煤矿采选充留一体化开采系统技术方案

本发明专利技术提供了一种煤矿采选充留一体化开采系统，属于煤矿开采技术领域，包括开采装置、煤矸分选装置、矸石回填装置和储矸仓，开采装置用于开采原煤；煤矸分选装置与开采装置通过原煤输送带连接，且用于与设在提升竖井内的提升装置通过块煤输送带连接；矸石回填装置设在开采装置后方，且与煤矸分选装置通过矸石输送带连接，用于将矸石回填至采空区形成填充体；储矸仓用于储放矸石。本发明专利技术通过各装置的配合能够直接在矿下对煤矸进行分选并将选出的矸石进行回填，避免矸石提升至地面，减少对提升装置运力的占用，而且矸石可以在岩体变形之前迅速回填，避免产生地表塌陷，同时也能避免矸石占用土地，避免矸石山的安全隐患。

Integrated Mining System of Mining, Selection, Filling and Retention in Coal Mines

【技术实现步骤摘要】
煤矿采选充留一体化开采系统
本专利技术属于煤矿开采
，更具体地说，是涉及一种煤矿采选充留一体化开采系统。
技术介绍
煤炭是我国的主体能源。但在煤炭资源开发过程中，产生了诸多生态环境问题，如：煤炭开采引起土地塌陷，严重破坏地表生态；大量矸石、废水、废气外排，污染环境，占用土地等危害，严重影响了生态环境。近年来随着我国环保法律法规的健全，绿色矿山建设是我国新老煤炭企业发展的必然方向，绿色矿山既要求煤炭的开采必须科学有序，还要求矿区及周边环境保持在无污染、低损害的可控范围内。某煤矿是某公司的主力矿井之一，目前核定生产能力180万t/a。现阶段面临如下问题：①地面矸石山的危害，该煤矿采用矸石外运分选堆积的方式处理矸石，这种处理方式会大量占用提升竖井的运输能力，因此矸石山浪费了大量的土地资源，且排矸场地已近饱和，同时矸石山存在自燃、滑坡等安全隐患，淋溶水也会对矿区环境产生严重危害；②地表塌陷问题突出，由于该煤矿煤炭开采方式为全部垮落法，导致地表不同程度的下沉、塌陷、农田受损，塌陷面积约2300亩；③地下含水层遭到破坏，煤炭开采导致含水层扭曲、断裂，地下水系遭到破坏，容易发生透水事故。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种煤矿采选充留一体化开采系统，以解决现有技术中存在的煤矿开采产生容易造成地表塌陷以及矸石占用大量土地且容易引发危险的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种煤矿采选充留一体化开采系统，包括开采装置、煤矸分选装置、矸石回填装置和储矸仓，开采装置用于开采原煤，形成采空区；煤矸分选装置与开采装置通过原煤输送带连接，且用于与设在提升竖井内的提升装置通过块煤输送带连接；矸石回填装置设在开采装置后方，且与煤矸分选装置通过矸石输送带连接，用于将矸石回填至采空区形成填充体；储矸仓设在煤矸分选装置与矸石回填装置之间，用于储放矸石。进一步地，前述的煤矿采选充留一体化开采系统中，还包括沿充留巷装置，沿充留巷装置用于在填充体中形成形成巷道，包括用于支撑煤壁的液压支架和用于向填充体侧部注浆的注浆装置。进一步地，前述的煤矿采选充留一体化开采系统中，还包括原煤筛分装置，原煤筛分装置用于筛分块煤和煤屑，且进料端与开采装置连接，块煤出料端与煤矸分选装置连接，煤屑出料端与提升装置通过煤屑输送带连接。进一步地，前述的煤矿采选充留一体化开采系统中，储矸仓包括矸石槽、矸石粉碎机和耙装机，矸石槽一侧设有斜坡，用于储放矸石；矸石粉碎机设在矸石槽上部且与矸石输送带前段连接；耙装机设在矸石槽内且与矸石输送带后段连接。进一步地，前述的煤矿采选充留一体化开采系统中，煤矸分选装置包括原煤输送带、震动给煤机、矸石分选机、块煤输送带、矸石输送带、溜槽和滑道，原煤输送带用于输送原煤；矸石分选机包括设在原煤输送带下方的分选输送带、设在分选输送带上方的X射线探测器、设在分选输送带一侧用于向分选输送带喷气的喷气机构和分别与X射线探测器和喷气机构电连接的第一控制器；块煤输送带一端设在分选输送带输出端下方；矸石输送带设在分选输送带另一侧；震动给煤机设在原煤输送带与矸石分选机之间，用于接收原煤输送带输送的原煤并均匀地输送到矸石分选机上；溜槽上部设在震动给煤机下方，下部设在块煤输送带上方；滑道设在溜槽上方，与震动给煤机滑动连接；矸石输送带、块煤输送带与分选输送带互相平行设置，且块煤输送带与分选输送带运转方向相反。进一步地，前述的煤矿采选充留一体化开采系统中，分选输送带上设有隔板，隔板与分选输送带的前进方向具有夹角α；夹角α为45°～90°；矸石输送带靠近分选输送带的一侧设有第一挡板，第一挡板与分选输送带连接；矸石输送带远离分选输送带的一侧设有第二挡板，第二挡板上部高于分选输送带；第二挡板下部向内侧弯曲，且位于矸石输送带上部；煤矸分选装置还包括设在分选输送带输出端的一侧的除尘器；除尘器包括滤尘机构和进气端与滤尘机构连接的空气压缩机；喷气机构包括与空气压缩机出气段连接的喷气管和设在喷气管上且与第一控制器电连接的电控阀。进一步地，前述的煤矿采选充留一体化开采系统中，矸石回填装置包括矸石推压装置，矸石推压装置与矸石输送带连接，用于将矸石填充于采空区并进行推压形成填充体。进一步地，前述的煤矿采选充留一体化开采系统中，矸石推压装置包括支座、顶板、支撑油缸组、推压油缸、推压调节油缸、推压座、下料口、下料油缸和下料输送带，支座用于与工作面接触；顶板用于承托上部岩体；支撑油缸组设置在支座和顶板之间，用于支撑顶板；推压油缸一端与支座铰接；推压调节油缸一端与顶板铰接，另一端与推压油缸中部连接；推压座设在推压油缸另一端，用于推压矸石；下料口设在顶板下部且位于推压座上方，并与顶板滑动连接；下料油缸两端分别与下料口和顶板连接，用于驱动下料口在顶板上滑动；下料输送带设在顶板下部，且输出端与下料口连接，输入端与矸石输送带连接。进一步地，前述的煤矿采选充留一体化开采系统中，推压座包括与推压油缸铰接的第一推压面板以及两端分别与推压油缸和第一推压面板铰接的推压座调节油缸；推压座还包括与第一推压面板平行设置的第二推压面板、设在第一推压面板和第二推压面板之间的缓冲层以及设在第二推压面板上的震动器；缓冲层包括弹性块体和设在弹性块体内的弹簧。进一步地，前述的煤矿采选充留一体化开采系统中，矸石推压装置还包括行程传感器、压力传感器、角度传感器和第二控制器，行程传感器设在推压油缸上，用于检测推压油缸的伸长量；压力传感器设在推压油缸上，用于检测推压油缸的压力；角度传感器用于检测推压油缸与支座之间的夹角；第二控制器分别与震动器、行程传感器、压力传感器、角度传感器、支撑油缸组、推压油缸和推压调节油缸电连接。本专利技术提供的煤矿采选充留一体化开采系统的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术通过开采装置、煤矸分选装置、矸石回填装置和储矸仓的配合能够直接在矿下对煤矸进行分选并将选出的矸石进行回填，避免矸石提升至地面，减少对提升装置运力的占用，而且矸石可以在岩体变形之前迅速回填，避免产生地表塌陷，同时也能避免矸石占用土地，避免矸石山的安全隐患。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的煤矿采选充留一体化开采系统的工作流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的煤矿采选充留一体化开采系统布置的开采区和填充区的示意图；图3为本专利技术实施例提供的煤矿采选充留一体化开采系统的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的煤矿采选充留一体化开采系统的储矸仓的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的煤矿采选充留一体化开采系统的煤矸分选装置的俯视结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的煤矿采选充留一体化开采系统的煤矸分选装置的侧视结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的煤矿采选充留一体化开采系统的矸石推压装置的侧视结构示意图。其中，图中各附图标记：100-开采装置；200-煤矸分选装置；210-原煤输送带；220-震动给煤机；230-矸石分选机；231-分选输送带；232-X射线探测器；233-喷气机构；234-第一控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿采选充留一体化开采系统，其特征在于，包括：开采装置(100)，用于开采原煤，形成采空区；煤矸分选装置(200)，与所述开采装置(100)通过原煤输送带(210)连接，且用于与设在提升竖井(700)内的提升装置(400)通过块煤输送带(240)连接；矸石回填装置(300)，设在所述开采装置(100)后方，且与所述煤矸分选装置(200)通过矸石输送带(250)连接，用于将矸石回填至所述采空区形成填充体；以及储矸仓(600)，设在所述煤矸分选装置(200)与所述矸石回填装置(300)之间，用于储放矸石。

【技术特征摘要】
1.一种煤矿采选充留一体化开采系统，其特征在于，包括：开采装置(100)，用于开采原煤，形成采空区；煤矸分选装置(200)，与所述开采装置(100)通过原煤输送带(210)连接，且用于与设在提升竖井(700)内的提升装置(400)通过块煤输送带(240)连接；矸石回填装置(300)，设在所述开采装置(100)后方，且与所述煤矸分选装置(200)通过矸石输送带(250)连接，用于将矸石回填至所述采空区形成填充体；以及储矸仓(600)，设在所述煤矸分选装置(200)与所述矸石回填装置(300)之间，用于储放矸石。2.如权利要求1所述的煤矿采选充留一体化开采系统，其特征在于，还包括：沿充留巷装置，用于在所述填充体中形成形成巷道，包括用于支撑煤壁的液压支架和用于向所述填充体侧部注浆的注浆装置。3.如权利要求1所述的煤矿采选充留一体化开采系统，其特征在于，还包括：原煤筛分装置(500)，用于筛分块煤和煤屑，且进料端与所述开采装置(100)连接，块煤出料端与所述煤矸分选装置(200)连接，煤屑出料端与所述提升装置(400)通过煤屑输送带(510)连接。4.如权利要求1所述的煤矿采选充留一体化开采系统，其特征在于，所述储矸仓(600)包括：矸石槽(610)，一侧设有斜坡，用于储放矸石；矸石粉碎机(620)，设在所述矸石槽(610)上部且与所述矸石输送带(250)前段连接；以及耙装机(630)，设在所述矸石槽(610)内且与所述矸石输送带(250)后段连接。5.如权利要求1所述的煤矿采选充留一体化开采系统，其特征在于，所述煤矸分选装置(200)包括：原煤输送带(210)，用于输送原煤；矸石分选机(230)，包括设在所述原煤输送带(210)下方的分选输送带(231)、设在所述分选输送带(231)上方的X射线探测器(232)、设在所述分选输送带(231)一侧用于向所述分选输送带(231)喷气的喷气机构(233)和分别与所述X射线探测器(232)和所述喷气机构(233)电连接的第一控制器(234)；块煤输送带(240)，一端设在所述分选输送带(231)输出端下方；矸石输送带(250)，设在所述分选输送带(231)另一侧；震动给煤机(220)，设在所述原煤输送带(210)与所述矸石分选机(230)之间；溜槽(260)，上部设在所述震动给煤机(220)下方，下部设在所述块煤输送带(240)上方；以及滑道(270)，设在所述溜槽(260)上方，与所述震动给煤机(220)滑动连接；所述矸石输送带(250)、所述块煤输送带(240)与所述分选输送带(231)互相平行设置，且所述块煤输送带(240)与所述分选输送带(231)运转方向相反。6.如权利要求5所述的煤矿采选充留一体化开采系统，其特征在于，所述分选输送带(231)上设有隔板(235)，所述隔板(235)与所述分选输送带(231)的前进方向具有夹角α；所述夹角α为45°～90°；所述矸石输送带(250)靠近所述分选输送带(231)的一侧设有第一挡板(291)，所述第一挡板(291)与所述分选输送带(231)连接；所述矸石输送带(250)远离所述分选输送带(231)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建功，刘宇轩，郭进喜，王毅颖，史艳楠，赵家巍，
申请(专利权)人：河北工程大学，
类型：发明
国别省市：河北,13