專利名稱：薄煤層炮采工作面充填采煤方法及相關(guān)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明薄煤層炮采工作面充填采煤方法及相關(guān)設(shè)備，屬于薄煤層采煤及充填設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種薄煤層炮采工作面充填采煤的方法及相關(guān)設(shè)備。
背景技術(shù)：
煤炭開采既為人類生存提供了能源，同時(shí)也對(duì)人類環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重負(fù)面影響。煤炭開采不僅在井下形成采空區(qū)，造成地表面塌陷，使地面建筑及公路損壞，而且大量廢棄物 (矸石占主要)從井下排出，一是需要占用大量的土地，二是矸石山自燃又嚴(yán)重污染環(huán)境。 因此傳統(tǒng)的煤炭開采方法面臨著挑戰(zhàn)。錢鳴高院士等我國學(xué)者提出煤炭綠色開采的新概念，〔礦區(qū)綠色開采技術(shù)，中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2002年3月〕孫恒虎等提出高水材料充填技術(shù)〔當(dāng)代膠結(jié)充填技術(shù)，冶金工業(yè)出版社，2008年3月〕，繆協(xié)興等提出固體廢物充填技術(shù)〔 綜合機(jī)械化固體廢物充填采煤方法與技術(shù)，中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2010年12月〕，冀中能源邢臺(tái)礦等礦井進(jìn)行了廢棄物充填開采的研究和工業(yè)型試驗(yàn)，并取得了成功。即把廢棄物 (矸石)充填到煤炭的采空區(qū)，使廢棄物(矸石)不再需要升井。煤炭采空區(qū)被充填的廢棄物(矸石)充滿后，就不會(huì)造成地表面的塌陷，從而解決了廢棄物(矸石)升井形成廢棄物 (矸石占主要)山占地及污染環(huán)境，地表面塌陷造成的地面建筑物及公路的損壞。但上述研究和工業(yè)型試驗(yàn)只在2米以上煤層中進(jìn)行，薄煤層(1. 3米以下)由于開采存在煤層厚度變化大；操作空間小，工作環(huán)境差，效益低等原因。固體廢物充填目前尚屬空白，特別是含硬質(zhì)夾矸的不能使用采煤機(jī)的薄煤層炮采工作面。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種薄煤層炮采工作面充填采煤方法及相關(guān)設(shè)備，適用于1. 3m以下的薄煤層炮采工作面充填采煤。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是薄煤層炮采工作面充填采煤方法，包括采煤和充填，在同一液壓支架掩護(hù)下采煤與充填平行作業(yè)。薄煤層炮采工作面充填采煤方法按下述步驟進(jìn)行第一步，掘出原煤運(yùn)輸巷和固體充填材料運(yùn)輸巷；并切眼，形成通風(fēng)系統(tǒng)；第二步，在原煤運(yùn)輸巷內(nèi)安裝第一輸送機(jī)，在開采工作面上至少安裝一個(gè)液壓支架，在液壓支架的前方安裝第二輸送機(jī)，第一輸送機(jī)通過運(yùn)煤轉(zhuǎn)載機(jī)與第二輸送機(jī)連接。第三步，在固體充填材料運(yùn)輸巷安裝第三輸送機(jī)，在開采工作面上安裝的液壓支架后方安裝固體充填物料刮板輸送機(jī)，第三輸送機(jī)通過橋式轉(zhuǎn)載機(jī)與固體充填物料刮板輸送機(jī)連接。第一輸送機(jī)、第二輸送機(jī)和第三輸送機(jī)或?yàn)楣伟遢斔蜋C(jī)，或?yàn)槟z帶輸送機(jī)。第三輸送機(jī)通過投料井與地面固體充填材料輸送系統(tǒng)連接，地面固體充填材料輸送系統(tǒng)，包括堆積場所、地面固體充填材料倉和投料井；采用裝卸機(jī)械把固體充填材料從堆積場所輸送到裝料漏斗，通過安裝在裝料漏斗下方的破碎機(jī)進(jìn)行破碎，再通過第四輸送機(jī)輸送到地面固體充填材料倉，再通過安裝在地面固體充填材料倉下方的第五輸送機(jī)輸送到投料井，最后通過投料井進(jìn)入第三輸送機(jī)。第四輸送機(jī)和第五輸送機(jī)或?yàn)楣伟遢斔蜋C(jī)，或?yàn)槟z帶輸送機(jī)。充填工藝流程為由固體充填物料刮板輸送機(jī)將固體充填物料輸送至液壓支架后端進(jìn)行充填，充填順序是由固體充填物料刮板輸送機(jī)機(jī)尾向機(jī)頭方向進(jìn)行，當(dāng)前一個(gè)擋料板落下卸料到一定高度后升起，然后下一個(gè)擋料板落下，隨即啟動(dòng)前一個(gè)擋料板所在的液壓支架后部的夯實(shí)機(jī)構(gòu)，對(duì)已卸下的固體充填材料進(jìn)行夯實(shí)，直到夯實(shí)為止。當(dāng)整個(gè)開采工作面全部充滿，停止第一輪充填，將固體充填物料刮板輸送機(jī)拉移一個(gè)步距，用夯實(shí)機(jī)構(gòu)把固體充填物料刮板輸送機(jī)卸下的充填料全部推到液壓支架后上部，使其接頂并壓實(shí)，最后開啟所有的擋料板，對(duì)固體充填物料刮板輸送機(jī)的機(jī)頭進(jìn)行充填，第一輪充填完成后將固體充填物料刮板輸送機(jī)推移一個(gè)步距至液壓支架前部，開始第二輪充填。一種根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的液壓支架，包括頂梁、支柱和底座，頂梁包括前頂梁和后頂梁，前頂梁與后頂梁鉸接成一體，前探梁通過導(dǎo)向滑塊機(jī)構(gòu)安裝在前頂梁的前端，前探梁呈上翹結(jié)構(gòu)；前頂梁下部安裝有擋煤板，擋煤板包括上擋煤板和下?lián)趺喊澹蠐趺喊邈q接在前頂梁的下部，上擋煤板與安裝在前頂梁下部的推移裝置連接，下?lián)趺喊骞潭ò惭b在第二輸送機(jī)靠近液壓支架的底座的槽幫上，液壓支架的底座后部安裝有夯實(shí)機(jī)構(gòu)，夯實(shí)機(jī)構(gòu)下方安裝有伸縮裝置，伸縮裝置前端連接有固體充填物料刮板輸送機(jī)。一種根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的固體充填物料刮板輸送機(jī)，包括電機(jī)、減速機(jī)、機(jī)頭鏈輪、 擋料板和機(jī)尾鏈輪，電機(jī)通過減速機(jī)與機(jī)頭鏈輪連接，機(jī)頭鏈輪通過鏈條與機(jī)尾鏈輪連接， 在機(jī)頭鏈輪與機(jī)尾鏈輪之間設(shè)置有固體物料輸送槽，在固體物料輸送槽上面設(shè)置有擋料板，擋料板呈“凹”字結(jié)構(gòu)，擋料板的下部鉸接在固體物料輸送槽上，擋料板的上部與液壓油缸的前端鉸接，液壓油缸的后端鉸接固體物料輸送槽。一種本發(fā)明設(shè)計(jì)的橋式轉(zhuǎn)載機(jī)，包括機(jī)頭部分、中間部分和機(jī)尾部分，機(jī)頭部分設(shè)置有支撐柱，支撐柱為液壓油缸；機(jī)尾部分與第三輸送機(jī)機(jī)尾部分重疊搭接，在第三輸送機(jī)機(jī)尾部分的H架下方前后設(shè)置有滑道，機(jī)尾部分、中間部分、機(jī)頭部分均放置在滑道上面，在第三輸送機(jī)機(jī)尾部分的H架上安裝有拉移裝置，拉移裝置通過拉移鏈與橋式轉(zhuǎn)載機(jī)連接。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是本發(fā)明通過設(shè)計(jì)薄煤層炮采工作面充填采煤方法及相關(guān)設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)1. 3米以下的薄煤層充填采煤，本發(fā)明的固體充填物料運(yùn)輸系統(tǒng)，將地面固體充填材料安全高效輸送至井下，并運(yùn)輸至炮采工作面采空區(qū)的固體充填材料運(yùn)輸系統(tǒng)，并通過夯實(shí)機(jī)構(gòu)夯實(shí)。實(shí)現(xiàn)薄煤層高效連續(xù)充填采煤。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明圖1為本發(fā)明的設(shè)備布置示意圖；圖2為本發(fā)明的地面固體充填物料運(yùn)輸系統(tǒng)圖；圖3為本發(fā)明的充填采煤系統(tǒng)布置圖；圖4為本發(fā)明液壓支架的結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明固體充填物料刮板輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明的固體充填物料刮板輸送機(jī)的擋料板結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明橋式轉(zhuǎn)載機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明橋式轉(zhuǎn)載機(jī)的A-A放大剖視圖；圖9為本發(fā)明橋式轉(zhuǎn)載機(jī)的B-B放大剖視圖；圖10為本發(fā)明橋式轉(zhuǎn)載機(jī)的C-C放大剖視圖。圖中；1為液壓支架、2為原煤運(yùn)輸巷、3為固體充填材料運(yùn)輸巷、4為第一輸送機(jī)、 5為第二輸送機(jī)、6為運(yùn)煤轉(zhuǎn)載機(jī)、7為第三輸送機(jī)、8為固體充填物料刮板輸送機(jī)、9為橋式轉(zhuǎn)載機(jī)、10為裝卸機(jī)械、11為堆積場所、12為裝料漏斗、13為破碎機(jī)、14為第四輸送機(jī)、15 為地面固體充填材料倉、16為第五輸送機(jī)、17為投料井、18為擋料板、19為夯實(shí)機(jī)構(gòu)、20為支柱、21為底座、22為前頂梁、23為后頂梁、M為前探梁、25為擋煤板J6為上擋煤板、27為下?lián)趺喊濉?8為推移裝置、29為伸縮裝置、30為電機(jī)、31為減速機(jī)、32為機(jī)頭鏈輪、33為固體物料輸送槽、34為機(jī)尾鏈輪、35為液壓油缸、36為機(jī)頭部分、37為中間部分、38為機(jī)尾部分、39為第三輸送機(jī)機(jī)尾部分、40為H架、41為滑道、42為拉移裝置、43為拉移鏈、44為支撐柱。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，薄煤層充填采煤是采煤和機(jī)械化固體充填的有機(jī)合成。薄煤層炮采工作面充填采煤方法，與傳統(tǒng)炮采工作面相比，薄煤層固體充填采煤可實(shí)現(xiàn)在同一液壓支架1掩護(hù)下采煤與充填平行作業(yè)，薄煤層固體充填采煤的工作面布置方式與傳統(tǒng)炮采工作面布置基本相同，不同之處是在采煤工作面的后方，即在采空區(qū)側(cè)，布置充填作業(yè)面，再在工作面回風(fēng)巷內(nèi)布置一部固體充填材料輸送機(jī)，或?yàn)槟z帶輸送機(jī)或?yàn)楣伟遢斔蜋C(jī)，將固體充填材料輸送至固體充填物料刮板輸送機(jī)8上。這種工作面布置方式，可實(shí)現(xiàn)充填與采煤在同一工作面中平行作業(yè)。用于充填采煤的設(shè)備的安裝按以下步驟進(jìn)行第一步，掘出原煤運(yùn)輸巷2和固體充填材料運(yùn)輸巷3 ；并切眼，形成通風(fēng)系統(tǒng)；第二步，在原煤運(yùn)輸巷2安裝第一輸送機(jī)4，在開采工作面上至少安裝一個(gè)液壓支架1，在液壓支架1的前方安裝第二輸送機(jī)5，第一輸送機(jī)4通過運(yùn)煤轉(zhuǎn)載機(jī)6與第二輸送機(jī)5連接。第三步，在固體充填材料運(yùn)輸巷3安裝第三輸送機(jī)7，在開采工作面上安裝的液壓支架1后方安裝固體充填物料刮板輸送機(jī)8，第三輸送機(jī)7通過橋式轉(zhuǎn)載機(jī)9與固體充填物料刮板輸送機(jī)8的連接。第一輸送機(jī)4、第二輸送機(jī)5和第三輸送機(jī)7或?yàn)楣伟遢斔蜋C(jī)，或?yàn)槟z帶輸送機(jī)。薄煤層炮采工作面充填采煤技術(shù)的基本思想是將地面或井下的廢棄物如矸石、粉煤灰、建筑垃圾、黃土、風(fēng)積沙等用做充填材料，井下掘進(jìn)廢棄物矸石等通過破碎等處理后可以直接運(yùn)輸至工作面進(jìn)行充填。如圖2所示，一般固體充填材料(礦區(qū)固體廢棄物)需從地面運(yùn)至充填工作面，因此需要布置一套從地面固體充填物料運(yùn)輸系統(tǒng)。該運(yùn)輸系統(tǒng)通過投料井17與第三輸送機(jī)7 連接，通過若干轉(zhuǎn)載系統(tǒng)，最后將固體充填材料送入固體充填物料刮板輸送機(jī)8，再由固體
6充填物料刮板輸送機(jī)8的擋料板18卸入采空區(qū)，最后經(jīng)液壓支架1后部的夯實(shí)機(jī)構(gòu)19進(jìn)行夯實(shí)。地面固體充填材料輸送系統(tǒng)，包括堆積場所11、地面固體充填材料倉15和投料井17 ；采用裝卸機(jī)械10把固體充填材料從堆積場所11輸送到裝料漏斗12，通過安裝在裝料漏斗12下方的破碎機(jī)13進(jìn)行破碎，再通過第四輸送機(jī)14輸送到地面固體充填材料倉 15，再通過安裝在地面固體充填材料倉15下方的第五輸送機(jī)16輸送到投料井17，最后通過投料井17進(jìn)入第三輸送機(jī)7。以矸石山矸石運(yùn)輸至投料井17為例介紹地面固體充填材料輸送系統(tǒng)。矸石在地面運(yùn)輸過程中可能會(huì)出現(xiàn)以下問題①矸石在地面堆積時(shí)間較長。受空氣濕度、降雨、風(fēng)吹日曬等自然因素的影響嚴(yán)重，粒度微小的矸石顆粒經(jīng)過長期侵蝕，可能會(huì)黏結(jié)在膠帶輸送機(jī)上；同時(shí)，濕度較大也會(huì)影響矸石的力學(xué)性能，進(jìn)而影響充填效果。②矸石山矸石粒度不均勻，粒徑較大的矸石如直接投放入投料井17，容易造成投料井17堵塞。③地面運(yùn)輸系統(tǒng)管理不當(dāng)，會(huì)造成地面投料量與井下使用量不均衡，影響井下生產(chǎn)。針對(duì)以上問題，采取以下方式進(jìn)行解決①搭建地面運(yùn)輸走廊，保護(hù)地面運(yùn)輸系統(tǒng)，以避免矸石等固體充填材料受到降雨等自然因素的影響；②在地面運(yùn)輸系統(tǒng)中增加破碎環(huán)節(jié)，對(duì)粒徑較大的矸石進(jìn)行破碎；③設(shè)置地面投料控制室，對(duì)地面輸送系統(tǒng)進(jìn)行控制， 協(xié)調(diào)地面投料量與井下使用量之間的關(guān)系。一般地面固體充填材料輸送系統(tǒng)分為3個(gè)環(huán)節(jié)①將固體充填材料裝載至裝料漏斗12。此環(huán)節(jié)主要采用裝卸機(jī)械10，把固體充填材料轉(zhuǎn)載裝料漏斗12。②對(duì)固體充填材料進(jìn)行破碎。固體充填材料通過輸送機(jī)運(yùn)輸至破碎機(jī)13或者可以通過在裝料漏斗12下直接安裝破碎機(jī)13，通過破碎機(jī)13進(jìn)行破碎。③運(yùn)輸至投料井17。破碎后的固體充填材料可以直接通過運(yùn)輸機(jī)輸送至投料井17，此時(shí)要有控制系統(tǒng)對(duì)固體充填材料的運(yùn)輸速度進(jìn)行控制，在必要的情況下需要設(shè)置地面固體充填材料倉15，再通過若干個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)入投料井。如圖3所示，薄煤層固體充填采煤系統(tǒng)布置，其中運(yùn)煤、運(yùn)料、通風(fēng)、運(yùn)矸路線如下運(yùn)煤路線充填采煤工作面一運(yùn)輸平巷一運(yùn)輸上山一運(yùn)輸大巷一運(yùn)輸石門一井底煤倉一主井一地面。運(yùn)料路線副井一井底車場一輔助運(yùn)輸石門一輔助運(yùn)輸大巷一采區(qū)下部車場一軌道上山一采區(qū)上部車場一回風(fēng)平巷一充填采煤工作面。新風(fēng)路線副井一井底車場一輔助運(yùn)輸石門一輔助運(yùn)輸大巷一軌道上山回風(fēng)平巷
—充填采煤工作面。乏風(fēng)路線充填采煤工作面一回風(fēng)平巷一回風(fēng)石門一風(fēng)井。運(yùn)矸石路線地面一固體物料垂直輸送系統(tǒng)一井底車場一輔助運(yùn)輸石門一輔助運(yùn)輸大巷一軌道上山一回風(fēng)平巷一充填采煤工作面。薄煤層炮采工作面充填采煤方法工藝包括采煤工藝與充填工藝。采煤工藝和普通炮采工作面相同，其充填工藝流程為在炮采工作面將固體充填物料刮板輸送機(jī)8移至液壓支架1后頂梁23后部進(jìn)行充填。充填順序由固體充填物料刮板輸送機(jī)8機(jī)尾向機(jī)頭方向進(jìn)行，在未充填時(shí)，固體充填物料刮板輸送機(jī)8的擋料板18均為開啟狀態(tài)或升起狀態(tài)，當(dāng)前一個(gè)擋料板18關(guān)閉卸料到一定高度后升起，關(guān)閉下一個(gè)擋料板18卸料，隨即啟動(dòng)前一個(gè)擋料板18所在支架后部的夯實(shí)機(jī)構(gòu)19推動(dòng)夯實(shí)板，對(duì)已卸下的固體充填材料進(jìn)行夯實(shí)。 如此幾個(gè)循環(huán)，直到夯實(shí)為止。當(dāng)整個(gè)工作面全部充滿，停止第一輪充填，將固體充填物料刮板輸送機(jī)8拉移一個(gè)步距，移至支架后頂梁^后部，用夯實(shí)機(jī)構(gòu)19把固體充填物料刮板輸送機(jī)8卸下的充填料全部推到液壓支架1前上部，使其接頂并壓實(shí)，最后開啟所有擋料板 18，對(duì)固體充填物料刮板輸送機(jī)8的機(jī)頭進(jìn)行充填。第一輪充填完成后將固體充填物料刮板輸送機(jī)8推移一個(gè)步距至支架后頂梁23后部，開始第二輪充填；薄煤層炮采工作面充填采煤方法實(shí)現(xiàn)在同一工作面中充填與采煤并舉的核心裝備是液壓支架1。眾所周之，實(shí)現(xiàn)固體充填采煤的3大要點(diǎn)是空間、通道和動(dòng)力，而在薄煤層炮采工作面充填采煤方法的工作面布置方式中(1)液壓支架1與傳統(tǒng)液壓支架相比，拆除了傳統(tǒng)液壓支架的掩護(hù)后頂梁，代以水平后頂梁23，可將固體充填材料直接沖入水平后頂梁23掩護(hù)空間內(nèi)，而不是采空區(qū)；( 由橋式轉(zhuǎn)載機(jī)9將固體充填材料運(yùn)至鋪設(shè)在水平后頂梁23下面的固體充填物料刮板輸送機(jī)8，形成固體充填材料的連續(xù)輸送通道；C3)固體充填材料由擋料板18從固體充填物料刮板輸送機(jī)8上卸入后頂梁23的掩護(hù)空間內(nèi)，再由夯實(shí)機(jī)構(gòu)19將固體充填材料向采空區(qū)夯實(shí)，實(shí)現(xiàn)固體充填材料密實(shí)充填。同時(shí)為使爆破拋出的煤落入底座21前安裝的輸送機(jī)上，在液壓支架1的前頂梁22下設(shè)擋煤板25。如圖4所示，滿足實(shí)現(xiàn)固體充填采煤的3大要點(diǎn)設(shè)計(jì)的液壓支架1包括頂梁、支柱20和底座21，其主要結(jié)構(gòu)是頂梁包括前頂梁22和后頂梁23，前頂梁22與后頂梁23鉸接成一體，前頂梁22前端套裝有前探梁M，前探梁M通過導(dǎo)向滑塊機(jī)構(gòu)安裝在前頂梁22 的前端，前探梁對(duì)呈上翹結(jié)構(gòu)；未伸出時(shí)略低于前頂梁22平面，伸出過程中逐漸上抬，以便具有良好的接頂性能，前頂梁22下部安裝有擋煤板25，擋煤板25包括上擋煤板沈和下?lián)趺喊?7，上擋煤板沈鉸接在前頂梁22的下部，上擋煤板沈與安裝在前頂梁22下部的推移裝置觀連接，下?lián)趺喊?7固定安裝在第二輸送機(jī)5靠近液壓支架1的底座21的槽幫上， 上擋煤板沈可以在不放炮時(shí)，通過推移裝置觀可向上翻起至水平位置，以便形成人行通道，放炮時(shí)，上擋煤板沈通過推移裝置28恢復(fù)和前頂梁22垂直位置，并和下?lián)趺喊?7重合，形成封閉墻，使爆破拋出的煤落在運(yùn)輸機(jī)上，擋煤板25上設(shè)置有等距等直徑的泄氣孔， 以釋放爆破產(chǎn)生的氣體。液壓支架1的底座21后部安裝有夯實(shí)機(jī)構(gòu)19，夯實(shí)機(jī)構(gòu)19下方安裝有伸縮裝置四，伸縮裝置四前端與固體充填物料刮板輸送機(jī)8連接。夯實(shí)機(jī)構(gòu)19采用兩級(jí)伸縮結(jié)構(gòu)，以增加其伸縮比，減小液壓支架1整體尺寸；夯實(shí)機(jī)構(gòu)19的設(shè)計(jì)能滿足固體充填刮板輸送機(jī)拉回狀態(tài)時(shí)，后部空間能被推滿，夯實(shí)機(jī)構(gòu)19前端能夠達(dá)到工作面采高，并保證與固體充填物料刮板輸送機(jī)8無干涉。液壓支架1采用支撐式跺式液壓支架結(jié)構(gòu)，頂梁采用整體結(jié)構(gòu)，頂梁兩側(cè)不設(shè)活動(dòng)側(cè)護(hù)板，以簡化支架結(jié)構(gòu)、減輕支架重量。前頂梁22與后頂梁23為彈簧板結(jié)構(gòu)，以便減小頂梁厚度，更好地適應(yīng)薄煤層炮采工作面開采需要。液壓支架1的整體移動(dòng)，采用千斤頂兼作導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。推移步距為1200mm，推移千斤頂?shù)男谐虨? 300mm。千斤頂為現(xiàn)有技術(shù)，可以直接應(yīng)用。為了盡可能增加人行通道的高度，減輕薄煤層炮采工作面充填采煤液壓支架1的重量，支柱20和底座21設(shè)計(jì)成彈簧鋼板的柔性結(jié)構(gòu)。液壓支架1采用了雙伸縮箱穩(wěn)定機(jī)構(gòu)，底座21中后部分別設(shè)置無蓋箱體，伸縮箱與其配合并在其中滑動(dòng)，伸縮箱孔端與頂梁腹部耳鉸接，保證了支架的穩(wěn)定性。該穩(wěn)定機(jī)構(gòu)
8具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕的優(yōu)點(diǎn)。如圖5、圖6所示，薄煤層由于空間小，后部充填刮板輸送機(jī)不能懸掛在液壓支架1 的后頂梁23下，因此，必須設(shè)計(jì)適應(yīng)薄煤層固體充填物料刮板輸送機(jī)8。其包括電機(jī)30、 減速機(jī)31、機(jī)頭鏈輪32、擋料板18、固體物料輸送槽33和機(jī)尾鏈輪34，電機(jī)30通過減速機(jī) 31與機(jī)頭鏈輪32連接，機(jī)頭鏈輪32通過鏈條與機(jī)尾鏈輪34連接，在機(jī)頭鏈輪32與機(jī)尾鏈輪34之間設(shè)置有固體物料輸送槽33，在固體物料輸送槽33上面設(shè)置有擋料板18，擋料板 18呈“凹”字結(jié)構(gòu)，擋料板18的下部鉸接在固體物料輸送槽33上，擋料板18的上部與液壓油缸35的前端鉸接，液壓油缸35的后端鉸接固體物料輸送槽33。固體充填材料由固體物料輸送槽33進(jìn)入，在輸送機(jī)的帶動(dòng)下，由機(jī)尾向機(jī)頭運(yùn)動(dòng)，根據(jù)充填工藝流程，擋料板18將物料擋下，由安設(shè)在液壓支架1的底座21后部的夯實(shí)機(jī)構(gòu)19將固體充填物推入采空區(qū)并夯實(shí)，以實(shí)現(xiàn)采煤和充填平行作業(yè)。如圖7至10所示，在薄煤層炮采工作面充填采煤方法中，把固體充填材料轉(zhuǎn)移到采空區(qū)是關(guān)鍵技術(shù)，橋式轉(zhuǎn)載機(jī)9是把固體充填材料由運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)入充填物料刮板輸送機(jī) 10的設(shè)備，目前中厚煤層充填多采用覆帶式行走式輸送機(jī)，覆帶式行走輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)為在覆帶式行走車上部加裝呈上坡狀的膠帶輸送機(jī)，但因?yàn)樾枰酶矌叫凶哕噥韺?shí)現(xiàn)移動(dòng)， 所以覆帶式行走輸送機(jī)不僅價(jià)格高，而且要求巷道高度高，導(dǎo)致搬運(yùn)困難，造成開采成本提高。因此，必須設(shè)計(jì)適應(yīng)薄煤層充填的橋式轉(zhuǎn)載機(jī)9，其包括機(jī)頭部分36、中間部分37和機(jī)尾部分38，機(jī)尾部分38與第三輸送機(jī)機(jī)尾部分39重疊搭接，有效搭接尺寸為能滿足工作面回采生產(chǎn)班正規(guī)循環(huán)所需的尺寸，在第三輸送機(jī)機(jī)尾部分39的H架40下方前后設(shè)置有滑道41，機(jī)尾部分38、中間部分37、機(jī)頭部分36均放置在滑道上面，在第三輸送機(jī)機(jī)尾部分 39的H架40上安裝有拉移裝置42，拉移裝置42通過拉移鏈43與橋式轉(zhuǎn)載機(jī)9連接，拉移裝置42程大于1個(gè)采煤循環(huán)進(jìn)尺。橋式轉(zhuǎn)載機(jī)9為分段整體鋼架結(jié)構(gòu)，各分段整體通過連接螺栓聯(lián)接成一個(gè)整體， 隨著工作面推進(jìn)，沿著鋪設(shè)在第三輸送機(jī)機(jī)尾部分39的H架40下方前后的滑道41及鋪機(jī)頭部分36、中間部分37、機(jī)尾部分38下面的滑道41，根據(jù)工作面循環(huán)進(jìn)尺通過拉移裝置42 而不斷后移，滿足工作面連續(xù)采煤與連續(xù)充填的要求，不但結(jié)構(gòu)簡單，而且不使用履帶式行走車，價(jià)格低，對(duì)巷道高度要求低。機(jī)頭部分36的支撐柱44為液壓油缸，能適應(yīng)巷道高度和給料高度變化的要求。第三輸送機(jī)機(jī)尾部分39為分段整體鋼架結(jié)構(gòu)，各分段整體通過連接螺栓聯(lián)接成一個(gè)整體，以便鋪設(shè)滑道41，供橋式轉(zhuǎn)載機(jī)9后退。
權(quán)利要求
1.薄煤層炮采工作面充填采煤方法，包括采煤和充填，其特征在于在同一液壓支架 (1)掩護(hù)下采煤與充填平行作業(yè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄煤層炮采工作面充填采煤方法，其特征在于按下述步驟進(jìn)行第一步，掘出原煤運(yùn)輸巷(2)和固體充填材料運(yùn)輸巷(3)；并切眼，形成通風(fēng)系統(tǒng)；第二步，在原煤運(yùn)輸巷O)內(nèi)安裝第一輸送機(jī)G)，在開采工作面上至少安裝一個(gè)液壓支架(1)，在液壓支架(1)的前方安裝第二輸送機(jī)(5)，第一輸送機(jī)(4)通過運(yùn)煤轉(zhuǎn)載機(jī)(6) 與第二輸送機(jī)( 連接。第三步，在固體充填材料運(yùn)輸巷(3)安裝第三輸送機(jī)(7)，在開采工作面上安裝的液壓支架(1)后方安裝固體充填物料刮板輸送機(jī)(8)，第三輸送機(jī)(7)通過橋式轉(zhuǎn)載機(jī)(9)與固體充填物料刮板輸送機(jī)( 連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄煤層炮采工作面充填采煤方法，其特征在于所述的第一輸送機(jī)G)、第二輸送機(jī)( 和第三輸送機(jī)(7)或?yàn)楣伟遢斔蜋C(jī)，或?yàn)槟z帶輸送機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄煤層炮采工作面充填采煤方法，其特征在于所述的第三輸送機(jī)(7)通過投料井(17)與地面固體充填材料輸送系統(tǒng)連接，地面固體充填材料輸送系統(tǒng)，包括堆積場所(11)、地面固體充填材料倉(1 和投料井(17)；采用裝卸機(jī)械 (10)把固體充填材料從堆積場所(11)輸送到裝料漏斗(12)，通過安裝在裝料漏斗(12)下方的破碎機(jī)(1 進(jìn)行破碎，再通過第四輸送機(jī)(14)輸送到地面固體充填材料倉(1 ，再通過安裝在地面固體充填材料倉(1 下方的第五輸送機(jī)(16)輸送到投料井(17)，最后通過投料井(17)進(jìn)入第三輸送機(jī)(7)，再通過橋式轉(zhuǎn)載機(jī)(9)進(jìn)入到固體充填物料刮板輸送機(jī) (8)，再由固體充填物料刮板輸送機(jī)(8)卸入采空區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄煤層炮采工作面充填采煤方法，其特征在于所述的第四輸送機(jī)(14)和第五輸送機(jī)(16)或?yàn)楣伟遢斔蜋C(jī)，或?yàn)槟z帶輸送機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄煤層炮采工作面充填采煤方法，其特征在于所述的充填工藝流程為由固體充填物料刮板輸送機(jī)(8)將固體充填物料輸送至液壓支架(1)后端進(jìn)行充填，充填順序是由固體充填物料刮板輸送機(jī)(8)機(jī)尾向機(jī)頭方向進(jìn)行，當(dāng)前一個(gè)擋料板(18)落下卸料到一定高度后升起，然后下一個(gè)擋料板(18)落下，隨即啟動(dòng)前一個(gè)擋料板 (18)所在的液壓支架(1)后部的夯實(shí)機(jī)構(gòu)(19)，對(duì)已卸下的固體充填材料進(jìn)行夯實(shí)，直到夯實(shí)為止。當(dāng)整個(gè)開采工作面全部充滿，停止第一輪充填，將固體充填物料刮板輸送機(jī)(8) 拉移一個(gè)步距，用夯實(shí)機(jī)構(gòu)(19)把固體充填物料刮板輸送機(jī)(8)卸下的充填料全部推到液壓支架(1)后上部，使其接頂并壓實(shí)，最后開啟所有的擋料板(18)，對(duì)固體充填物料刮板輸送機(jī)(8)的機(jī)頭進(jìn)行充填，第一輪充填完成后將固體充填物料刮板輸送機(jī)(8)推移一個(gè)步距至液壓支架(1)前部，開始第二輪充填。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄煤層炮采工作面充填采煤方法設(shè)計(jì)的液壓支架，包括頂梁、支柱00)和底座(21)，其特征在于頂梁包括前頂梁0 和后頂梁(23)，前頂梁0 與后頂梁鉸接成一體，前探梁04)通過導(dǎo)向滑塊機(jī)構(gòu)安裝在前頂梁02)的前端，前探梁04)呈上翹結(jié)構(gòu)；前頂梁0 下部安裝有擋煤板(25)，擋煤板0 包括上擋煤板06)和下?lián)趺喊?27)，上擋煤板06)鉸接在前頂梁0 的下部，上擋煤板06)與安裝在前頂梁0 下部的推移裝置08)連接，下?lián)趺喊?XT)固定安裝在第二輸送機(jī)(5)靠近液壓支架(1)的底座的槽幫上，液壓支架(1)的底座后部安裝有夯實(shí)機(jī)構(gòu) (19)，夯實(shí)機(jī)構(gòu)(19)下方安裝有伸縮裝置( )，伸縮裝置09)前端連接有固體充填物料刮板輸送機(jī)⑶。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法設(shè)計(jì)的固體充填物料刮板輸送機(jī)，包括電機(jī)(30)、 減速機(jī)(31)、機(jī)頭鏈輪(32)、擋料板(18)、固體物料輸送槽(3 和機(jī)尾鏈輪(34)，其特征在于電機(jī)(30)通過減速機(jī)(31)與機(jī)頭鏈輪(3 連接，機(jī)頭鏈輪(3 通過鏈條與機(jī)尾鏈輪(34)連接，在機(jī)頭鏈輪(3 與機(jī)尾鏈輪(34)之間設(shè)置有固體物料輸送槽(33)，在固體物料輸送槽(3 上面設(shè)置有擋料板(18)，擋料板(18)呈“凹”字結(jié)構(gòu)，擋料板(18)的下部鉸接在固體物料輸送槽(3 上，擋料板(18)的上部與液壓油缸(3 的前端鉸接，液壓油缸(3 的后端鉸接在固體物料輸送槽(3 上。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法設(shè)計(jì)的橋式轉(zhuǎn)載機(jī)，包括機(jī)頭部分(36)、中間部分 (37)和機(jī)尾部分(38)，其特征在于機(jī)頭部分(36)設(shè)置有支撐柱(44)，支撐柱04)為液壓油缸；機(jī)尾部分(38)與第三輸送機(jī)機(jī)尾部分(39)重疊搭接，在第三輸送機(jī)機(jī)尾部分(39) 的H架00)下方前后設(shè)置有滑道(41)，機(jī)尾部分(38)、中間部分(37)、機(jī)頭部分(36)均放置滑道Gl)在上面，在第三輸送機(jī)機(jī)尾部分(39)的H架00)上安裝有拉移裝置(42)，拉移裝置0 通過拉移鏈與橋式轉(zhuǎn)載機(jī)(9)連接。
全文摘要
本發(fā)明薄煤層炮采工作面充填采煤方法及相關(guān)設(shè)備，屬于薄煤層采煤及充填設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明提供一種薄煤層炮采工作面充填采煤方法及相關(guān)設(shè)備，主要方法是在同一液壓支架掩護(hù)下采煤與充填平行作業(yè)，并且根據(jù)本發(fā)明所設(shè)計(jì)的相關(guān)設(shè)備液壓支架、固體物料刮板輸送機(jī)、橋式轉(zhuǎn)載機(jī)；適用于1.3m以下的薄煤層炮采工作面充填采煤作業(yè)。
文檔編號(hào)E21F15/08GK102444401SQ201110393149
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者袁偉昊, 袁樹來 申請(qǐng)人:袁樹來