[发明专利]矿山采空区泥浆回填的机械设备和方法

摘要

本发明是关于矿区地面沉陷防治、特别是矿山采空区泥浆回填的机械设备和方法的发明。它开创黄土高崖垂向机械化取土、泥土井上井下渡槽输移、泥浆跟进回填的一条龙随采(土)、随配(水)、随运、随填的直达采空区终点的机械装备、操作方法、巷道规划的发明。适用于沙漠、黄土高原地区且有水源的采空区域的沉陷防治工程。它的开发应用，对消除矿山顶板瓦斯透水事故和山区洪峰追尾叠加、破解土坝施工沉陷裂缝世界性难题、有效管控山区水土资源、创建星罗棋布的人工湖及沟台机械化农场、改善局部自然环境生态植被气温降水等状况意义重大。

主权项

地下矿藏开采之后，采空区顶部的地面相继出现土地开裂、地表泉水断流、房倒屋塌、山体滑坡等地质灾害，引发村矿矛盾，带来诸多移民搬迁、修复治理等社会经济问题；对此，矿山运用水砂充填、膏体充填技术加以解决：国内曾采用倾斜分层上行水砂充填走向长壁采煤法和倾斜分层水砂“v”型倾斜长壁采煤法；国外采用了上行充填机械化采煤法；由于诸多缺点，水砂充填在我国没有得到推广，膏体充填也面临材料短缺、成本昂贵等问题，采煤大省沉陷区治理欠账愈积愈多；针对现行充填技术存在的困难和问题，本发明从以下四个方面加以改进：(1)、坑口就地取材，切割剥卸黄土山体以土代沙；(2)、稠泥回填，免除水砂充填废水循环利用的程序、设施和装备；(3)、省掉充填材料仓储设施和程序，随采(土)、随配(水)、随运、随填直达采空区终点；(4)、除竖井垂直区段外，充填混合材料(土、水)在井上井下的输送以槽代管：矿山采空区泥浆回填的施工方法，其特征是：运用双轴互逆式(顺、反时针转动)三向(径向、端向、斜向)旋转割土机(4)把原状土从黄土山体掘土面(2)高崖上垂向、一批一批地切割下来，卸落堆积到不断抬升、呈扇形扩张的场地上；用开道侧卸式喂土机(6)将这些松散土料(5)由正面连续均匀地刮提起来，从后上侧抛入同步随行摆动的前倾(5度以上)的首部摆动渡槽(11)内；同时在整套首部摆动渡槽(11)端部内表面，由供水机械(10)、转动依次启闭返回式多位多通分流阀(9)为若干弧形喷头(8)根据进土量按比配水，于是上部泥土得以借助底部泥水层进行滑移，经弹性扭转渡槽(13)、若干节固定渡槽(12)、整套尾部摆动渡槽(14)到达入井漏斗(16)、若干节竖井输泥管(21)、转向弯头(22)中进入井下渡槽；从转向弯头(22)泻出的泥浆已经混和，须经二次补水造膜后方可通过若干节顶板延伸渡槽(23)、井下弹性扭转渡槽(26)、若干节恒长退占式水平弧摆充填渡槽(27)、若干节渐缩退占式水平弧摆充填渡槽(28)等送达泥浆回填工作面(30)堆积起来，从而实现采空区域(128)泥浆回填的目的；它充分利用黄土山区得天独厚的自然条件，辅以新的巷道规划设计，是泥浆借助重力输移、自然堆积凝固、一条龙随采(土)、随配(水)、随运、随填的矿山(煤矿、铝矿、铁矿等)采空区泥浆回填的机械化施工方法。