[发明专利]气动力矸石联合充填装置及采煤法

权利要求书

1.气动力矸石联合充填装置，包括轨道顺槽（即回采工作面的运料巷道）、皮带顺槽（即回采工作面的运煤巷道）、回采工作面，其特征在于：在回采工作面的顶部通过锚杆固定安装有支架顶板，在支架顶板的下方设有一首尾两端连接轨道顺槽、皮带顺槽的吊挂皮带，在吊挂皮带的前侧间隔安装有若干个煤矿用液压支架，所述吊挂皮带固定在各所述煤矿用液压支架的后方，在各所述煤矿用液压支架的尾梁下方均安装有一用于将吊挂皮带上运送的矸石吹入支架尾梁的后方的工作面的采空区内的高压风动力装置。

2.根据权利要求1所述的气动力矸石联合充填装置，其特征在于：所述高压风动力装置包括用于与高压风机相连的风管，朝向吊挂皮带位置处的所述风管上安装有若干个高压喷头，所述高压喷头通过高压气流将吊挂皮带上运送的矸石吹入支架尾梁的后方的工作面的采空区。

3.根据权利要求1所述的气动力矸石联合充填装置，其特征在于：还包括一气力输送系统，所述气力输送系统包括一安装在轨道顺槽一侧的螺旋给料机，在螺旋给料机的下游安装有作为动力源的罗茨风机，所述螺旋给料机通过犁式卸料器接收皮带输送机运输过来的矸石，所述罗茨风机的出口与输送管路相连，并通过输送管路将待给入的矸石沿管路输送到工作面上部的未充实区域。

4.根据权利要求1所述的气动力矸石联合充填装置，其特征在于：在各所述煤矿用液压支架的尾梁下方安设有一皮带拦矸器，所述皮带拦矸器为一挡板，所述皮带拦矸器的上端固连有一顶部固定在液压支架的尾梁上的液压千斤顶，所述挡板的下方与对应的吊挂皮带的顶部设有间隔空间，拦矸器通过液压千斤顶实现控制，所述皮带拦矸器用于将吊挂皮带上的残余矸石下落充填至采空区的下部的待充实区域。

5.气动力矸石联合充填采煤法，其特征在于：要求工作面采用倾斜长壁后退式采煤的方法，包括如下步骤：

S1：落煤、装煤、运煤：由采煤机割煤、采用常用煤机滚筒与刮板输送机配合装煤，割采生产的原煤经转载机和皮带顺槽上的运煤皮带、联络巷皮带（底层）转载运出；

S2：移架、推溜：采煤机割煤过后，将采煤机移架；然后移架完成后，根据工作面上的刮板输送机的上窜下滑情况，采用自上而下或自下而上的顺序推溜；

S3：下落式充填：

a1：破碎矸石：

采煤完成后将采煤中的废料矸石选出，先将井下掘进产生的矸石分级破碎后，运到设在采区矸石仓的齿辊式破碎机内进行破碎；

a2：下落矸石，落至采空区中下部：

工作面的采空区矸石的充填采用权利要求1-5中的气动力矸石联合充填装置的煤矿用液压支架后侧上的吊挂皮带输送运矸，并配合通过皮带拦矸器，将充填材料卸至各工作面的充填点，矸石通过吊挂皮带从机尾输送至机头，拦矸器通过液压千斤顶实现控制；

a3：矸石充填、捣实：

在完成一个作业循环采煤工作后，开始充填工作，充填顺序如下：由上至下；煤矿用液压支架的推移机构捣实，然后由下至上的捣实；

a4：气力输送系统充填矸石，实现采空区上部充填压实：

气力输送系统采用正压输送方式，矸石从上游皮带输送机通过犁式卸料器给入螺旋给料机；利用罗茨鼓风机以压缩空气为动力作为动力来源，将给入的矸石沿管路输送到工作面，喷射至采空区域。

6.根据权利要求5所述的气动力矸石联合充填采煤法，其特征在于：所述S3中的a3步骤中的矸石充填、捣实的具体工艺过程如下：

a.按照正规循环割完一个步距煤后、移架、推溜；

b.将吊挂的机头、中部、机尾伸出到位，检查充填系统的各个部件完好情况后，准备开始充填工作；

c.首先启动工作面用于充填的吊挂皮带，然后依次往上启动输送机等运输设备，进行采空区矸石充填；矸石通过吊挂皮带从机尾至机头，从机头至机尾反复对采空区进行充填；

d.停止采空区物料充填工作，进行采煤、移架、推溜工作，要尽量保证割煤后工作面煤壁平直度，移架后支架的直线性，并使每次割煤进度移架步距达到0.6m；割完第二刀煤后，即割煤、移架、推溜后，调整充填支架后部的充填皮带，做好第二循环充矸的准备工作。