专利名称：一种托盘式固体物料垂直连续投放系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种托盘式固体物料垂直连续投放系统，尤其是一种将地面固体 物料运送至井下，用于煤矿充填开采及金属矿山开充填采中的充填物料投放系统。
背景技术：
随着我国煤炭及其他金属矿山资源的不断开采，国家出台了一系列的政策，促使 企业改变过去的“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 煤的开采及金属矿山开采后地表沉陷问题一直是值得关注的问题。同时，煤矿及金属矿山 在生产中排放大量的矸石、尾矿等固体废弃物，传统的方式是直接堆放于地表，形成矸石山 与尾矿库。据统计，目前全国历年累计堆放的煤矸石约45亿t，规模较大的矸石山有1600 多座，已占用土地约1. 5万公顷，而且堆积量每年还以1. 5 2. 0亿t 的速度增加；此外，煤 矿区自备电厂生产中排放大量粉煤灰，历年排放达到5亿t以上，且每年新增5 7千万t ； 国内现有的尾矿库共约1万多座，总库容量达500亿m3。煤矸石、粉煤灰、尾矿等矿山固体 废弃物的大量堆放对矿区正常生产造成了严重的影响，对人类的生存环境带来了很大的威 胁与危害，而且带来了一系列的社会与环境问题，主要表现在侵占大面积的农田、林地，自 燃发火时排出大量有毒有害气体，污染环境、危害人类安全。针对这些问题，从实现资源与 环境协调发展的目的出发，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 护或改造地表环境技术途径成为必然。以矸石、粉煤灰、黄土、建筑垃圾等固体废弃物为充填材料，实现了“三下”压煤及 金属矿山的规模性开采，并对采空区进行充填，达到了提高煤炭及金属矿山的资源回采率 及解决固体废弃物矸石、粉煤灰、金属尾矿的排放处理问题，具有重要的现实意义和广阔的 应用前景。但如何将矸石、粉煤灰、黄土、建筑垃圾等固体物安全高效并经济地从地面输送 到距离地面几百米深的井下，进行采空区充填成为制约发展的主要因素之一，利用固体废 弃物料对井下开采工作面采空区进行充填已成为驱势，但如何地面的固体废弃物料安全快 捷的运送到井下是当前急需解决的一大难题。
发明内容本实用新型的目的是提供一种结构紧凑，安全高效，投资小，使用效果好的托盘式 固体物料垂直连续投放系统。本实用新型托盘式固体物料垂直连续投放系统，包括驱动系统和地面控制台，还 包括地面送料系统、投料井与固体物料投放系统；地面送料系统包括倾斜架设在投料井上 的输送机，输送机上架设有与地面胶带输送机相连的分级振动筛、连接分级振动筛的转料 输送机和与转料输送机相连的破碎机；投料井由从地面垂直施工至井下而成，投料井内设 有投料井套管，投料井套管内固定有将其隔为左右两个半圆的隔板，投料井口上方设有安 放固体物料投放系统的井架，下方开有便于固定固体物料投放系统的喇叭状出口 ；固体物 料投放系统包括固定在井架上的天轮和装设在井下固定支座上的改向轮，天轮和改向轮上缠绕有绕其转动并穿过投料井套管的托盘式物料投放装置，投料井的上下两端口均设有喇 叭口状的导向轮组底座，上下导向轮组底座上均对称设有便于托盘式物料投放装置进出投 料井套管的导向轮组，改向轮的下方设有承接固体物料的井下胶带输送机。所述的托盘式物料投放装置包括钢丝绳，间隔固定在钢丝绳上的半圆形的托盘构 成；所述间隔固定在钢丝绳上的托盘均勻分布，托盘与托盘之间设有固定在钢丝绳上的支 撑杆；所述的投料井套管内壁左右两侧的中部设 有导轨；所述的导向轮组由多排小滚轮组 成；所述投料井的内径为800 5000mm ；所述的改向轮上设有保持钢丝绳张紧的重锤。有益效果本实用新型在充填开采中，通过地面控制系统、投料井与托盘式固体 物料投放系统能将地面的固体充填料(矸石、粉煤灰、黄土、建筑垃圾等固体废弃物充填材 料)从地面安全高效地输送至100 850m深的井下，直接经设在井下的运料皮带机构运送 到工作面进行充填，为井工矿山固体充填开采中地面固体充填材料安全高效地输送至井下 提供了一种有效的途径。地面控制系统可控制托盘式固体物料投放系统的速度，并对投料 井底进行监控；投料井采用钢管作为护孔管，双金属耐磨复合管作为耐磨套管；连续运输 能力为100 800t/h，解决了固体充填开采中充填料在下落过程中的冲击问题，且不用在 井下设置储料仓。整个系统紧凑合理，操作方便，安全高效、投资少，具有广泛的实用性。
图1是本实用新型托盘式固体物料垂直连续投放系统结构示意图。图2是图1的B-B剖视图。图3是本实用新型导向轮组的局部放大图。图中1_地面胶带输送机，2-分级振动筛，3-转料输送机，4-破碎机，5-输送机， 6-井架，7-导向轮组，8-导向轮组底座，9-天轮，10-电动机，11-地面控制台，12-托盘， 13-支撑杆，14-投料井，15-钢丝绳，16-导轨，17-投料井套管，18-隔板，19-改向轮，20-井 下胶带输送机，21-井下固定支座。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的描述图1所示，本实用新型托盘式固体物料垂直连续投放系统，主要由驱动系统、地面 控制台11、地面送料系统、投料井14和固体物料投放系统构成。地面送料系统主要由地面 胶带输送机1、分级振动筛2、破碎机4、输送机5构成，输送机5倾斜架设在投料井14上，分 级振动筛2与破碎机4架设在输送机5上方，地面胶带输送机1将固体物料输送给分级振 动筛2，在分级振动筛2的作用下，小颗粒的物料直接进入输送机5的传送带，大颗粒的物料 经转料输送机3送入破碎机4，经破碎机4破碎后再进入输送机5传送带运输进入投料井 14。投料井14由从地面垂直钻孔、混凝土护壁施工至井下而成，投料井14的内径为800 5000mm。在施工好的投料井14内设置投料井套管17，投料井套管17采用双金属耐磨复合 管作为耐磨套管。投料井套管17内焊接固定有将其隔为左右两半的隔板18，投料井口上方 设有安放固体物料投放系统的井架6，下方开有便于固定固体物料投放系统的喇叭状出口。 固体物料投放系统主要由天轮9、改向轮19、托盘式物料投放装置构成，天轮9与改向轮19 对称设置，天轮9设在井架6上，改向轮19设在井底的井下固定支座21上，井下固定支座21由工字钢、底座、锚栓构成。改向轮19上设有保持钢丝绳张紧的重锤。天轮9和改向轮 19上缠绕有绕其转动的托盘式物料投放装置，托盘式物料投放装置主要由钢丝绳15、间隔 固定在钢丝绳15上的半圆形的托盘12构成，间隔固定在钢丝绳15上的托盘12均勻分布， 托盘与托盘之间设有固定在钢丝绳上的支撑杆13。托盘式物料投放装置穿过投料井套管 17,与投料井套管17动配合，半圆形的托盘12在由隔板18分隔的左右两个半筒壁中运行， 投料井套管17内壁左右两侧的中部固定有导轨16，半圆形的托盘12的中部开有与固定在 投料井套管17两侧中部导轨16相吻合的凹槽。投料井14的上下两端口均设有喇叭口状 的导向轮组底座8，导向轮组底座8的下部经螺栓固定于投料井壁内，上下导向轮组底座8 的两侧上均对称设有便于托盘式物料投放装置进出投料井套管17的导向轮组7，导向轮组 7由多排小滚轮组成，以利于托盘12的顺利运行。改向轮19的下方设有承接固体物料的井 下胶带输送机20，经井下胶带输送机20输送至采煤工作面实施充填。 工作时，通过控制地面控制台11，启动驱动系统，设在井架6上的电动机10转动， 带动天轮顺时针转动，托盘式物料投放装置随之运行并传动改向轮19，充填材料自地面胶 带运输系统卸至托盘式固体物料投放系统的托盘12上，托盘12随钢丝绳15下降至井底， 在经过井底改向轮19时，托盘12实现自动翻转，将充填材料卸至井下胶带运输机20上，最 后运输至充填开采工作面实现充填材料的自地面到井下的运输。地面控制系统可控制托盘 式物料投放装置的运行速度，能够实时监测井底改向轮19及托盘12的卸料状况 ，控制托盘 12装载充填材料的运输量。
权利要求一种托盘式固体物料垂直连续投放系统，包括驱动系统和地面控制台，其特征在于还包括地面送料系统、投料井(14)与固体物料投放系统；地面送料系统包括倾斜架设在投料井(14)上的输送机(5)，输送机(5)上架设有与地面胶带输送机(1)相连的分级振动筛(2)、连接分级振动筛(2)的转料输送机(3)和与转料输送机(3)相连的破碎机(4)；投料井(14)由从地面垂直施工至井下而成，投料井(14)内设有投料井套管(17)，投料井套管(17)内固定有将投料井(14)分隔为左右两半的隔板(18)，投料井口上方设有安放固体物料投放系统的井架(6)，下方开有便于固定固体物料投放系统的喇叭状出口；固体物料投放系统包括固定在井架(6)上的天轮(9)和装设在井下固定支座(21)上的改向轮(19)，天轮(9)和改向轮(19)上缠绕有绕其转动并穿过投料井套管(17)的托盘式物料投放装置，投料井(14)的上下两端口均设有喇叭口状的导向轮组底座(8)，上下导向轮组底座(8)上均对称设有便于托盘式物料投放装置进出投料井套管(17)的导向轮组(7)，改向轮(19)的下方设有承接固体物料的井下胶带输送机(20)。
2.根据权利要求1所述的托盘式固体物料垂直连续投放系统，其特征在于所述的托 盘式物料投放装置包括钢丝绳(15)，间隔固定在钢丝绳(15)上的半圆形的托盘(12)构成。
3.根据权利要求2所述的托盘式固体物料垂直连续投放系统，其特征在于所述间隔 固定在钢丝绳(15)上的托盘(12)均勻分布，托盘与托盘之间设有固定在钢丝绳上的支撑 杆(13)。
4.根据权利要求1所述的托盘式固体物料垂直连续投放系统，其特征在于所述的投 料井套管(17)内壁左右两侧的中部设有导轨(16)。
5.根据权利要求1所述的托盘式固体物料垂直连续投放系统，其特征在于所述的导 向轮组(7)由多排小滚轮组成。
6.根据权利要求1所述的托盘式固体物料垂直连续投放系统，其特征在于所述投料 井(11)的内径为800 5000mm。
7.根据权利要求1所述的托盘式固体物料垂直连续投放系统，其特征在于所述的改 向轮(19)上设有保持钢丝绳张紧的重锤。
专利摘要一种托盘式固体物料垂直连续投放系统，主要由驱动系统、地面控制台、地面送料系统、投料井与固体物料投放系统构成；地面送料系统包括倾斜架设在投料井上的输送机、架设在输送机上分级振动筛、转料输送机和破碎机；投料井由从地面垂直施工至井下而成，投料井内设有投料井套管，投料井口上方设有井架，下方开有喇叭状出口；固体物料投放系统包括天轮、改向轮、托盘式物料投放装置，投料井的上下两端口均设有喇叭口状的导向轮且底座，导向轮组底座上对称地设有导向轮组，改向轮下方设有承接固体物料的井下胶带输送机。不仅解决了固体充填开采中充填料在投放过程中的冲击问题，而且实现了固体物料的自地面连续高效安全地向井下投放。
文档编号E21F15/00GK201554495SQ20092027644
公开日2010年8月18日 申请日期2009年12月4日 优先权日2009年12月4日
发明者周跃进, 巨锋, 张吉雄, 缪协兴 申请人:中国矿业大学