一种井下工作面条带胶结充填的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种井下工作面条带胶结充填的工艺，属于煤矿充填开采领域，具体涉及一种井下工作面条带胶结充填的工艺方法，用来解决现有工作面全部胶结充填材料成本高的问题，间接提高矿区的经济效益，同时能够针对性地保护顶板，降低周期来压对液压支架的损坏，提高使用寿命。使用寿命。使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种井下工作面条带胶结充填的工艺


[0001]本专利技术涉及煤矿充填开采
，特别是涉及一种井下工作面条带胶结充填的工艺。

技术介绍

[0002]目前我国煤矿大多属于长壁开采，而传统垮落法开采会导致井下采场后方采空区上覆岩层会发生冒落，断裂，离层等破坏性运动，进一步引起地表破坏，沉陷，影响矿区生态。
[0003]充填开采技术作为一种主动保护矿山生态的有效手段，可以解决矿区矸石堆积，同时也可解放三下压煤，具有良好的经济生态效益，目前应用较为广泛的矸石散状固体充填，但面对复杂条件工作面，充填效果并不是很理想，矸石经支架推压捣实后极易滑落，且无整体性，加之充填率和密实度的影响，对顶板及上覆岩层的支护效果较差，若全部采取胶结充填，则会增加矿区的生产成本，影响其经济效益，因此，根据实际生产需要，提出一种条带胶结充填工艺，该工艺方法可以更好地控制上覆岩层运动，保护地表生态。
[0004]相似方案：一种煤矿采空区膏体条带注浆组合充填开采方法，该方案采取的是注浆补强与膏体充填相结合，但工艺上相对复杂。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种井下工作面条带胶结充填的工艺。
[0006]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0007]一种井下工作面条带胶结充填的工艺，包括以下步骤：
[0008]步骤S1：根据实际经济以及生态需要，选取合适的工业固废骨料以及胶结材料配比；
[0009]步骤S2：将固废骨料通过破碎机破碎至50mm以下，通过垂直投料系统运输至井底缓冲仓；
[0010]步骤S3：通过振动给料机将矸石送至带式输送机上，进而运至到工作面后方采空区，在工作面起始时采用矸石直接充填，即只打开工业固废骨料仓，通过液压支架后部推压机构将矸石接顶，控制上覆岩层运动；
[0011]步骤S4：采取胶结充填过渡时按照充填材料制备流程展开作业，与骨料进行掺和，几部转载皮带便可将材料混合均匀，无需额外布置搅拌系统；
[0012]步骤S5：根据液压支架工作阻力变化采取胶结充填，即同步打开骨料、胶结材料、水仓，按一定比例进行配置，依次对每台液压支架后方采空区进行充填，周期来压条带胶结充填也同样如此判断，对于复杂工作面地形条件，像俯采有倾角，矸石直接充填极易滑落时，采用胶结充填平稳过渡，保证接顶，或者是顶板破碎严重，同样采用胶结充填过渡；
[0013]步骤S6：矸石充填和胶结充填交替进行。
[0014]优选的：所述步骤S4中充填材料制备流程为在地面工作站，首先将工业固废按照要求破碎至特定粒径下，然后与胶结材料混合，同时打开水管喷淋，目的是为了降尘以及将充填材料混合，充填材料的混合不需要特定的搅拌机，几部转载皮带便可将骨料与胶结粉料混合均匀以供使用，通过后部刮板输送机将充填料输送至指定支架后方即可。
[0015]优选的：所述步骤S4中骨料、胶结材料、水按质量比例划分骨料占比60％～90％，胶结材料占比5％～15％，水占比3％～6％，其中胶结材料包括水泥熟料、矿渣粉、石膏、粉煤灰。
[0016]优选的：骨料不局限于井下采掘产生的煤矸石，还包括城市建筑废弃物、沙石，可混合使用。
[0017]优选的：胶结材料按质量比例可划分为硅酸盐水泥熟料10％～35％，高炉矿渣粉40％～80％，粉煤灰0％～15％，脱硫石膏2％～8％。
[0018]优选的：硅酸盐水泥熟料有效活性成分CaO、Al2O3、SiO2应不低于85％。
[0019]优选的：高炉矿渣粉有效活性成分CaO、Al2O3、SiO2应不低于90％。
[0020]优选的：粉煤灰有效活性成分CaO、Al2O3、SiO2应不低于80％。
[0021]优选的：脱硫石膏粉中CaSO4.2H2O含量应高于90％。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0023](1)工艺简单，胶结材料与骨料的混合不需要搅拌系统就可完成工艺要求；
[0024](2)系统简单，条带胶结充填只需要额外打开一个胶结材料配料仓和水仓；
[0025](3)充填效果好，采用整体充填不存在垮落区地带，有效控制顶板冒落；
[0026](4)解决现有工作面全部胶结充填材料成本高的问题，间接提高矿区的经济效益，同时能够针对性地保护顶板，降低周期来压对液压支架的损坏，提高使用寿命。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，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。
[0028]图1是本专利技术所述一种井下工作面条带胶结充填的工艺的充填循环作业示意图。
[0029]图2是本专利技术所述一种井下工作面条带胶结充填的工艺的填充材料制备流程以及井下输送作业流程图。
[0030]图3是本专利技术所述一种井下工作面条带胶结充填的工艺的充填系统示意图。
[0031]图4是本专利技术所述一种井下工作面条带胶结充填的工艺的液压支架充填作业原理图。
具体实施方式
[0032]下面结合附图对本专利技术作进一步说明：
[0033]如图1
‑
图4所示，一种井下工作面条带胶结充填的工艺，包括以下步骤：
[0034]步骤S1：根据实际经济以及生态需要，选取合适的工业固废骨料以及胶结材料配比；
[0035]步骤S2：将固废骨料通过破碎机破碎至50mm以下，通过垂直投料系统运输至井底缓冲仓，一般不超过容积的2/3；
[0036]步骤S3：通过振动给料机将矸石送至带式输送机上，进而运至到工作面后方采空区，在工作面起始时采用矸石直接充填，即只打开工业固废骨料仓，通过液压支架后部推压机构将矸石接顶，控制上覆岩层运动；
[0037]步骤S4：采取胶结充填过渡时按照如图2所示的充填材料制备流程展开作业，与骨料进行掺和，几部转载皮带便可将材料混合均匀，无需额外布置搅拌系统；
[0038]步骤S5：为了保护顶板，根据液压支架工作阻力变化采取胶结充填，即同步打开骨料、胶结材料、水仓，按一定比例进行配置，依次对每台液压支架后方采空区进行充填，周期来压条带胶结充填也同样如此判断，一般为5～6个充填步距，大约4～5m，对于复杂工作面地形条件，像俯采有倾角，矸石直接充填极易滑落时，采用胶结充填平稳过渡，保证接顶，或者是顶板破碎严重，同样采用胶结充填过渡；
[0039]步骤S6：矸石充填和胶结充填交替进行。
[0040]其中，所述步骤S4中充填材料制备流程为在地面工作站，首先将工业固废按照要求破碎至特定粒径下，然后与胶结材料混合，同时打开水管喷淋，目的是为了降尘以及将充填材料混合，充填材料的混合不需要特定的搅拌机，几部转载皮带便可将骨料与胶结粉料混合均匀以供使用，通过后部刮板输送机将充填料输送本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井下工作面条带胶结充填的工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：根据实际经济以及生态需要，选取合适的工业固废骨料以及胶结材料配比；步骤S2：将固废骨料通过破碎机破碎至50mm以下，通过垂直投料系统运输至井底缓冲仓；步骤S3：通过振动给料机将矸石送至带式输送机上，进而运至到工作面后方采空区，在工作面起始时采用矸石直接充填，即只打开工业固废骨料仓，通过液压支架后部推压机构将矸石接顶，控制上覆岩层运动；步骤S4：采取胶结充填过渡时按照充填材料制备流程展开作业，与骨料进行掺和，几部转载皮带便可将材料混合均匀，无需额外布置搅拌系统；步骤S5：根据液压支架工作阻力变化采取胶结充填，即同步打开骨料、胶结材料、水仓，按一定比例进行配置，依次对每台液压支架后方采空区进行充填，周期来压条带胶结充填也同样如此判断，对于复杂工作面地形条件，像俯采有倾角，矸石直接充填极易滑落时，采用胶结充填平稳过渡，保证接顶，或者是顶板破碎严重，同样采用胶结充填过渡；步骤S6：矸石充填和胶结充填交替进行。2.根据权利要求1所述的一种井下工作面条带胶结充填的工艺，其特征在于：所述步骤S4中充填材料制备流程为在地面工作站，首先将工业固废按照要求破碎至特定粒径下，然后与胶结材料混合，同时打开水管喷淋，目的是为了降尘以及将充填材料混合，充填材料的混合不需要特定的搅拌机，几部转载皮带便可将骨料与胶结粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永强，杨文明，闫善飞，李帅，李晓杰，张继业，边玉召，张伟胜，王龙，李宗杰，苏习灿，
申请(专利权)人：郑州煤矿机械集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：