专利名称：一种薄煤层破碎顶板拖管式充填系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种煤矿充填用系统，尤其涉及一种适用于薄煤层破碎顶板的拖管式充填系统。
技术背景薄煤层煤田在我国的煤矿中非常常见，如黄河北薄煤田就属于典型的薄基岩、厚表土层煤层。其薄煤层主要指七、十层煤，基岩厚度一般为30 40米，表土层厚度一般为200m左右，煤层厚度仅为I. 2m左右，倾角小，瓦斯高，涌水量大，顶板异常破碎，地表为黄河北冲积平原，井田内地势平坦，潜水位在地表以下I. 5米左右，开采后地表下沉系数达O. 82，地面建筑物比较密集，井下开采对地表及建筑物影响较大，吨煤利润仅为50元/吨。目前应用的几种充填方式，如膏体充填、高效架后落矸充填、高水充填等，由于充填成本相对较高，膏体充填成本在120元/吨、高效架后落矸充填成本在100元/吨,高水充填成本160元/吨,矿方不能接受。
实用新型内容本实用新型针对薄煤层特殊的地质条件，直接顶随采随冒且异常破碎，老顶来压步距在12 14m左右，即老顶(基本顶)有一定运动的时间和空间，设计一种利用煤层开采后破碎的直接顶作为堵漏墙的“拖管”式充填工艺系统。该系统可以把掘进产生的矸石经过破碎后和一定量的粉煤灰、水泥形成充填料，利用间歇式混凝土泵和管道充填到采空区，达到控制岩层沉陷的目的。其技术解决方案是一种薄煤层破碎顶板拖管式充填系统，包括布置在工作面顺槽中充填主管、高位充填钢管、高压胶管和多根充填管，所述充填主管上设置有变径三通，所述高压胶管通过所述变径三通连接到所述充填主管上；所述充填管并联连接在所述高压胶管上，且所述充填管固定连接在采空区和煤层之间的工作面液压支架上，随液压支架的移动而移动，所述充填管的充填口伸入到采空区中；所述高位充填钢管的一端连接在所述充填主管上，另一端穿过巷帮充填墙伸入到采空区中，所述高位充填钢管的充填口的高度高于所述充填管充填口的高度。优选所述充填管的数量与工作面液压支架的数量相同，每架液压支架上设置一根充填管。优选每根充填管均设置有阀门和流量、压力传感器。优选所述充填主管上设置有阀门和流量、压力传感器。优选所述高位充填钢管的充填口贴近采空区底板设置。优选所述高位充填钢管的直径大于充填管的直径。本实用新型的有益效果是在不需要改造支架和构造堵漏墙的情况下，直接向采空区充填，减少了上覆岩层的运动，达到了控制地表沉陷的目的；充填管随工作面的推进直接跟随支架向前移动，提高了充填效率；通过高位注浆管，直接充填采空区顶板冒落带，使冒落带与破碎的上覆岩层通过注浆粘接在一起，减小了上覆岩层对巷帮充填墙的压力，保护了巷帮充填墙。
附图I为本实用新型所述薄煤层拖管式充填系统的结构示意图。
具体实施方式
参见附图1，一种薄煤层破碎顶板拖管式充填系统，包括布置在工作面顺槽中充填主管I、闻位充填钢管4、闻压胶管3和多根充填管6,充填主管I和闻位充填钢管4可以选用普通钢管，直径根据井下充填需要自由选取，高压胶管3的耐压性能要能满足充填压力的需要，充填管选用井下普通的充填花管即可，充填主管上的中部设置变径三通2，高压胶管3通过变径三通2连接到充填主管I上，多根充填管6并联连接在高压胶管3上，同时充填管固定连接在采空区和煤层之间的工作面液压支架上，随液压支架的移动而移动，形成“拖管式”充填系统，充填管6的充填口(花管端)伸入到采空区中，优选充填管的数量与 工作面液压支架的数量相同，即每架液压支架上设置一根充填管6 ;高位充填钢管4的一端连接在所述充填主管I上，另一端，也就是充填口端穿过巷帮充填墙5伸入到采空区7中，高位充填钢管4的充填口的高度要高于充填管6充填口的高度，优选其紧贴采空区顶板设置，也就是说尽可能的靠近采空区顶板，为保证顶板的充填效果，可以设置高位充填钢管的直径大于充填管的直径。为检测充填量和充填速度，可以在每根充填管和充填主管上设置流量、压力传感器，通过控制系统，如计算机、PLC等设备监控充填状况，同时还可以在每根充填管和充填主管上设置阀门，当需要停止某处的充填时，关闭相关位置的充填管上的阀门即可，当需要停止整个充填时，则关闭充填主管上的阀门。在充填过程中，随着采煤工作面8的推移，开启各路阀门，充填管对采空区进行充填，同时高位充填钢管直接充填采空区顶板冒落带，使冒落带与破碎的上覆岩层通过注浆粘接在一起，减小了上覆岩层对巷帮充填墙的压力，保护了巷帮充填墙；当工作面前移时，液压支架随采煤工作面的移动而向前移动，液压支架上的充填管也随之向前移动，这时，可以人工移动高位充填钢管，将其调节到合适位置，开始下一阶段的充填过程。以上所述，仅为本实用新型专利较佳的具体实施方式
，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型专利的保护范围之内。
权利要求1.一种薄煤层破碎顶板拖管式充填系统，包括布置在工作面顺槽中充填主管、高压胶管和多根充填管，其特征在于还包括高位充填钢管； 所述充填主管上设置有变径三通，所述高压胶管通过所述变径三通连接到所述充填主管上； 所述充填管并联连接在所述高压胶管上，且所述充填管固定连接在采空区和煤层之间的工作面液压支架上，随液压支架的移动而移动，所述充填管的充填口伸入到采空区中； 所述高位充填钢管的一端连接在所述充填主管上，另一端穿过巷帮充填墙伸入到采空区中，所述高位充填钢管的充填口的高度高于所述充填管充填口的高度。
2.如权利要求I所述的一种薄煤层破碎顶板拖管式充填系统，其特征在于每架液压支架上设置一根充填管。
3.如权利要求2所述的一种薄煤层破碎顶板拖管式充填系统，其特征在于每根充填管均设置有阀门和流量、压力传感器。
4.如权利要求3所述的一种薄煤层破碎顶板拖管式充填系统，其特征在于所述充填主管上设置有阀门和流量、压力传感器。
5.如权利要求4所述的一种薄煤层破碎顶板拖管式充填系统，其特征在于所述高位充填钢管的充填口贴近采空区底板设置。
6.如权利要求5所述的一种薄煤层破碎顶板拖管式充填系统，其特征在于所述高位充填钢管的直径大于充填管的直径。
专利摘要一种薄煤层破碎顶板拖管式充填系统，包括布置在工作面顺槽中充填主管、高位充填钢管、高压胶管和多根充填管，所述充填主管上设置有变径三通，所述高压胶管通过所述变径三通连接到所述充填主管上；所述充填管并联连接在所述高压胶管上，且所述充填管固定连接在采空区和煤层之间的工作面液压支架上，随液压支架的移动而移动，所述充填管的充填口伸入到采空区中；所述高位充填钢管的一端连接在所述充填主管上，另一端穿过巷帮充填墙伸入到采空区中，所述高位充填钢管的充填口的高度高于所述充填管充填口的高度。
文档编号E21F15/00GK202467921SQ20112057098
公开日2012年10月3日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者刘进晓, 刘音, 卿熙宏, 孙文斌, 尹立明, 常西坤, 张新国, 江兴元, 江宁, 王华玲, 王胜清, 陈绍杰, 韩汝军 申请人:山东科技大学