[发明专利]一种井下沿空留巷充填系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及井下充填系统及方法，尤其涉及井下沿空留巷充填或有井式煤炭地下气化燃空区充填系统。

背景技术

矸石是我国排放量最大的工业废渣,约占全国工业废渣排放总量的1/4。而我国矸石的总利用率仅25%左右。这些长期堆存的矸石不仅占压了大量土地和良田,其淋溶水污染地下水源和江河地表水,而且自燃的矸石释放出大量有害气体,造成大气污染,破坏生态平衡,给人类造成危害。但是矸石确是一种很好的井下充填材料。

为了回收传统采矿方式中留设的保安煤柱，采用一定的技术手段将上一区段的顺槽重新支护留给下一个区段使用，这种留巷的做法是沿着采空区边缘在原顺槽位置保留就称为沿空留巷。沿空留巷可以最大限度回收资源，避免煤体损失。但是目前的沿空留巷巷旁充填技术和工艺存在占用空间大，设备不易转场，准备时间长从而导致不易与留巷时间契合的缺点。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种井下沿空留巷充填系统及方法，该系统占用空间小、不需要在井下开挖硐室和基坑、各部分设备易转场、充填准备时间短，此外，其将不出井的矸石作为充填材料之一，能避免部分矸石升井而需要消耗的各种资源和升井后的环境污染、土地占用及自燃等问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种井下沿空留巷充填系统，包括搅拌机、充填泵、V型侧卸式矸石矿车、波状挡边带式输送机、细集料矿车、主螺旋输送机、设置在运输巷中相互平行的细集料矿车股道和矸石矿车股道，所述搅拌机和充填泵均设置在平板车上，所述波状挡边带式输送机横向地设置在细集料矿车股道和矸石矿车股道之间；

至少一辆所述V型侧卸式矸石矿车运行在所述矸石矿车股道上，其一侧的底部开口通过漏斗与波状挡边带式输送机的入料口相连，所述波状挡边带式输送机的出料口与搅拌机的入料口相连；

所述主螺旋输送机纵向地设置在平板车上，至少一辆所述细集料矿车运行在所述的细集料矿车股道上，其出料口与主螺旋输送机的入料口相连，所述主螺旋输送机的出料口与搅拌机的入料口相连；

所述搅拌机的出料口与充填泵的入料口通过管路连接，所述充填泵的出料口通过高压充填管道与充填区域相连；

所述细集料矿车股道和矸石矿车股道之间设置有至少一个道岔，所述细集料矿车股道上设置有与道岔相配合的扳道器。

作为本发明的进一步改进，所述细集料矿车的出料口通过在其底部设置的小型螺旋输送机与主螺旋输送机的入料口相连。

作为本发明的进一步改进，所述主螺旋输送机为倾斜式螺旋输送机或LC型垂直式螺旋输送机。

作为本发明的进一步改进，所述细集料矿车为端卸式矿车或侧卸式矿车。

一种井下沿空留巷充填方法，包括以下步骤：

步骤一：在所需充填区域附近设置加强支护带；

步骤二：在运输巷中铺设一对相互平行的细集料矿车股道和矸石矿车股道，并在两股道之间铺设至少一条道岔和与所述道岔相配合的扳道器；在细集料矿车股道和矸石矿车股道的外侧分别设置留宽道和人行道；

步骤三：将波状挡边带式输送机设置在两股道之间并靠近所需充填区域；

步骤四：将充填泵的入料口与搅拌机的出料口相连，将搅拌机的入料口与主螺旋输送机的出料口相连，并将充填泵、搅拌机、主螺旋输送机依次固定设置在平板车上，将平板车通过细集料矿车股道运送到波状挡边带式输送机附近，并使波状挡边带式输送机的出料口与搅拌机的入料口相连；

步骤五：选用井下不出井的小于20mm的小块矸石作为主填充材料，用至少一辆V型侧卸式矸石矿车将主填充材料通过矸石矿车股道运送到波状挡边带式输送机附近，将主填充材料通过V型侧卸式矸石矿车的出料口传输给波状挡边带式输送机的入料口，波状挡边带式输送机通过其出料口将矸石输送到搅拌机的入料口中；用至少一辆细集料矿车将细集料和水通过细集料矿车股道运送到主螺旋输送机附近，并将细集料和水通过细集料矿车的出料口传输给主螺旋输送机的入料口，主螺旋输送机通过其出料口将细集料和水输送到搅拌机的入料口中；

步骤六：启动搅拌机，将矸石、细集料和水充分搅拌后形成膏体充填材料并通过充填泵将该膏体充填材料经高压充填管道输送到所需充填区域；

步骤七：随着填充工作面的推进，及时调整各充填设备的位置并重新建立连接，并在充填设备的前方及时设置新的加强支护带；

步骤八：当步骤五中的V型侧卸式矸石矿车和细集料矿车卸完料后，空车可以根据矿车队列情况选择从原来进入的股道退出，或者通过道岔从另一条股道退出。