专利名称：井下矸石泵送充填系统及方法
技术领域：
本发明涉及井下奸石皿充填系^方法，尤其适用于w井下工作面采空区 及"三下"s^煤的回填。
背景技术：
矿产资源是人类社会的宝贵财富，是人类社会赖以生存和发展不可缺少的物质基础，但矿产资源的3lit开发不可避勉也会导致矿山原有的生态环境改变:如植被破 坏、废石成山、地下水下降、占用良田、河道艇、i條塌陷、水质污染、污7K排 放以及大M矿堆放等。而麟生产排出的大量矸石堆积成矸石山，占用了娃农 田和^i也，形^i也表污染。因此，尽量使矿山固体废料不向地面排放和采空区被有 效地充填，己是急辦开 决的 :课题。近十多年来，一S^矿:Dlk^的国家均致力于研究开发高效低耗的充填技术， 以满足大力推广应用充填！矿工SS而达到提高资源效率、傲户远景资源和{默自然环境的目的。国内夕卜矿山充填技术的发展均经历了四个发展阶段，但国内的发展要比国外滞后10 20年，在后P介段，由于吸取了国外的经验，因而其差距已逐步縮小。第一阶段国夕卜在20腿己40年代以前，以处離弃物为目的，在完全不了解 充t真物料'M和使用效果的情况下，将矿山废料送入井下空区。国内在上世纪50 年代以前，均是以处離弃物为目的的废石干式充±真工艺，废石干式充JA^矿法曾 在50年代初期成为我国主要的采C^法之一。但于1956年以后，随着回采技术的 发展，废石干式充填因其效率低、妒能力小和劳动5驢大，满足不了回采技术发 展的需要。第二阶段20鹏己40 50年代，澳対U亚和加拿大等国的一些矿山开发并应 用了水砂充±真技术。/Alt頃正开始)),山充t真纳入采矿it^，成为采矿系统的一个 舰部分，并舰充填料及其充填工艺开展了研究。这一阶駐要是将劇昔助水 力充入井下采空区，其充填料的输送浓度较低，需要ffll场大量脱水。国内矿山从 60年代才开始采用水砂充填工艺。第三阶段60 70年代，开始OT和研^r胶结充填技术。由于非胶结充土真体无自立能力，难以满^^矿工艺高回采對w氐贫化率的需要，因而在水砂充±真工艺得以赚雜广顿后，就开始发麟用胶结充填技术。国内初期的胶结充i真均 为传统的混Wi充填，即完全按，混凝土的要斜旺艺制备和输 结充±辩斗。第四阶段2o世纪8o 9o年代，随着采矿:nik的，，原充±真工艺已不能满 足回紅艺的要斜卩进一步斷R^矿成本或环衞驟的需要，因而鎌了高浓度充 填技术、膏体充填、块^#浆胶结充填和全 ^胶结充填等新技术。高浓度充填是指充i真料到ii^场后，虽有多余水分渗出，但其多余水分的渗igffi很低、浓度变化较漫的一种充填方式。该充±紅艺由于效率低、駄高、劳动弓艘大，严重制约 了推广应用。另外，在,开采中把矸石从井下超哋面以及把充填物从井上运输到井下， 需m^大量的资金。因此，实施井下矸石充i杯仅能M^井下矸石运输提升量， 会ifpr井辅助运输压力，而且能 地丽干石占地面积，有利益于微自然环境。目前，许多,多細由翻石干机、运输机、抛矸机等设备乡賊的井下矸石充填 系统，将'藤干石直接在井下充±離弃髓^^煤面舰支架后的采空区。但由于该 系统要求充±難内矸石输送机在石干石充填过程中不断外移、机架不断拆除、皮带不断縮短、禾腿卸矸点与矸石充±真部離，影响了生产效率，加大了工人的劳动纟雖；另外，皮带输送矸石，需要在主繊旁边再掘进一个離，其成本高，而且充填区 充i雜积率低、粉尘大。发明内容本发明的目的是克服已有技术中的不^t处，^f共一种结构简单，充填效果好，^*低，不需要增加掘进 ，即实现可繊巨离输送矸石的井下矸石^ii充填系统及方法。本发明的井下奸石^I充填系统，包撤合矸机，皮M I送机，在给奸机与皮带 输送助、司设有一二级齿,碎机，给矸総植在矸石仓下方，给矸机向二级齿辊破碎机中送奸的前进方向上设有除铁器;皮带输送机的ltr^设有一强力液^wm，皮带输送机斜置在二级齿繊碎机与强力液^W助司；强力液态搅拌机旁设有输送泵，输送紅连蹄流动稠柳干石的输送管。戶;M的二级齿ii^碎机包括上下粗细两组齿轮M3i传动机构和两组破碎齿辊。 本发明的井下石干石皿充±真方法，在给奸^u^t肝石的妇:程中，，除铁器对 石干石进行除铁，除铁后的矸石I^A二级齿繊碎机中进摘细两级破碎，破碎后 的石干石M:皮带输送^^至强力液态m^机中加7Kit行搅拌，>| #淑荒动稠料后的矸石经输送泵^A输送管，由输送管将流动稠糊干石送至充il^ii。本发明的井下奸石^1充±真系皿方法，^S用于W井下工作面采空区的回 ±真。由于细粒级的矸石浆條有流對寺性，可构^^i以源肚的可泵塑性流动稠料。 采用井下石干石魏充填系统，直擬耕下矸石进行细碎后駄搅拌机中加水 ， 将不同细f織的矸石制成流动稠料，通过管路泵入废旧^iiii行充填，主髓旁边 不需要增加掘进 ，即可实现井下遞巨离输送。如果在破碎奸石中参入一定比例 水泥可增加充±真物凝固后的强度，可用于充±真3矿法，进行"三下"彩某，提高煤 炭回收率。本系统结构紧凑，方法简单，充i真效果好，矸石无需上井，直接在井下 处理并利用， >了地丽干石山对环境的污染，成本低，经济实惠，具有广泛的实 用性。
附图是本发明的井下奸石充填系统图。图中1~*干石仓，2"^合矸机，31铁器，4~^虽力二级破碎机，5—皮带输送 机，6~5虽力液态 机，71送泵，8"^J送管。
具体实施方式
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述附图所示，本发明的井下奸石皿充填系统由给矸机2、除铁器3、 二级齿 碎机4、皮带输送机5、 ^^液态 ^几6、输送泵7和输送管8构成。给矸机2斜 置，僻瑞设在石干石仓l下方，高^i接二级齿^^碎机4， 二级齿^^碎机4由上 下粗细两组齿轮鹏传动机构和两组破碎齿総贓。给矸机2向二级齿,碎机4 中送石干的前进方向上M除铁器3; M3^合肝机2不断的)^5干石输^A^级齿辊破 碎机4中进行细碎，二级齿^5S碎机4连接皮带输送机5,皮带输送机5的lt^连 棘船液^f机6,皮带输送机5斜置在齿繊碎机4与動液态搅拌机6 之间，不断将细碎物料駄强力液織拌机6内进行 ;强力液态搅拌机6旁装 输送泵7，输送泵7战接流动稠柳干石的输送管8。本发明的井下石干石魏充i真方法，首先在给奸机2ii^奸石的过程中，用除铁 器3对奸石进行除铁;将除铁后的矸石送入二级齿fl^碎机4中进4界且细两级破碎; 破碎后的奸石M皮带输送机5繊至强力液态搅拌机6中，加7jCiS行,，搅拌 成流动稠料的矸石经输送泵7泵入输送管8，舰输送管8将流动稠柳干石送雖 旧^t中进行充填。
权利要求
1.一种井下矸石泵送充填系统，包括给矸机(2)，皮带输送机(5)，其特征在于在给矸机(2)与皮带输送机(5)之间设有一二级齿辊破碎机(4)，给矸机(2)斜置在矸石仓(1)下方，给矸机(2)向二级齿辊破碎机(4)中送矸的前进方向上设有除铁器(3)；皮带输送机(5)的前方设有一强力液态搅拌机(6)，皮带输送机(5)斜置在二级齿辊破碎机(4)与强力液态搅拌机(6)之间；强力液态搅拌机(6)旁设有输送泵(7)，输送泵(7)上连接有流动稠料矸石的输送管(8)。
2. 根据权利要求2戶/M的井下石干石員充填系统，期寺征在于戶，的二级齿 辊破碎机(4)包括上下粗细两组齿轮^I传动机构和两组破碎齿辊。
3. —种井下奸石魏充填方法，辦征在于在给矸机(2)繊肝石的过程中， 采用除铁器(3)对石干石进行除铁；将除瓶的矸石mn级齿辊破碎机(4)中进 摘细两级破碎；破碎后的矸石鹏皮带输送机(5)錢至强力液态,机(6) 中加7Kit行Wh 4繊拌 动稠料后的石干石经输送泵(7)泵入输送管(8)，由输 送管(8)将流动稠柳干石送至充:^5t。
全文摘要
一种井下矸石泵送充填系统及方法，最适用于煤矿井下工作面采空区及“三下”采煤的回填。采用给矸机、皮带输送机、二级齿辊破碎机、皮带输送机、强力液态搅拌机和输送泵构成的系统，直接将井下矸石进行细碎后送入搅拌机中加水搅拌，将不同细粒级的矸石制成流动稠料，通过管路泵入废旧巷道进行充填，主巷道旁边不需要增加掘进巷道，即可实现井下远距离输送。如果在破碎矸石中参入一定比例水泥可增加充填物凝固后的强度，可用于充填采矿法，进行“三下”采煤，提高煤炭回收率。其结构紧凑，方法简单，充填效果好，经济实惠，减少矸石井下井上的运输及矸石运输到地面的占地面积与矸石堆放在地面的自燃问题，具有广泛的实用性。
文档编号E21F15/00GK101215976SQ20081001949
公开日2008年7月9日 申请日期2008年1月17日 优先权日2008年1月17日
发明者方树鹏, 李建平, 杜长龙, 滕广林, 蔡津玲 申请人:中国矿业大学