固体膏体结合充填系统及充填方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及采煤充填设备领域，特别是一种固体膏体结合充填系统。
【背景技术】
[0002]我国人均煤炭资源拥有量较少，“三下”压煤量较大，矿井正常生产接续受到影响；常规垮落法煤炭开采方式引发地表沉陷和地下水及含水层破坏，造成地表建筑物损毁；大量矸石直接外排堆存，占压土地、污染环境。这些问题亟待通过充填开采技术创新予以解决。
[0003]目前，随着煤炭行业利润下滑，降低生产成本是大势所趋，使用煤矸石作为充填材料是降低成本最佳途径。但是，在所有实施煤矿充填开采企业都使用单一的充填方法，如固体矸石充填开采法、栗送矸石充填开采法、似膏体矸石充填开采法等，这些充填方法各有利弊，在实施过程中不能很好地解决存在的实际存在弊端，随着充填开采技术的不断发展和国家对充填开采效果的要求不断提高，单一的煤矿充填开采方法越来越无法满足充填开采的需求。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种能够解决单一充填方法的不足的固体膏体结合充填系统及充填方法。
[0005]—种固体膏体结合充填系统，包括:
[0006]用于存储矸石且具有高度差的矸石仓；
[0007]对矸石进行运输和初级破碎的仓顶联络巷，所述仓顶联络巷设置于所述矸石仓上端，且沿远离所述矸石仓的方向依次设置双齿辊破碎机、梭式溜子和翻车机；
[0008]对所述矸石仓内的矸石进行运输及二级破碎的集中轨道巷，所述集中轨道巷设置于所述矸石仓下端，且内部设置有用于二次破碎的双转子反击式破碎机以及用于输送矸石的称重式双向甲带和集中轨道巷皮带，所述称重式双向甲带的入口与所述矸石仓下端连通，出口所述集中轨道巷皮带连通，所述称重式双向甲带中间通过转载机与所述双转子反击式破碎机的入口连通；
[0009]充填站，设置于所述集中轨道巷内，且与所述所述称重式双向甲带连通；
[0010]用于控制所述似膏体充填料运输方向的管路切换装置，所述管路切换装置设置于所述充填站出料口处；
[0011]待充填工作面，包括两条用于连通所述集中轨道巷和所述待充填工作面的顺槽，所述顺槽设置于所述工作面两侧，且所述顺槽内设置有与所述待充填工作面中部连通的运矸皮带和与所述待充填工作面两端分别连通的两条膏体管路，所述集中轨道巷皮带与所述运矸皮带连通，所述管路切换装置与所有所述膏体管路连通；
[0012]所述集中轨道巷皮带出口与所述充填站入口连通。
[0013]所述充填站包括:
[0014]用于向所述矸石粉中添加水泥和粉煤灰的螺旋给料机；
[0015]将混合后的矸石粉、水泥和粉煤灰加水搅拌成似膏体充填料的搅拌机；
[0016]用于将所述似膏体充填料向所述管路切换装置输送的充填栗；
[0017]所述破碎机、所述螺旋给料机和所述搅拌机通过运矸皮带依次连通，所述搅拌机和所述充填栗通过管道连通。
[0018]所述管路切换装置包括壳体，所述壳体内部设置有换向软管、用于卡持所述换向软管的卡持装置和用于转动所述卡持装置、一端固定于所述壳体侧面上的旋转轴，所述壳体表面设置有一个入口和至少两个出口，所述换向软管一端固定连接于所述入口，另一端通过所述卡持装置与所有所述出口配合设置，用于将由所述入口进入的似膏体充填料送至所有所述出口，两条所述膏体管路与所述管路切换装置的两个出口连通。
[0019]所述壳体相对的两个侧面分别设置有入口和所有出口，所有所述出口沿以所述旋转轴为中心的圆设置，所述卡持装置设置于所述旋转轴处于所述壳体内部的端部。
[0020]所述翻车机内设用于除去外形尺寸大于500mmX500mm的矸石、长锚杆、道木的算子，所述梭式溜子与所述双齿辊破碎机连接处设置有用于除去铁质杂质的除铁器。
[0021]—种利用上述的固体膏体结合充填系统的充填方法，包括:
[0022]第一步、将矸石由矿车运送至所述仓顶联络巷内，由所述翻车机翻至所述梭式溜子上，并转载至所述双齿辊破碎机内进行初级破碎；
[0023]第二步、经初级破碎的矸石送入所述矸石仓内进行存储；
[0024]第三步、进行固体充填，将所述矸石仓内的矸石通过所述称重式双向甲带给料器定量给料至集中轨道巷皮带送至所述待充填工作面中下部，并向所述待充填工作面下端依次充填并夯实；
[0025]第四步、进行膏体充填，将所述矸石仓内的矸石通过所述称重式双向甲带给料器定量给料至双转子反击式破碎机内进行二次破碎，在所述充填站内通过所述搅拌机和所述螺旋给料机使破碎后的矸石形成膏体矸石，并将所述膏体矸石通过上述充填栗送至所述管路切换装置，经所述管路切换装置将膏体矸石送入所有所述膏体管路中对所述待充填工作面两端进行充填；
[0026]第五步、进行膏体充填时，每充填一段，使用编织土工布、挡浆钢板、竹笆、单体支柱封堵膏体矸石，并对所述膏体管路进行回收。
[0027]经过初级破碎后的所述矸石的尺寸不大于80mmX80mm。
[0028]经过二次破碎后的所述矸石的尺寸不大于25mm X 25mm。
[0029]进行固体充填时，所述待充填工作面上端剩余长度为2到4m，下端剩余长度为5至
8m ο
[0030]本发明提供的固体膏体结合充填系统及充填方法，对待充填工作面进行分段充填，对容易充填的中段采用固体充填，能够实现工作面采空区快速密实充填，对不容易充填的两端采用膏体充填，克服了固体充填对两端充填的不足，而且采空区充填的更密实，进一步减少地表沉降量；同时解决了固体矸石充填无法进行沿空留巷及实现Y型通风的难题。
[0031]说曰月书附图
[0032]图1是本发明提供的固体膏体结合充填系统及充填方法的运料储料装置的结构示意图；
[0033]图2是本发明提供的固体膏体结合充填系统及充填方法的充填系统的局部示意图；
[0034]图3是本发明提供的固体膏体结合充填系统及充填方法的充填站的结构示意图；
[0035]图4是本发明提供的固体膏体结合充填系统及充填方法的管路切换装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0036]下面通过具体的实施例并结合附图来详细说明本发明。
[0037]如图1所示的固体膏体结合充填系统，包括:用于存储矸石且具有高度差的矸石仓I ;
[0038]对矸石进行运输和初级破碎的仓顶联络巷2，所述仓顶联络巷2设置于所述矸石仓I上端，且沿远离所述矸石仓I的方向依次设置双齿辊破碎机21、梭式溜子22和翻车机23 ；
[0039]对所述矸石仓I内的矸石进行运输及二级破碎的集中轨道巷3，所述集中轨道巷3设置于所述矸石仓I下端，且内部设置有用于二次破碎的双转子反击式破碎机31以及用于输送矸石的称重式双向甲带32和集中轨道巷皮带33，所述称重式双向甲带32的入口 511与所述矸石仓I下端连通，出口 512所述集中轨道巷皮带33连通，所述称重式双向甲带32中间通过转载机与所述双转子反击式破碎机31的入口 511连通；
[0040]充填站4，设置于所述集中轨道巷3内，且与所述称重式双向甲带32连通；
[0041]用于控制所述似膏体充填料运输方向的管路切换装置5，所述管路切换装置5设置于所述充填站4出料口处；
[0042]待充填工作面6，包括两条用于连通所述集中轨道巷3和所述待充填工作面6的顺槽61，所述顺槽61设置于所述工作面两侧，且所述顺槽61内设置有与所述待充填工作面6中部连通的运矸皮带611和与所述待充填工作面6两端分别连通的两条膏体管路612，所述集中轨道巷皮带33与所述运矸皮带611连通，所述管路切换装置5与所有所述膏体管路612连通；
[0043]所述集中轨道巷皮带33出口 512与所述充填站4入口 511连通。
[0044]所述充填站4包括:
[0045]用于向所述矸石粉中添加水泥和粉煤灰的螺旋给料机41;
[0046]将混合后的矸石粉、水泥和粉煤灰加水搅拌成似膏体充填料的搅拌机42 ;
[0047]用于将所述似膏体充填料向所述管路切换装置5输送的充填栗43;
[0048]所述螺旋给料机41和所述搅拌机42通过运矸皮带611连通，所述搅拌机42和所述充填栗43通过管道连通。
[0049]每I吨矸石粉添加重量比为3 % -6 %的粉煤灰和6 % -9 %的水泥进行混合。
[0050]所述管路切换装置5包括壳体51，所述壳体51内部设置有换向软管52、用于卡持所述换向软管52的卡持装置53和用于转动所述卡持装置53、一端固定于所述壳体51侧面上的旋转轴54，所述壳体51表面设置有一个入口 511和至少两个出口 512，所述换向软管52 一端固定连接于所述入口 511，