專利名稱：一種煤礦固體充填材料投料系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于礦山采空區(qū)充填技術領域，涉及一種煤礦固體充填材料投料系統(tǒng)，具體涉及一種煤礦固體(散料)充填材料垂直投料系統(tǒng)。
背景技術：
礦山采空區(qū)是采礦后留下的地下空區(qū)，如果不進行充填，會造成地面塌陷，帶來危險。煤礦井下充填采空區(qū)可以減少地面下沉，消除不安全因素。充填開采就是在井下或地面充填材料將采空區(qū)充填起來，達到控制地表沉陷，提高煤炭資源的開采率。當前煤礦采空區(qū)充填的主要材料是矸石，另外還有煤粉灰和鋼渣(冶金渣)。充填法采煤技術中，固體充填(矸石和粉煤灰散料)是普遍采用的方法，充填技術主要包括充填設備的選擇、充填材料選擇與制備和充填投料、輸送系統(tǒng)等。固體材料投料輸送系統(tǒng)一般采用投料孔投送到井下，然后使用煤礦帶式輸送機或刮板運輸機等運輸設備運到充填點充填。其中投料系統(tǒng)是實現(xiàn)固體(散料)充填材料安全、高效地輸送到井下進行充填的關鍵。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種煤礦固體充填材料投料系統(tǒng)，以擴大煤礦采空區(qū)的的投送充填能力，提高充填效果和投送充填的安全性。本發(fā)明煤礦固體充填材料投料系統(tǒng)，包括充填控制室、矸石料倉、煤灰料倉、投料管、井下料倉和井下輸送系統(tǒng)。投料管設有矸石入口和粉煤灰入口，矸石料倉與矸石入口連接，煤灰料倉與粉煤灰入口連接。投料管通過井下密閉室與井下料倉連接，井下料倉與井下輸送系統(tǒng)連接。井下密閉室設有抗沖擊緩沖裝置，抗沖擊緩沖裝置位于井下密閉室的底部。井下輸送系統(tǒng)包括輸送機和輸送巷道，輸送巷道連接到充填點。投料管為垂直狀態(tài)，垂直度為±1%。投料管由護孔壁鋼管和雙層耐磨管構成。井下料倉的下部為向一側傾斜的底部縮口結構，底部縮口部分形成的角度α為70。 80°，底部縮口壁上套有陶瓷耐磨管。井下料倉的上口安裝外泄式導風軟管?？箾_擊緩沖裝置為傘形結構，包括緩沖蓋、4 12個彈簧、鋼梁、底座、支撐板和定位器。鋼梁支承支撐板，彈簧固定在支撐板上，彈簧上部與緩沖蓋連接。定位器安裝在緩沖蓋下部的中心。輸送機為膠帶輸送機或刮板輸送機。井下料倉裝有滿倉報警裝置和料倉清理裝置，滿倉報警裝置的監(jiān)控探頭位于井下料倉入口以下9 Ilm處。料倉清理裝置為壓風快速起閉破拱設備。投料管的直徑為通過管道最大物料粒徑的4 5倍，優(yōu)選投料管直徑為450 600mm。護孔壁鋼管的直徑為600 800mm，壁厚為10 14mm。煤礦固體充填材料投料系統(tǒng)為封閉空間，投料管下口通過抗沖擊緩沖裝置與井下料倉緊密連接。封閉的投料系統(tǒng)，投料時下部形成氣墊，起到阻尼作用，有利于充填物料的充分混合，減少充填物料對系統(tǒng)管壁的沖擊和損傷。投料管為垂向大口徑管路，充填材料向井下輸送時，充填材料在投料管的流動狀態(tài)為稀疏氣固兩相流，中間下落流動相的密度大，速度快，周圍密度小，下落相對速度慢，有利于物料的流動和流動中混合，避免堵塞，同時減少和避免充填物料沖刷摩擦管壁。煤礦固體充填材料投料系統(tǒng)用于散料充填材料的輸送和充填。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明煤礦充填固體材料投料系統(tǒng)具有的優(yōu)點是①采用大口徑的垂直投料管輸送，投料管由護孔壁鋼管和雙層耐磨管構成，擴大了充填材料的投送能力，提高了充填效果和充填的安全性。垂向大口徑管路的投料管，有利于充填材料向井下輸送，避免堵塞和損傷管壁。②井下料倉的底部縮口壁套有陶瓷耐磨管，陶瓷耐磨管套具有良好潤滑性、耐沖擊性、耐磨損性和防吸水性，改善了料倉表面的光滑度，防止粘倉發(fā)生。③傘形抗沖擊緩沖裝置可緩解充填材料下落沖擊力，降低充填材料的壓實度，防止堵倉。④井下料倉的下部縮口角度大于70°，可以防止矸石倉內壁形成的矸石滯留和堵倉的發(fā)生。⑤井下料倉安裝堵倉報警系統(tǒng)，一旦發(fā)生堵倉立即報警，避免堵倉進一步惡化。⑥在井下料倉的上口安設外泄式導風軟管，可及時地把井下料倉中的空氣排到儲料倉外部，防止倉內空氣被壓縮形成自然拱而堵倉。


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圖I為本發(fā)明煤礦固體充填材料投料系統(tǒng)的流程框 圖2為煤礦固體充填材料投料系統(tǒng)的流程示意 圖3為抗沖擊緩沖裝置的結構示意圖。其中
I一充填控制室、2—粉煤灰入口、3—砰石入口、4一砰石料倉、5—投料管、6—抗沖擊緩沖裝置、7—井下料倉、8—輸送機、9 一輸送巷道、10 一井下密閉室、11 一緩沖蓋、12 一彈簧、13—鋼梁、14 一底座、15—支撐板、16 一滿倉報警裝置、17—料倉清理裝置、18—充填點、19一煤灰料倉、20—定位器、21—底部縮口。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。本發(fā)明煤礦固體充填材料投料系統(tǒng)如圖I、圖2所示，包括充填控制室I、矸石料倉4、煤灰料倉19、投料管5、井下密閉室10、抗沖擊緩沖裝置6、井下料倉7和井下輸送系統(tǒng)。投料管設有矸石入口 3和粉煤灰入口 2。矸石料倉與矸石入口連接，煤灰料倉與粉煤灰入口連接?？箾_擊緩沖裝置位于井下密閉室的底部，投料管5通過井下密閉室10與井下料倉連接，井下料倉與井下輸送系統(tǒng)連接。抗沖擊緩沖裝置6以減緩充填材料投到井下料倉的沖擊力，解決沖擊力過大而造成設備損壞問題。如圖3所示，抗沖擊緩沖裝置為傘形結構，包括緩沖蓋11、4個彈簧12、鋼梁13、底座14、支撐板15和定位器20。鋼梁支承支撐板，彈簧固定在支撐板上，彈簧上部與緩沖蓋連接，定位器20安裝在緩沖蓋的下部的中心。井下輸送系統(tǒng)包括輸送機8和輸送巷道9,輸送機為膠帶輸送機,膠帶輸送機通過輸送巷道連接到充填點18。投料管5為垂直狀態(tài)，垂直度為±1%。投料管由護孔壁鋼管和雙層耐磨管構成，投料管直徑(內徑)為500mm,護孔壁鋼管的直徑為700mm,壁厚為12mm。井下料倉7的下部為向一側傾斜的底部縮口 21結構，底部縮口部分形成的角度α為75°，底部縮口壁上套有陶瓷耐磨管。井下料倉的上口安裝外泄式導風軟管，用于排出井下料倉中的空氣，防止倉內空氣壓縮形成自然拱而堵塞料倉。井下料倉7裝有滿倉報警裝置16和料倉清理裝置17。滿倉報警裝置的監(jiān)控探頭位于井下料倉入口以下IOm處。料倉清理裝置為壓風快速起閉破拱裝置。煤礦固體充填材料投料系統(tǒng)的充填過程為矸石和粉煤灰自動化控制按比例分別從矸石料倉4和煤灰料倉19經過管路送至投料管5的矸石入口 3和粉煤灰入口 2。矸石和粉煤灰在投料管5中混合，經井下密閉室10、抗沖擊緩沖裝置6送至井下料倉7。混合充填 料從井下料倉下口放出，由輸送機8運至充填點18充填。充填材料在大口徑投料管的流動狀態(tài)為稀疏氣固兩相流，控制流動的充填材料占投料管截面積1/4以下。
權利要求
1.一種煤礦固體充填材料投料系統(tǒng)，包括充填控制室(I)、矸石料倉(4)、煤灰料倉(19)、投料管(5)、井下密閉室(10)、抗沖擊緩沖裝置(6)、井下料倉(7)和井下輸送系統(tǒng)，所述投料管設有矸石入口(3)和粉煤灰入口(2)，矸石料倉與矸石入口連接，粉煤灰料倉與粉煤灰入口連接；所述投料管通過井下密閉室與井下料倉連接，井下料倉與井下輸送系統(tǒng)連接；其特征是所述井下密閉室設有抗沖擊緩沖裝置(6)，所述抗沖擊緩沖裝置位于井下密閉室的底部；所述井下輸送系統(tǒng)包括輸送機(8)和輸送巷道(9)，輸送巷道連接到充填點；所述投料管(5)為垂直狀態(tài)，垂直度為±1% ;投料管由護孔壁鋼管和雙層耐磨管構成；所述井下料倉的下部為向一側傾斜的底部縮口(21)結構，底部縮口部分形成的角度α為70° 80°，底部縮口壁上套有陶瓷耐磨管；所述井下料倉的上口安裝外泄式導風軟管。
2.根據(jù)權利要求I所述的煤礦固體充填材料投料系統(tǒng)，其特征是所述抗沖擊緩沖裝置為傘形結構，包括緩沖蓋(11)、4 12個彈簧(12)、鋼梁(13)、底座(14)、支撐板(15)和定位器(20)，所述鋼梁支承支撐板，所述彈簧固定在支撐板上，彈簧上部與緩沖蓋連接，定位器(20)安裝在緩沖蓋下部的中心。
3.根據(jù)權利要求I所述的煤礦固體充填材料投料系統(tǒng)，其特征是所述輸送機(8)為膠帶輸送機或刮板輸送機。
4.根據(jù)權利要求I所述的煤礦固體充填材料投料系統(tǒng)，其特征是所述井下料倉(7)裝有滿倉報警裝置(16)和料倉清理裝置(17)，所述滿倉報警裝置的監(jiān)控探頭位于井下料倉入口以下9 Ilm處；所述料倉清理裝置為壓風快速起閉破拱設備。
5.根據(jù)權利要求I所述的煤礦固體充填材料投料系統(tǒng)，其特征是所述投料管(5)的直徑為通過管道最大物料粒徑的4 5倍。
6.根據(jù)權利要求I或5所述的煤礦固體充填材料投料系統(tǒng)，其特征是所述投料管直徑為450 600mm ;所述護孔壁鋼管的直徑為600 800mm,壁厚為10 14mm。
7.根據(jù)權利要求I所述的煤礦固體充填材料投料系統(tǒng)，其特征是所述煤礦固體充填材料投料系統(tǒng)為封閉空間，投料管下口通過抗沖擊緩沖裝置與井下料倉緊密連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煤礦固體充填材料投料系統(tǒng)，包括充填控制室、矸石料倉、煤灰料倉、投料管、井下密閉室、抗沖擊緩沖裝置、井下料倉和井下輸送系統(tǒng)?？箾_擊緩沖裝置位于井下密閉室的底部，投料管通過井下密閉室與井下料倉連接，井下料倉與井下輸送系統(tǒng)連接。井下輸送系統(tǒng)包括輸送巷道和輸送機，輸送機連接到充填點。投料管由護孔壁鋼管和雙層耐磨管構成，井下料倉的底部縮口壁上套有陶瓷耐磨管。井下料倉的上口安裝外泄式導風軟管。本發(fā)明采用大口徑垂直投料管輸送，擴大了充填材料的投送能力，提高了充填效果和安全性。傘形抗沖擊緩沖裝置可緩解充填料下落沖擊力，降低倉中充填物料的壓實度，防止堵倉。
文檔編號E21F15/00GK102889097SQ201210351329
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月20日 優(yōu)先權日2012年9月20日
發(fā)明者劉建功, 趙慶彪 申請人:河北煤炭科學研究院