专利名称：一种采煤固体物充填方法
技术领域：
本发明涉及纟,一种固懒勿充±真来煤的方法，尤其适用于"三下"压皿用固体物充填开采的 方法。
背景技术：
随着经济的发展，社会的进步，*的社#^任已形/^识。为^^户稀缺资源，国家出台了
一系列的政策，促^blk改M:去的"掠夺"式开采方式，强制企业提高资源回采率、伴生资源利 用率。"三下"压煤的开采一直慰直得关注的问题，据不完全统计，目前我国仅统酉離的妒矿
井"三下"压煤就达137.9亿t，其中建下94.68亿t,占总压煤量的69%。为提高企业SA产出效 益、延长矿井服务年限、M^、资源良费，提離井回采率尉駭我们面前的重大课题。同时， 在妒中排放大量的固体废弃物石干石，传统的方式题接:t截文于地表，形J^T牛转的地辦征"建 筑物" 一奸石山。据统计，目前全国历年累计堆放的激干石约45亿t，规丰M^;的矸石山有1600 多座，已占用id:柩勺1.5万公顷，而且堆积魏年还以1.5~2.0亿t的鹏增加。Ji:附，；);W区自 备电厂妒中排放;W^某灰，历年拥坊腿到5亿t以上，且每年新增5 7千万t。这些固懒勿的 任意排淤舒也面生态环itiS^Sl1^，针对这些问题，从实现资源与环衞办调发展的目的出发， 寻求合理开发利用矿产资源、保护地表建筑与地下水资源和保护或改赵也表环境技术途径成为必 然。
目前国内外关于"三下"压煤开采的方式主要有迁村开采、不迁村限厚开采、 开采、
,微iyi亨斑a^亢^f建筑、大面积协调开采、注浆减沉牛妹、充填开采等。国夕卜多采用7jc沙鹏 力充±真开采技术来控制地表下沉，我国曾在多个矿区进行过充填开采研究，有条带开采、掘巷充填
开采、膏体及似膏体充填开采等减沉技术，以上技术虽然能有效i，制iik^下沉，但其tHM俗艘 相对较低、回采率低、妒财高、生产效率差、规模小或部分处于研究阶段。研究一种以固#4勿 包括石干石、黄土、粉煤灰等充填开采建筑物下压'M^术，提高'，资源的回收率，具有重要的现实
意义和广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的是樹共一种方法简单，操作简便，提高回采率和生产效率的釆煤固体物充±真方法。
本发明的釆煤固体物充填方法
3a、 在X4kT场内沿开5^煤层打一个垂直投料井；
b、 沿投料井底部开掘与主要运1^1相贯通的充填物料; 1 ;
c、 皿jrr:作面运料平巷的端头设置自移式充titj料iti^几；
d、 S^JiX作面设置自夯式充iMffi支架和固体充填开彩俞送机；
e、 ^^jil作的过程中，实施ii3^微充填，以控制地表下沉，保证地面^m物^^顿；
戶;Mii^^，充填的具体步骤
(1) 启动采煤机，按常夫贼煤方法完成割一刀煤、移架、撒留；
(2) 然后启动工作面充填开^f俞送机， 次启动自移式充±真物料转载机与胶带输送^^1输
机，对采空区进行固体物充填；
(3) 充填J人充t真开5^俞送^m尾向机头方向做jfci4行；
(4) 逐一打开固体充填开^f俞送禾/U:的卸料口， fflil自夯式充填ffi支架上的夯实机构对固
体充鹏斗进行推压并夯实；
(5) 继续下一个爐鹏充填的循环，赶完淑寸齡彩紅作面的开采与充填。
有益效果本发明由于^SI作的过程中，实施边彩勉充填， 一方面有利于控制地表下沉，
保证地面建筑物的安全4顿，另一方面大大提高了j:驟的回采率，延长了矿井服务年限，解放'三
下"压煤，提離井资源采出率，改劐专统"三下"压煤开采技术导致了矿区资源极大浪费的局面， 实现了矿区资源与环谢办调开采的需要。本方法不ftl军决了建筑物下的压煤和回采率低等问题，能
实现建筑物下压煤的规模性开采，提就井;)t^出率，而鹏*^低，吨煤增加i^E30^60 i间，而且为我国类似斜牛下"三下"压煤的"娜莫性"开采刑盯一条新的技术途径，其方法简单， 操作简便，回采率高，妒效率高，具有广泛的实用性。
图1是本发明的工艺流程图2是本发明的工作面布置图。
图中1-固体充填物料，2-垂直投料井，3-自夯貌tME支架，4-固体充±真开彩俞送机，5-采空区，6-采Ml作面端头，7-自移式充±真物料^|几，8-夯实机构，9-采煤机，10-刮板输送机， 11-固体充填开采输送机机尾，12-固体充±真开3^俞送机机头，13-胶带输送机，14陽第一个卸茅4 L， 15-第二个卸茅4 L 16-第三个卸茅射L 17-工作面，18-充填物料3git離，19-运煤巷。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述
本发明的菊某固体物充填方法在iikT场内沿开采j;親打一个垂直投料井2，在垂直Sf斗井2底部开掘与主要运il^相贯通的充t真物料;igit，18; )l都干石、黄土、粉煤灰等固体充±真物料 1 ,Ai也面S3i垂直投料井2直接投放到井下，ffiil充i真物料繊離18内的胶带输送机13将混合 好的石干石、黄土、私3某灰等固体充填物料1MM^^I作面端头6，在^^gl作的过程中，实施边 釆微充填，鹏哋表下沉，保证地面建筑物錢舰。
3i^j;勉充填的具体步骤按照IB见循环割完一刀煤、移架、推溜，然后停止割煤，移直固体
充填开3^俞送mm头12与机尾11，检查充填系统完好后准备开始充填；首先启动工作面固体充土真
开菊俞送机4，然后依鹏动高位自移式充填物料纖几7与胶带输送机13等运输设备，舰自 移5^5填物料$1^几7糊干石、黄土、粉煤灰等固体充填物料l,到自夯式充擻tffi支架3后尾 梁下悬挂的固体充填开菊俞送机4上，舰固体充填开彩俞送机4上的卸茅射L，连续不断的将物料 送入采空区5，对采空区5进行固懒勿充填，同Mii设在自夯式充t獻tffi支架3尾部的夯实机构 8不断推压，实现奸石、黄土、粉煤灰等固体充填物料l接顶压实。
充填从固体充i真开^f送机机尾U向机头12方向依次进行，先打开固体充填开采输送lat几尾 U的第一个卸私吼14，对该段架后采空区5进行固体物充填，同时打开固体充填开^f俞送机4第 二个卸M L15，待第一个卸茅4 L14对应的架后区域固体物充填至一定高度，艮睏体充土真物卸落并 经固体充±真开^ 俞送机4的下部链条拉平到一定高度时，关闭第一个卸茅4 L 14;关闭第一个卸料 孔14时，同时打开第三个卸料孔16，往第二三个卸茅耵Ll5、 16卸料，并启动第一个卸举仔Ll4 下的充±真区域内自夯式充±敦舰支架3的夯实机构8对已充填物的中上部进行夯实，推压充填物， 使其与自夯式充i真^ffi支架3后部的顶板接顶并压实；
待第二个卸茅射L15充填区域内固懒勿充填至一定高度时，关闭第二个卸禾財L15，对第一个卸 茅好L 14后部夯实后出现的充填空间进行二次充填，同时启动第二1^Pf4 L 15充填区域内自夯式充 ±真、舰支架的夯实机构8对己充±真物的中上部进行压实，推压充±真物，使其与自夯式充iMffi支架 3后部的顶板接顶并压实，依次在一个卸f射L区域内固体m填和夯实工作反复2 3次，保证充±真 的固体t)Mffi实接顶，依次类推，至使旨工作面全部充填并压实完毕，停ih^—轮充填；停im
空区5充±真工作，謝亍采煤、推溜、移架工作，駄下一次充填o:艺。
就充填实例
l设定垂直投料井2深度为350m，采用O510X12 mm耐磨钢管作为投禾耕的下料管，， 取12腿，钻孑Ll:径大于投料管外径15 25cm，采用的胶带输送机13运输能力大于450t/h;
(2)设定固体充填开^X作面17长度为50m，日循环6刀，MS^， 一班检修，循环进 度为0.6m，日循环进度为3.6m，即工作面的 为3.6m/d;每月按25天计，月M度为90m/ 月；每年按300天计，年Hi4^为1080m;(3)固体充土真开紅作面17主要设储MG200/466隱WDH采煤机；ZZC4800/16/32自夯 式充土Mffi支架3; SGB630/150固体充i真开^t送机4; SZZ-764/132自移式充±真物料$$^|几7; SDJ-150运赚带输送机13和SGZ石干石与粉煤繊带输送机13。
(4) 固体充填开虹作面17釆用慨斜分层走向长壁法^^柳戒^^紅艺，第一分层采高为
3.0m;
(5) 按照正规循环害院一刀煤、移架、推溜，然后停止割煤，移直固体充填开采输送IW几头
12与机尾11 ，检査充填系统完好后准备开始充填；
(6) 首先启动固体充i真开3Dl作面17的固体充填开采输送机4，然后依次启动高位自移式充 土真物料mm7与胶带输送机13等运输设备，进行固俐勿采空区5充填；
(7) 充t真从固体充填开^ 俞送mt几尾11向机头12方向依次进行，即先打开固体充±真开3^俞 送机机尾11的第一个卸茅4 L14，对该段架后采空区5进行固傳物充填，同时打开固体充±真开菊俞 送机4第2个卸茅4 Ll5，待第一个卸茅軒L14对应的架后区域固体物充填至一定高度，艮咽体充填 物卸落并经固体充填开瓶謝几4的下部链条拉平到一定高度时，关闭第1个卸茅4 L 14;
(8) 关闭第一个卸茅4 L14时，同日射丁开第3个卸茅4 Ll6，《様2、 3个卸茅4 L15、 16卸料， 并启动第一个卸茅射L 14下的充填区域内自夯式充填^E支架的夯实机构8对已充±颠勿的中上部进 行夯实，推压充填物，使其与自夯式充t真M支架3后部的顶板接顶并压实；
(9) 待第二个卸禾財L 15充填区域内固体物充填至一定高度时，关闭第二个卸茅財L 15，鄉 一个卸3WL 14后部夯实后出现的充±真空间进行二次充±真，同时启动第二个卸禾4 L 15充填区域内自 夯式充± ￡支架的夯实机构8对已充填物的中上部进行压实，推压充±真物，使其与自夯貌:t離 压支架3后部的顶板接顶并压实，依次在一个卸茅好L区域内固^tJ充t真和夯实工作反复2 3次，保 证充填的固懒辦舰实接顶，依次 ，至^^t工作面勉P充填并压实完毕，停ltm—轮充t真；
(10) 停ih^空区5充填工作，进行采煤、推溜、移架工作，i4A下一次充t真工艺。
权利要求
1.一种采煤固体物充填方法，其特征在于a、在工业广场内沿开采煤层方向打一个垂直投料井(2)；b、在垂直投料井(2)底部开掘与主要运输巷道相贯通的充填物料运送巷道(18)；c、在采煤工作面运料平巷的端头(6)设置自移式充填物料转载机(7)；d、在采煤工作面(17)设置自夯式充填液压支架(3)和固体充填开采输送机(4)；e、在采煤工作的过程中，实施边采煤边充填，以控制地表下沉，保证地面建筑物安全使用；所述边采煤边充填的具体步骤(1)启动采煤机(9)，按常规采煤方法完成割一刀煤、移架、推溜；(2)然后启动工作面充填开采输送机(4)，并依次启动自移式充填物料转载机(7)与胶带输送机运输机(13)，对采空区(5)进行固体物充填；(3)充填从充填开采输送机机尾向机头方向依次进行；(4)逐一打开固体充填开采输送机(4)上的卸料口，通过自夯式充填液压支架(3)上的夯实机构(8)对固体充填物料进行推压并夯实；(5)继续下一个边采煤边充填的循环，直至完成对整个采煤工作面的开采与充填。
全文摘要
一种采煤固体物充填方法，利用地面堆积的固体物料作为工作面采空区的充填物料，将固体充填物料从地面通过垂直投料井直接投放到井下巷道内的胶带输送机，再通过井下胶带输送机运至采煤工作面端头，利用自移式充填物料转载机将固体充填物料转载到自夯式充填液压支架后尾梁下悬挂的固体充填开采输送机上，在采煤工作的过程中，实施边采煤边充填，实现底部卸料充填，并借助自夯式充填液压支架的夯实机构实现固体充填物料接顶压实。本方法不仅解决了建筑物下的压煤和回采率低等问题，而且为我国类似条件下“三下”压煤的“规模性”开采开创了一条新的技术途径，其方法简单，操作简便，回采率高，生产效率高，成本较低，具有广泛的实用性。
文档编号E21F15/06GK101586460SQ20091003372
公开日2009年11月25日 申请日期2009年6月2日 优先权日2009年6月2日
发明者峰 巨, 张吉雄, 缪协兴, 黄艳利 申请人:中国矿业大学