[发明专利]一种露天端帮压煤充填开采系统

说明书

本发明公开了一种露天端帮压煤充填开采系统，包括掘进自动割煤、自动布管、封闭巷口、管道自动充填、满巷自动监测。掘进机掘进割煤时，伸出机械臂拖动充填管路前进，管路自动布置在巷道一侧底端，回采结束后，随掘进机后撤机械臂与充填管路分离，管路便留在原地，即实现自动布管；在充填巷道对应的平盘上设置监测管路，待胶结充填料充满巷道后，通过监测管路发出信号，充填泵停止向充填管路泵送料浆，从而完成巷道充填，即实现满巷自动监测。该工艺将胶结充填采煤工艺和端帮掘进采煤工艺相结合，利用无人化充填工作面将露天端帮压煤开采出来，实现自动化布管、满巷自动监测。

技术领域

本发明属于矿山充填开采工艺领域，具体涉及一种露天端帮压煤充填开采系统。

背景技术

我国部分露天煤矿因为开采强度大，开采时间长，露天境界内易开采的煤炭资源已经基本被开采完毕。但是矿坑边坡压占大量煤炭资源，如果放弃不采会造成煤炭资源的严重浪费，不利于煤矿的可持续发展，同时使国家遭受重大的资源损失；且遗留的煤炭长时间与氧气接触风化，易产生自然发火，对周边自然环境及村落安全造成严重威胁。

一般回收边坡压煤的主要方法是进行端帮开采，但在顶板不完整，强度不够的情况下进行端帮开采容易造成煤层顶板大面积冒落，从而损毁机器，危害人员安全；在端帮开采过程中需要留设大量的煤柱用于维护采矿安全，煤柱留设又会影响煤炭采出率，易产生自然发火灾害；且端帮开采又会导致地表沉陷，边坡管理困难。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种露天端帮压煤充填开采系统，以克服现有开采方式的不足，既能够实现大量煤炭资源的回收，又能够减少地表沉陷，确保采场安全与边坡稳定。

本发明采用的技术方案为：

本发明一种露天端帮压煤充填开采系统，具有以下组成：掘进机在端帮台阶下自动掘进巷道割煤，所述掘进机铰接的机械臂连接充填管路的出口端，拖动其铺设在巷道中；所述充填管路的入口端连接外部的充填泵；所述充填泵外接二位三通电磁阀的入口P，所述二位三通电磁阀的两个出口A、B分别连接巷道内的充填管路与外部的废水池；在巷道对应的平盘上垂直钻孔至采空区，埋设监测管路，高出平盘的监测管路内部两侧分别设置电极，外接电线至所述二位三通电磁阀的电磁铁。

进一步的，所述机械臂由均呈“L”形的铰支臂和固支臂在顶部铰接组成，所述固支臂的垂直段和水平段固接；所述铰支臂匹配置于固支臂内侧，由伸缩段和水平段铰接组成，水平段上设有若干穿销孔；

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

所述铰支臂的伸缩段由上下两段大、小管套接组成。

所述监测管路由PVC管制成，上口高出平盘200mm，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。

进一步的，本发明一种露天端帮压煤充填开采系统，包括以下步骤：

(1)掘进自动割煤：掘进机自动掘进割煤，煤由胶带输送机运出巷道；

(2)自动布管：掘进机伸出机械臂拖动充填管路，随掘进机不断推进，充填管路自动布置在巷道一侧底端，当掘进机推至停采线时，停止割煤，设备撤出充填巷，充填管路留在巷道中；

(3)封闭巷口：在巷道入口架设充填袋，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，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，控制充填泵停止向充填管路泵送料浆，实现满巷自动监测，完成巷道充填。

进一步的，所述自动布管工艺为：