[发明专利]一种露天端帮压煤充填开采系统

权利要求书

1.一种露天端帮压煤充填开采系统，其特征在于，掘进机（1）在端帮台阶（2）下自动掘进巷道（3）割煤，所述掘进机（1）铰接的机械臂（12）连接充填管路（5）的出口端，拖动其铺设在巷道（3）中；所述充填管路（5）的入口端连接外部的充填泵（7）；

所述充填泵（7）外接二位三通电磁阀（16）的入口（ P） ，所述二位三通电磁阀（16）的两个出口（ A、B） 分别连接巷道内的充填管路（5）与外部的废水池（9）；

在巷道（3）对应的平盘上垂直钻孔至采空区，埋设监测管路（8），高出平盘的监测管路（8）内部两侧分别设置电极，外接电线至所述二位三通电磁阀（16）的电磁铁（17）；

所述机械臂（12）由均呈“L”形的铰支臂（121）和固支臂（122）在顶部铰接组成，所述固支臂（122）的垂直段和水平段固接；所述铰支臂（121）匹配置于固支臂（122）内侧，由伸缩段和水平段铰接组成，铰支臂的水平段上设有若干穿销孔；

所述充填管路（5）的前端安装加强箍（10），所述加强箍（10）焊接有外伸平台（11），其上设有与所述铰支臂（121）水平段上对应匹配的穿销孔。

2.根据权利要求1所述的一种露天端帮压煤充填开采系统，其特征在于，所述铰支臂（121）的伸缩段由上下两段大、小管套接组成。

3.根据权利要求1所述的一种露天端帮压煤充填开采系统，其特征在于，所述监测管路（8）由PVC管制成，上口高出平盘200 mm，管路内两侧与平盘地表同一水平的位置处对称布设两个电极，电极相互不导通。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种露天端帮压煤充填开采系统的开采工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）掘进自动割煤：掘进机（1）自动掘进割煤，煤由胶带输送机运出巷道（3）；

（2）自动布管：掘进机（1）伸出机械臂（12）拖动充填管路（5），随掘进机不断推进，充填管路（5）自动布置在巷道（3）一侧底端，当掘进机（1）推至停采线时，停止割煤，设备撤出充填巷，充填管路（5）留在巷道中；

（3）封闭巷口：在巷道入口架设充填袋（6），利用充填袋充填膨胀，封闭巷道入口；

（4）管道自动充填：开启充填泵（7），进行管道充水、灰浆推水、胶结充填料推灰浆、泵送胶结充填料各充填工序；

（5）满巷自动监测：待胶结充填料充满巷道后，监测管路内充满胶结充填料，连通两侧电极，通过监测管路发出信号至二位三通电磁阀（16），控制充填泵（7）停止向充填管路（5）泵送料浆，实现满巷自动监测，完成巷道充填。

5.根据权利要求4所述的一种露天端帮压煤充填开采系统的开采工艺，其特征在于，自动布管工艺为：

掘进机（1）进入巷道（3）前，将机械臂（12）的铰支臂（121）与加强箍（10）用销子（13）组装起来，掘进机（1）前进时，机械臂（12）与加强箍（10）连为一体，拖动充填管路（5）向前行进，待回采结束后，固支臂（122）随掘进机（1）后撤，其支撑的销子（13）逐步脱落，最终铰支臂（121）与加强箍（10）分离，充填管路（5）便留在原地。

6.根据权利要求4所述的一种露天端帮压煤充填开采系统的开采工艺，其特征在于，满巷自动监测工艺为：

当巷道未充填满时，监测管路（8）内没有胶结充填材料，两电极之间不导通，二位三通电磁阀（16）处于常位态，即充填泵（7）与充填管路（5）连接，进行巷道充填；

待巷道充满后，所述监测管路（8）内充满胶结充填材料，两电极之间导通，二位三通电磁阀（16）处于得电励磁状态，即充填泵（7）与废水池（9）连接，其内胶结充填材料通入废水池（9），巷道充填结束。