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一种露天端帮压煤充填开采系统

阅读：124发布：2020-05-13

IPRDB可以提供一种露天端帮压煤充填开采系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且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。，下面是一种露天端帮压煤充填开采系统专利的具体信息内容。

权利要求

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。

说明书全文

一种露天端帮压煤充填开采系统

技术领域

[0001] 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

[0002] 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。

[0003] 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

[0004] 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。

[0005] 本发明采用的技术方案为：

[0006] 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。

[0007] 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；

[0008] 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。

[0009] 所述铰支臂的伸缩段由上下两段大、小管套接组成。

[0010] 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。

[0011] 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：

[0012] (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；

[0013] (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；

[0014] (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；

[0015] (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；

[0016] (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。

[0017] 进一步的，所述自动布管工艺为：

[0018] 掘进机进入巷道前，将机械臂的铰支臂与加强箍用销子组装起来，掘进机前进时，机械臂与加强箍连为一体，拖动充填管路向前行进，待回采结束后，固支臂随掘进机后撤，其支撑的销子逐步脱落，最终铰支臂与加强箍分离，充填管路便留在原地。

[0019] 进一步的，所述满巷自动监测工艺为：

[0020] 当巷道未充填满时，监测管路内没有胶结充填材料，两电极之间不导通，二位三通电磁阀处于常位态，即充填泵与充填管路连接，进行巷道充填；待巷道充满后，所述监测管路内充满胶结充填材料，两电极之间导通，二位三通电磁阀处于得电励磁状态，即充填泵与废水池连接，其内胶结充填材料通入废水池，巷道充填结束。

[0021] 有益效果：本发明提供的一种露天端帮压煤充填开采系统，与现有技术相比，具有以下优势：

[0022] (1)本发明结合了用于井工矿的胶结充填采煤工艺和端帮掘进采煤工艺，解决了露天矿端帮压覆煤炭资源的回收难题，提高了资源回收率。

[0023] (2)本发明实现了采煤、充填自动化，工作面无人化，能够有效提高工作面生产效率和生产安全性，降低生产成本和工人劳动强度。

[0024] (3)本发明规模化处理了矸石和排土等固体废弃物，符合绿色矿山发展的要求；减少了端帮开采带来的地表沉陷，符合保持边坡稳定性的要求。

附图说明

[0025] 图1是本发明露天端帮压煤开采工艺示意图；

[0026] 图2是本发明露天端帮压煤充填工艺示意图；

[0027] 图3是本发明固支臂示意图；

[0028] 图4是本发明铰支臂示意图；

[0029] 图5是本发明加强箍示意图；

[0030] 图6是本发明监测管路示意图；

[0031] 图7是本发明机械臂拖动管路示意图；

[0032] 图8是本发明机械臂脱离管路示意图；

[0033] 图9是本发明满巷自动监测原理示意图；

[0034] 图中：1、掘进机，2、端帮台阶，3、巷道，4、端帮压煤，5、充填管路，6、充填袋，7、充填泵，8、监测管路，9、废水池，10、加强箍，11、外伸平台，12、机械臂，121、铰支臂，122、固支臂，13、销子，141、电极a，142、电极b，15、料浆斗，16、二位三通电磁阀，17、电磁铁。

具体实施方式

[0035] 本发明提供一种露天端帮压煤充填开采工艺，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。

[0036] 下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

[0037] 本发明一种露天端帮压煤充填开采系统，如图1、2所示，具有以下组成：掘进机1在端帮台阶2下自动掘进巷道3，开采端帮压煤4，煤由掘进机1耙爪装入中部溜子转至胶带输送机上，并由胶带输送机运出巷道3，所述掘进机1铰接的机械臂连接充填管路的出口端，随掘进机1不断推进，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。

[0038] 进一步的，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，如图3所示；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，水平段上设有若干穿销孔，如图4所示；

[0039] 所述铰支臂的伸缩段由上下两段大、小管套接组成。

[0040] 所述充填管路5的前端安装加强箍10，如图5所示，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；

[0041] 所述监测管路8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，如图6所示。

[0042] 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：

[0043] (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；

[0044] (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，采用机组自行后退及以装载机辅助力外拉的方式将掘进机1和胶带输送机撤出巷道3，充填管路5留在巷道中；

[0045] (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；

[0046] (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；

[0047] (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。

[0048] 进一步的，所述自动布管工艺为：

[0049] 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，如图7所示；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，如图8所示。

[0050] 进一步的，所述满巷自动监测工艺为：

[0051] 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，如图9所示。

标题	发布/更新时间	阅读量
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