[发明专利]井下夹矸煤层分采分运矸石回填的方法与成套设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于煤中夹矸的煤矿综采装置及综采方法。

背景技术

近年来，随着国民经济发展对煤炭需求的持续上升，许多煤矿在保证安全的前提下，矿井产量也得到了不断提高，导致矿井的开拓工程量大、产矸多，辅助运输出现了一定程度的紧张，大量的矸石进入煤中给煤的洗选带来了沉重的负担。

现有煤中夹矸很多煤矿都采取了采上层，丢下层的开采方法，对煤炭资源造成了巨大浪费。

亦有两层都开采的，但井下矸石传统的处理方式是由井下提至地表堆放，这对人类生态环境和条件带来很大的威胁与危害，主要表现在：侵占土地；污染环境；危害人类安全。此外，正在自燃的矸石山，如遇到雨水的渗入，受热后空气急剧膨胀，会引起爆炸，造成安全事故。

这个问题如得不到有效解决，除会造成采区工作面接续紧张外，矿井服务年限也将大大缩短。这不仅会给国家造成极大的资源浪费，还将给环保等社会问题。

可见，传统地面排矸方式产生的矸石山对环境的污染与破坏严重，而采用井下矸石直接处理的方法则可变害为利：消除地面矸石山、减少侵占农田、减少对大气和环境污染、消除因采煤引起的地表塌陷。同时，矸石井下的合理处理也可做为地下结构支撑体，即可减小安全煤柱节约煤炭资源，又可部分解决或降低地面沉降和塌陷问题。

发明内容

为了解决现有的煤中夹矸煤层的下层煤层浪费以及矸石污染的现象，本发明提供一种井下夹矸煤层分采分运矸石回填的方法与成套设备，其可分别采取上、下两层煤层和矸石层，提高了煤层的开采率，避免了浪费的现象，同时，可将上、下煤层输送到井上并将中间矸石输送到井下采空区，有效避免了对环境的污染。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种井下夹矸煤层分采分运矸石回填的方法，

开采上煤层，然后将上煤层通过上运系统输出到井上；

待上层煤层输送完毕后，转换上运系统上的换向装置；开采中间的矸石层，然后经过上运系统以及换向装置后再经回运系统将矸石运回到采空区；

待中间矸石层输送完毕后，转换上运系统上的换向装置；开采下煤层，然后将下煤层通过上运系统输出到井上。

进一步的，在运输皮带上设有换向装置：

 A、采上层煤：

打开运输皮带机上的换向装置，使得运输皮带机一直朝着运输皮带机方向进行输送；

采煤机割上层煤，将采取下的煤块经上运系统：前部刮板输送机、外运转载机、运输皮带，将煤运送到煤仓，经矿井主运输系统将煤运至井上；

   B、采夹矸：

采煤机将上层煤割装完毕，并且上运系统的运输皮带上从换向装置到工作面没有煤炭时，将运输皮带换向装置关闭，使得运输皮带在换向装置的作用下朝着回运系统方向输送：

采煤机割矸、落矸，将采取下的矸石经前部刮板输送机、外运转载机、运输皮带，经转向后到达远端转载机、回运皮带机、回运转载机、后部输送机运转，将矸石卸入采空区；

    C、采下层煤：

采煤机将中间夹矸割装完毕，并且上运系统的运输皮带机皮带上从换向装置到工作面没有矸石时，将运输皮带机换向装置重新打开，采煤机割装下层煤，将采取下的煤块经上运系统：前部刮板输送机、外运转载机、运输皮带，将煤运送到煤仓，经矿井主运输系统将煤运至井上。 

进一步的，外运转载机运输中设有破碎工序。

进一步的，远端转载机运输中设有破碎工序。

一种井下夹矸煤层分采分运矸石回填成套设备，包括承载采煤机开采落物的前部刮板输送机，前部刮板输送机的卸载端设有顺槽用外运转载机、运输皮带机，运输皮带机上设有实现煤上运和矸石回运方向切换的换向装置，对应运输皮带机换向装置矸石卸载处设有远端转载机，远端转载机的卸载端设有回运皮带机，回运皮带机的卸载端设有回运转载机、矸石回运转载机的卸载端设有悬挂在充填支架后部的矸石回填用后部输送机。

进一步的，所述的换向装置为换向门。

进一步的，所述的外运转载机的上设有一级破碎机。

进一步的，所述的远端转载机上设有二级破碎机。

进一步的，所述的前部刮板输送机、外运转载机、运输皮带、远端转载机、回运皮带机、后部输送机形成回形运输路线。

本发明的工作原理及有益效果表现在：

本发明通过设置两道通道，并通过设置门体实现两者输送方向的改变。

采煤输送通道：前部刮板输送机，前部刮板输送机的输出端依次设有外运转载机、运输皮带；