专利名称：一种井下矸石分选充填系统及方法
技术领域：
本发明涉及井下矸石分选充填系统及方法，尤其适用于半煤岩巷道等含矸率较 高、且需要煤矿井下工作面采空区的矸石分选回填。
背景技术：
矿产资源是人类社会的宝贵财富，是人类社会赖以生存和发展不可缺少的物质基 础，但矿产资源的过度开发不可避免地会导致矿山原有的生态环境改变如植被破坏、废石 成山、地下水下降、占用良田、河道改迁、地表塌陷、水质污染、污水排放以及大量尾矿堆放 等。而煤炭生产排出的大量矸石堆积成矸石山，占用了大量农田和绿地，形成地表污染。另 外，把矸石从井下运到地面以及把充填物从井上运输到井下，需要投入大量的资金。因此， 实施井下矸石充填不仅减少井下矸石运输提升量，缓解矿井辅助运输压力，而且能减少地 面矸石占地，保护自然环境，社会效益前景良好。井下矸石分离充填技术是在井下对采下的煤矸混合料进行选择性破碎，利用煤矸 的硬度差异，相同的冲击力使硬度较低的大块煤碎成小块，而大块矸石基本保持原来的块 度，然后通过筛子把破碎的煤和未破碎的矸石分开，被通过运输系统提升上井，而矸石在井 下按一定级配破碎为粗细不等的颗粒和微粉，并充分混合，构成一种可泵塑性流动稠料，经 管道被泵入采空区进行充填。如果在破碎矸石冲参入一定比例水泥或粉煤灰可增加充填物 凝固后的强度，可用于充填采矿法，进行三下采煤，提高煤炭回收率。
发明内容
本发明的目的是要克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单、操作方便、低 成本、直接在井下实现煤矸分离作业的井下矸石泵送分离充填系统和方法。本发明的井下矸石分选充填系统，包括皮带输送机、齿辊式破碎机、强力震动分级 筛、选择破碎式煤矸分离机、螺旋分级筛、对辊式破碎机、连续式强力搅拌机、底槽带输送 机、输送泵，所述的皮带输送机为多级皮带输送机，所述的齿辊式破碎机、强力震动分级筛、 选择破碎式煤矸分离机、螺旋分级筛、对辊式破碎机、连续式强力搅拌机分别依次设在多级 皮带输送机连接处，螺旋分级筛的下方设有输送带反向经选择破碎式煤矸分离机和强力震 动分级筛下方的底槽带输送机，连续式强力搅拌机下连接与输料管相连的输送泵；所述的 多级皮带输送机为5级。本发明的井下矸石分选充填方法井下开采出来的煤矸混合料经多级皮带输送机 输送，先通过齿辊式破碎机和选择破碎式煤矸分离机进行一级破碎和选择性破碎，并通过 强力震动分级筛和螺旋分级筛进行两级筛分；筛分出的煤经底槽输送机输送至煤仓；筛分 出的矸石再通过对辊式破碎机进行二级细致破碎；将二级破碎后的细致级矸石送往连续式 强力搅拌机中加入水进行搅拌，最后通过输送泵将矸石稠料泵出，经输送管路送到待充填 的采空区。有益效果采用纵向布置适应井下巷道，不需要增加其他辅助掘进巷道，在井下对采下的煤矸混合料进行选择性破碎，利用煤矸的硬度差异，相同的冲击力使硬度较低的大 块煤碎成小块，而大块矸石基本保持原来的块度，然后通过筛子把破碎的煤和未破碎的矸 石分开，破碎的煤被通过运输系统提升上井；而矸石在井下按一定级配破碎为粗细不等的 颗粒和微粉，并与水充分搅拌混合，构成一种可泵塑性流动稠料，经管道被泵入采空区进行 充填。该系统可以实现在建筑物下、水体下、铁路下等复杂条件下的采集作业，提高煤炭的 回收率，同时减少了矸石出井、煤矸井上分离等费用，同时减少矸石地面占地面积及矸石地 面堆放所引发的自燃、酸雨等地质灾害。直接在井下进行矸石充填不仅减少井下矸石运输 提升量，缓解矿井辅助运输压力，而且能减少地面矸石占地，保护自然环境，社会效益前景 良好。该系统紧凑、方法操作简单，便于维护，煤矸分离填充效果好，运行成本低，具有广泛 的实用性。
附图是本发明的井下矸石分离充填系统示意图。图中1_齿辊式破碎机，2-第一级皮带输送机，3-强力震动分级筛，4-第二级皮带 输送机，5-选择破碎式煤矸分离机，6-第三级皮带输送机，7-螺旋分级筛，8-底槽输送机， 9-第四级皮带输送机，10-对辊式破碎机，11-第五级皮带输送机，12-连续式强力搅拌机， 13-输送泵。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述附图所示，井下矸石分离充填系统主要由多级皮带输送机、分别设在多级皮带输 送机连接处的齿辊式破碎机1、强力震动分级筛3、选择破碎式煤矸分离机5、螺旋分级筛7、 对辊式破碎机10、连续式强力搅拌机12组成；多级皮带输送机分为第一级皮带输送机2、第 二级皮带输送机4、第三级皮带输送机6、第四级皮带输送机9、第五级皮带输送机11 ；齿辊 式破碎机1设在第一级皮带输送机2的尾部，强力震动分级筛3的入料口接在第一级皮带 输送机2的前部，第二级皮带输送机4的尾部接在强力震动分级筛3的出料口下方，选择破 碎式煤矸分离机5的入料口接在第二级皮带输送机4的前部，第三级皮带输送机6的尾部 接在选择破碎式煤矸分离机5的出料口下方，螺旋分级筛7的入料口接在第三级皮带输送 机6的前部，第四级皮带输送机9的尾部接在螺旋分级筛7的出料口下方，螺旋分级筛7的 出料口下方还连接有输送带反向经选择破碎式煤矸分离机5和强力震动分级筛3下方的底 槽带输送机8，底槽输送机8采用底槽刮板输送机或底槽皮带输送机；对辊式破碎机10的 入料口接在第四级皮带输送机9的前部，第五级皮带输送机11的尾部接在对辊式破碎机10 的出料口下方，连续式强力搅拌机12接在第五级皮带输送机11的前部，连续式强力搅拌机 12下连接与输料管相连的输送泵13。本发明的井下矸石分离充填方法首先用齿辊式破碎机1对井下大于80mm的煤 矸混合料进行一级破碎，之后经第一级皮带输送机2输送至强力震动分级筛3进行一次筛 分，筛分出大于40mm的煤矸混合料由第二级皮带输送机4输送至选择破碎式煤矸分离机5 进行选择性破碎，之后经第三级皮带输送机6输送至螺旋分级筛7进行第二次筛分，第二次 筛分出大于40mm的矸石由第四级皮带输送机9输送至对辊式破碎机10进行第二级细致破
4碎，将全部的矸石破碎至30mm以下后由第五级皮带输送机11输送至连续式强力搅拌机12 中，加水进行搅拌，搅拌成流动稠料后由输送泵13泵入输送管，通过输送管将流动稠料矸 石送到带填充采空区；对强力震动分级筛3和螺旋分级筛7所筛分下来的小于40mm的煤块 通过设在底部的底槽刮板输送机或底槽皮带输送机输送至井底煤仓，再通过提升设备提升 至井口。
权利要求
一种井下矸石分选充填系统，包括皮带输送机、齿辊式破碎机(1)、强力震动分级筛(3)、选择破碎式煤矸分离机(5)、螺旋分级筛(7)、对辊式破碎机(10)、连续式强力搅拌机(12)、底槽输送机(8)、输送泵(13)，其特征在于所述的皮带输送机为多级皮带输送机，所述的齿辊式破碎机(1)、强力震动分级筛(3)、选择破碎式煤矸分离机(5)、螺旋分级筛(7)、对辊式破碎机(10)、连续式强力搅拌机(12)分别依次设在多级皮带输送机连接处，螺旋分级筛(7)的下方设有输送带反向经选择破碎式煤矸分离机(5)和强力震动分级筛(3)下方的底槽带输送机(8)，连续式强力搅拌机(12)下连接与输料管相连的输送泵(13)。
2.根据权利要求1所述的井下矸石分选充填系统，其特征在于所述的多级皮带输送 机为5级。
3.根据权利要求1所述的井下矸石分选充填系统，其特征在于所述的底槽输送机(8) 为底槽刮板输送机或底槽皮带输送机。
4.一种井下矸石分选充填方法，其特征在于井下开采出来的煤矸混合料经多级皮带 输送机输送，先通过齿辊式破碎机(1)和选择破碎式煤矸分离机(5)进行一级破碎和选择 性破碎，并通过强力震动分级筛(3)和螺旋分级筛(7)进行两级筛分；筛分出的煤经底槽 输送机(8)输送至煤仓；矸筛分出的矸石通过对辊式破碎机(10)进行二级细致破碎；将二 级破碎后的细致级矸石送往连续式强力搅拌机(12)中加入水进行搅拌，最后通过输送泵(13)将搅拌成流动稠料的矸石泵出，经输送管路送到待充填的采空区。
全文摘要
一种井下矸石分选充填系统及方法，系统包括多级皮带输送机、齿辊式破碎机、强力震动分级筛、选择破碎式煤矸分离机、螺旋分级筛、对辊式破碎机、连续式强力搅拌机、底槽带输送机、输送泵，通过齿辊式破碎机和选择破碎式煤矸分离机进行一级破碎和选择性破碎，并通过强力震动分级筛和螺旋分级筛进行两级筛分；筛分出的煤经底槽输送机输送至煤仓；筛分出的矸石进行细碎后送入连续式强力搅拌机中和水搅拌成稠料，通过输送泵输送到待填充的井下采空区，该系统可以实现在建筑物下、水体下、铁路下等复杂条件下的采集作业，提高煤炭的回收率，同时减少了矸石出井、煤矸井上分离等费用，减少矸石占地面积及矸石地面堆放所引发的自燃、酸雨等地质灾害。
文档编号E21F15/06GK101967993SQ201010506018
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者弓强, 李建平, 杜长龙, 程舒燕, 鲍建伟 申请人:江苏中机矿山设备有限公司;中国矿业大学