煤岩分时分运柔性排矸系统和方法与流程

本发明涉及煤矿井巷工程，尤其涉及一种煤岩分时分运柔性排矸系统和方法。

背景技术：

1、岩巷工程是井工煤矿开采时必不可少的系统工程，其掘进效率制约着矿井采场接替和高效生产；同时部分矿区因瓦斯治理需要，进入采区内部后，瓦斯治理岩巷工程量也在逐步增加。目前岩巷掘进的主要方式有钻爆法(炮掘)和综合机械化掘进(综掘)两种。综掘施工受岩石硬度和巷道断面尺寸影响较大，其适用范围有限，炮掘对岩石硬度和巷道断面尺寸适应性强、操作方便灵活，其适用范围较广。

2、采区在准备过程中，需先掘进系统巷道，形成正规的运输、通风、供电、排水等系统后，才能掘进回采巷道如瓦斯治理巷、工作面顺槽等。系统巷道因服务时间长，多布置于岩性较好的稳定岩层中，多采用炮掘施工法；瓦斯治理巷一般选择合适的层位进行施工，多采用综掘施工法。一般炮掘排矸多采用耙矸机+胶带输送机+矿车的模式，该种方式出矸不连续，效率低，出矸和迎头倒矸不能平行作业，且受矿车数量的限制，一旦矿车供应不足，迎头就无法进行出矸，继而限制了下一循环作业的施工，严重制约了岩巷的施工效率。综掘排矸多采用综掘机+胶带输送机的模式，矸石随胶带输送机进入主运系统，虽实现了连续化排矸，但是矸石进入煤流后会严重影响煤质。

3、就目前而言，生产矿井多数仅有煤流主运输巷，没有独立的矸石流主运输巷，如果开凿专用的矸石主运输巷，则需耗费大量的人力物力，且时间较长，无法短时间内解决问题。因此针对矸石运输，一般矿井都采用主运输巷进行分装分运，即煤流运输期间禁止矸石流运输，这样一来又回到了最开始的排矸受限模式。

4、公开号为cn109083678a的专利文献公开了一种回风石门煤矸分运系统，包括回风石门和集中运输巷，回风石门和集中运输巷之间开设有回风出矸联巷；出矸期间通过回风出矸联巷将矸石运至集中运输巷，矸石进入集中运输巷的煤仓；揭煤出煤时，矸石进入回风石门的矸石仓。现有的分运系统利用原有的系统巷道，出矸和出煤时矸石进入不同的系统巷道实现煤矸分运，无法实现前期系统巷道的连续高效排矸。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于因此如何构建一种高效的排矸模式，既实现前期系统巷道的连续高效排矸，又满足后期采区内岩巷综掘的排矸要求。

2、本发明是通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：煤岩分时分运柔性排矸系统，包括系统巷道、瓦斯综合巷、主运输巷、矸石运输巷、立式储矸仓、第一溜矸眼、第二溜矸眼和联巷；

3、所述矸石运输巷通过所述立式储矸仓连通所述主运输巷，所述立式储矸仓的下端出矸口位于所述主运输巷中的输送系统正上方并设有可开启或关闭的放矸闸门；

4、所述瓦斯综合巷通过所述第一溜矸眼连通所述矸石运输巷，所述第一溜矸眼的下端出矸口位于所述矸石运输巷中的输送系统正上方并设有可开启或关闭的放矸闸门；

5、所述系统巷道同层连通所述主运输巷、通过所述第二溜矸眼连通所述主运输巷或通过所述联巷连通所述矸石运输巷，所述第二溜矸眼的下端出矸口位于所述主运输巷中的输送系统正上方并设有可开启或关闭的放矸闸门；

6、所述系统巷道、瓦斯综合巷、主运输巷、矸石运输巷和联巷中均设有输送系统，所述系统巷道中还设有卧式储矸仓。

7、本发明通过设置专用的矸石运输巷，并设置立式储矸仓实现缓冲功能，使前期系统巷道掘进产生的矸石和后期采区内岩巷掘进产生的矸石均可通过矸石运输巷向主运输巷分时排矸，实现了岩巷排矸系统的连续化高效运输，提高了岩巷掘进的排矸效率，可满足岩巷多头面的平行作业施工，既能容纳大量的矸石流，又能实现矸石流和煤流的分装分运，大大提高了采区的准备效率和岩巷的施工效率，简单易操作。

8、第一溜矸眼放矸时打开，不放矸时作临时储矸仓使用，实现排矸的时间缓冲；瓦斯综合巷中的输送系统连同第一溜矸眼构成瓦斯综合巷的第一级柔性排矸系统，再结合矸石运输巷中的输送系统和立式储矸仓构成二级柔性排矸系统，形成采区排矸的多级缓冲。

9、同层连通主运输巷的系统巷道中的输送系统连同卧式储矸仓构成一级柔性排矸系统；通过第二溜矸眼连通主运输巷的系统巷道中的输送系统连同卧式储矸仓构成第一级柔性排矸系统，再结合第二溜矸眼构成二级柔性排矸系统；第二溜矸眼放矸时打开，不放矸时作临时储矸仓使用，实现排矸的时间缓冲；通过联巷连通主运输巷的系统巷道中的输送系统连同卧式储矸仓构成第一级柔性排矸系统，再结合联巷中的运输系统、矸石运输巷中的运输系统和立式储矸仓构成二级柔性排矸系统；形成采区排矸的多级缓冲。

10、作为优化的技术方案，所述系统巷道中的输送系统包括第一耙矸机、第一缓冲漏斗、第一带式输送机和第二耙矸机；所述第一耙矸机布置在巷道迎头，所述第一缓冲漏斗衔接在所述第一耙矸机的出料槽与所述第一带式输送机的进料端之间；所述第一带式输送机的出料端抬高并衔接所述卧式储矸仓的进料口，所述第二耙矸机设置在所述卧式储矸仓的出料口侧。第一缓冲漏斗可降低坚硬矸石对第一带式输送机的冲击破坏程度，减少设备故障率，同时还起到导流和降尘作用。

11、作为优化的技术方案，所述第一耙矸机和所述第二耙矸机的中间槽外周均设置有防矸护网；所述防矸护网包括钢筋网和锚索钢绞线，所述钢筋网固定连接在所述锚索钢绞线上；所述锚索钢绞线的上端锚固在巷道顶板的钻孔内，下端通过锁具固定连接在中间槽上。避免出矸过程中矸石弹出伤人。

12、作为优化的技术方案，所述卧式储矸仓包括立柱、侧板、托盘和锚杆；多个立柱围出所述卧式储矸仓的外轮廓，所述立柱的下端固定连接在巷道底板上；所述侧板固定连接在所述立柱上，形成所述卧式储矸仓的封闭侧壁；所述托盘上围绕中间位置设有多个贯穿孔，所述托盘固定连接在所述立柱的上端；多个锚杆围绕在所述立柱的外周，所述锚杆穿过所述托盘上的贯穿孔并锚固在巷道顶板的钻孔内。结构牢固，方便拆装。

13、作为优化的技术方案，所述联巷中的输送系统包括第二带式输送机和第二缓冲漏斗；所述联巷的底板高于所述矸石运输巷的底板，所述联巷连通所述矸石运输巷处的顶板进行挑顶扩刷；所述第二带式输送机由所述联巷的入口端延伸到出口端，所述第二缓冲漏斗衔接在所述第二带式输送机的出料端与所述矸石运输巷中的输送系统的进料端之间。第二缓冲漏斗可降低坚硬矸石对矸石运输巷中的输送系统的冲击破坏程度，减少设备故障率，同时还起到导流和降尘作用。

14、作为优化的技术方案，所述立式储矸仓包括上锁口、仓筒和下锁口，所述上锁口、仓筒和下锁口从上到下依次连通，所述上锁口固定连接在所述矸石运输巷的底板上，所述下锁口为从上到下横截面逐渐缩小的漏斗结构。可实现矸石的临时储存，结构便于排矸。

15、作为优化的技术方案，所述立式储矸仓还包括锚网喷支护结构和钢筋混凝土支护结构；所述仓筒的外周设有锚网喷支护结构；所述下锁口的外周从内至外依次设有锚网喷支护结构和钢筋混凝土支护结构，形成双重支护结构。可增加立式储矸仓使用年限。

16、作为优化的技术方案，所述煤岩分时分运柔性排矸系统的施工步骤为:

17、第一步，施工系统巷道、瓦斯综合巷、主运输巷、矸石运输巷和第二溜矸眼；

18、第二步，施工立式储矸仓，并在主运输巷和矸石运输巷中分别布置输送系统；

19、第三步，在系统巷道中施工卧式储矸仓并布置输送系统；

20、第四步，施工联巷，并在联巷中布置输送系统；

21、第五步，施工第一溜矸眼，并在瓦斯综合巷中布置输送系统。

22、作为优化的技术方案，在同层连通主运输巷的系统巷道中，将卧式储矸仓设置在巷道拨门口处；在通过第二溜矸眼连通主运输巷的系统巷道中，将卧式储矸仓设置在第二溜矸眼的上端进矸口附近；在通过联巷连通矸石运输巷的系统巷道中，前期施工时将卧式储矸仓设置在巷道拨门口处，待该系统巷道通过联巷连通矸石运输巷后，将卧式储矸仓移动至联巷的入口端附近。

23、一种煤岩分时分运柔性排矸方法，采用所述的煤岩分时分运柔性排矸系统，包括以下步骤：瓦斯综合巷掘进产生的矸石通过第一溜矸眼进入矸石运输巷，通过联巷连通矸石运输巷的系统巷道掘进产生的矸石通过联巷进入矸石运输巷；主运输巷煤流运输期间，立式储矸仓的放矸闸门处于关闭状态，经矸石运输巷运输的矸石暂时储存在立式储矸仓中；通过第二溜矸眼连通主运输巷的系统巷道掘进产生的矸石暂时储存在第二溜矸眼中，同层连通主运输巷的系统巷道掘进产生的矸石暂时储存在卧式储矸仓中；主运输巷煤流运输结束后，开启立式储矸仓的放矸闸门，并且将同层连通主运输巷的系统巷道中的卧式储矸仓储存的矸石运至主运输巷的输送系统，通过主运输巷进行矸石流运输。

24、本发明的优点在于：

25、1、通过设置专用的矸石运输巷，并设置立式储矸仓实现缓冲功能，使前期系统巷道掘进产生的矸石和后期采区内岩巷掘进产生的矸石均可通过矸石运输巷向主运输巷分时排矸，实现了岩巷排矸系统的连续化高效运输，提高了岩巷掘进的排矸效率，可满足岩巷多头面的平行作业施工，既能容纳大量的矸石流，又能实现矸石流和煤流的分装分运，大大提高了采区的准备效率和岩巷的施工效率，简单易操作。

26、2、第一溜矸眼放矸时打开，不放矸时作临时储矸仓使用，实现排矸的时间缓冲；瓦斯综合巷中的输送系统连同第一溜矸眼构成瓦斯综合巷的第一级柔性排矸系统，再结合矸石运输巷中的输送系统和立式储矸仓构成二级柔性排矸系统，形成采区排矸的多级缓冲。

27、3、同层连通主运输巷的系统巷道中的输送系统连同卧式储矸仓构成一级柔性排矸系统；第二溜矸眼放矸时打开，不放矸时作临时储矸仓使用，实现排矸的时间缓冲；通过第二溜矸眼连通主运输巷的系统巷道中的输送系统连同卧式储矸仓构成第一级柔性排矸系统，再结合第二溜矸眼构成二级柔性排矸系统；通过联巷连通主运输巷的系统巷道中的输送系统连同卧式储矸仓构成第一级柔性排矸系统，再结合联巷中的运输系统、矸石运输巷中的运输系统和立式储矸仓构成二级柔性排矸系统；形成采区排矸的多级缓冲。