述拖泵的出料口通过注浆通道连接到巷道的采空区，所述配料装置和拖泵均这设置在地面上；

水力采煤组件的结构为：包括清水池、脱水筛、煤炭提升装置和水箱，所述清水池通过进水通道与水枪连接，所述水枪对采煤区进行水采，采下的煤水混合物通过煤水混合通道进入所述脱水筛，所述脱水筛将煤水混合物分离，分离后的煤经所述煤炭提升装置运到地面上，分离后的水经回水通道回到所述水箱内，所述水箱内的水经过滤后与清水池连通。

所述配料装置的结构为：包括多个计量仓，多个所述计量仓分别用于计量充填物料和水的用量，所述计量仓的出料口与搅拌器的进口连通，所述搅拌器的出料口与拖泵的进料口连通。

所述注浆通道与采煤区内的风道连通，作为辅助通风道使用。

所述搅拌器包括强力搅拌器、料浆缓冲仓和轴式搅拌器，所述强力搅拌器的进料口与计量仓的出料口连通，所述强力搅拌器的出料口与料浆缓冲仓的进料口连通，所述料浆缓冲仓的出料口与轴式搅拌器的进料口连通，所述轴式搅拌器的出料口与拖泵的进料口连通。

所述回水通道上设置有采煤区水仓和井底煤水仓，所述采煤区水仓和井底煤水仓均位于地下巷道内，通过高压水泵与回水通道连通。

所述计量仓包括缓冲计量仓、水泥计量仓和水计量仓。