[发明专利]一种露天边帮煤采空区气力充填系统及工艺

说明书

一种露天边帮煤采空区气力充填系统及工艺，其充填系统主要由矸石仓、入料振动筛、入料皮带机、履带破碎机和气力充填设备组成，所述的气力充填设备包括气力充填泵、推送液压缸、气力充填管、高压气力进口、首节充填管以及入料斗。其充填工艺包括接管作业、矸石充填作业和持续气力充填作业。本发明能够满足钻采法采空区充填需求，增强钻采法开采安全性，以及预防采空区垮塌等安全事故；具有易实现平行作业，占用较小的空间，物料输运和各种设备配置方便、提高煤炭资源的回收率、降低充填成本等优点。

技术领域

本发明涉及一种露天边帮煤采空区气力充填系统及工艺，适用于露天煤矿的边角煤采空区回填作业。

背景技术

矸石是井下煤矿开采的衍生物，采用矸石进行井下采空区充填，可以减少矸石升井、井下充填的成本，但是如何在狭小的空间中进行充填作业，是钻采法开采薄煤层推广应用的又一障碍。传统充填方法仍存在一些问题，如覆岩离层注浆的效率低和连续性不强、水砂充填用水量较大会污染地下水体、膏体(似膏体)充填成本过高、矸石自溜充填易发生充填不充分、机械化矸石充填占用井下空间较多、矸石人工充填费工费力安全性差等，而且露天煤矿含矸量较高，边角煤层开采高度小，充填工作面作业空间有限，一般充填设备难以进入采空区内部，导致充填作业不全面，存在安全隐患。因此，亟需安全、有效且可靠的露天边帮煤采空区充填设备及其相应工艺。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种露天边帮煤采空区气力充填系统及工艺，能够满足钻采法采空区充填需求，增强钻采法开采安全性，以及预防采空区垮塌等安全事故；具有易实现平行作业，占用较小的空间，物料输运和各种设备配置方便、提高煤炭资源的回收率、降低充填成本等优点。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种露天边帮煤采空区气力充填系统，主要由矸石仓、入料振动筛、入料皮带机、履带破碎机和气力充填设备组成，矸石仓通过入料振动筛与入料皮带机的入料端相连，入料皮带机的出料端与履带破碎机的入料口相连，履带破碎机通过螺旋输送机与气力充填设备相连；所述的气力充填设备包括气力充填泵、推送液压缸、气力充填管、高压气力进口、首节充填管以及入料斗，气力充填泵上设有高压气力进口，气力充填泵安装于推送液压缸上端，与推送液压缸一起运动，气力充填泵上的入料斗位于螺旋输送机的出料口下方，气力充填泵出口通过快速接头与气力充填管相连，多组气力充填管首尾相连，最后与首节充填管相连。

一种露天边帮煤采空区气力充填工艺，步骤如下：

1)进行接管作业，履带破碎机拖动气力充填设备至露天采空区外部，两组前支撑液压缸和两组后支撑液压缸伸出，支撑地面以固定气力充填设备；

2)吊车将首节充填管吊入气力充填设备内，首节充填管的尾端与推送液压缸前端的快速接头相连，并通过卡箍固定，首节充填管前端的推板对准所充填采空区；

3)向推送液压缸供油，推送液压缸伸出并推动首节充填管进入采空区，待首节充填管进入采空区后，推送液压缸停止供油；

4)解除卡箍使快速接头脱离，同时推送液压缸回缩至原位，吊车将气力充填管吊入气力充填设备内，气力充填管的尾端与推送液压缸前端的快速接头相连，气力充填管前端的快速接头Ⅰ与上一节气力充填管相连，前后均通过卡箍固定；

5)向推送液压缸供油，推送液压缸伸出并推动气力充填管进入采空区，待气力充填管进入采空区后，推送液压缸停止供油，通过红外测距仪及监控摄像头判断首节充填管的位置，重复步骤4)，直至推送液压缸回缩至原位时，首节充填管与采空区底端之间的距离约为一节气力充填管长度；

6)进行矸石充填作业，安装履带破碎机的螺旋输送机，使螺旋输送机的入料端正对气力充填设备的入料斗；

7)安装入料振动筛和入料皮带机，将矸石从矸石仓运送至履带破碎机的入料口，履带破碎机启动，将矸石进行破碎，并通过两组输送螺旋和螺旋输送机输送至气力充填设备的入料斗；