專利名稱：一種薄煤層破碎頂板拖管式充填系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤礦充填用系統(tǒng)，尤其涉及一種適用于薄煤層破碎頂板的拖管式充填系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
薄煤層煤田在我國的煤礦中非常常見，如黃河北薄煤田就屬于典型的薄基巖、厚表土層煤層。其薄煤層主要指七、十層煤，基巖厚度一般為30 40米，表土層厚度一般為200m左右，煤層厚度僅為1. 2m左右，傾角小，瓦斯高，涌水量大，頂板異常破碎，地表為黃河北沖積平原，井田內(nèi)地勢平坦，潛水位在地表以下1.5米左右，開采后地表下沉系數(shù)達 0. 82，地面建筑物比較密集，井下開采對地表及建筑物影響較大，噸煤利潤僅為50元/噸。 目前應(yīng)用的幾種充填方式，如膏體充填、高效架后落矸充填、高水充填等，由于充填成本相對較高，膏體充填成本在120元/噸、高效架后落矸充填成本在100元/噸，高水充填成本 160元/噸，礦方不能接受。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對薄煤層特殊的地質(zhì)條件，直接頂隨采隨冒且異常破碎，老頂來壓步距在12 Hm左右，即老頂(基本頂)有一定運動的時間和空間，設(shè)計一種利用煤層開采后破碎的直接頂作為堵漏墻的“拖管”式充填工藝系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以把掘進產(chǎn)生的矸石經(jīng)過破碎后和一定量的粉煤灰、水泥形成充填料，利用間歇式混凝土泵和管道充填到采空區(qū)，達到控制巖層沉陷的目的。其技術(shù)解決方案是一種薄煤層拖管式充填系統(tǒng)，包括布置在工作面順槽中充填主管、高位充填鋼管、 高壓膠管和多根充填管，所述充填主管上設(shè)置有變徑三通，所述高壓膠管通過所述變徑三通連接到所述充填主管上；所述充填管并聯(lián)連接在所述高壓膠管上，且所述充填管固定連接在采空區(qū)和煤層之間的工作面液壓支架上，隨液壓支架的移動而移動，所述充填管的充填口伸入到采空區(qū)中；所述高位充填鋼管的一端連接在所述充填主管上，另一端穿過巷幫充填墻伸入到采空區(qū)中，所述高位充填鋼管的充填口的高度高于所述充填管充填口的高度。優(yōu)選所述充填管的數(shù)量與工作面液壓支架的數(shù)量相同，每架液壓支架上設(shè)置一根充填管。優(yōu)選每根充填管均設(shè)置有閥門和流量、壓力傳感器。優(yōu)選所述充填主管上設(shè)置有閥門和流量、壓力傳感器。優(yōu)選所述高位充填鋼管的充填口貼近采空區(qū)底板設(shè)置。優(yōu)選所述高位充填鋼管的直徑大于充填管的直徑。本發(fā)明的有益效果是在不需要改造支架和構(gòu)造堵漏墻的情況下，直接向采空區(qū)充填，減少了上覆巖層的運動，達到了控制地表沉陷的目的；充填管隨工作面的推進直接跟隨支架向前移動，提高了充填效率；通過高位注漿管，直接充填采空區(qū)頂板冒落帶，使冒落帶與破碎的上覆巖層通過注漿粘接在一起，減小了上覆巖層對巷幫充填墻的壓力，保護了巷幫充填墻。


附圖1為本發(fā)明所述薄煤層拖管式充填系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式參見附圖1，一種薄煤層拖管式充填系統(tǒng)，包括布置在工作面順槽中充填主管、高位充填鋼管、高壓膠管和多根充填管，充填主管和高位充填鋼管可以選用普通鋼管，直徑根據(jù)井下充填需要自由選取，高壓膠管的耐壓性能要能滿足充填壓力的需要，充填管選用井下普通的充填花管即可，充填主管上的中部設(shè)置變徑三通，高壓膠管通過變徑三通連接到充填主管上，多根充填管并聯(lián)連接在高壓膠管上，同時充填管固定連接在采空區(qū)和煤層之間的工作面液壓支架上，隨液壓支架的移動而移動，形成“拖管式”充填系統(tǒng)，充填管的充填口(花管端)伸入到采空區(qū)中，優(yōu)選充填管的數(shù)量與工作面液壓支架的數(shù)量相同，即每架液壓支架上設(shè)置一根充填管；高位充填鋼管的一端連接在所述充填主管上，另一端，也就是充填口端穿過巷幫充填墻伸入到采空區(qū)中，高位充填鋼管的充填口的高度要高于充填管充填口的高度，優(yōu)選其緊貼采空區(qū)頂板設(shè)置，也就是說盡可能的靠近采空區(qū)頂板，為保證頂板的充填效果，可以設(shè)置高位充填鋼管的直徑大于充填管的直徑。為檢測充填量和充填速度，可以在每根充填管和充填主管上設(shè)置流量、壓力傳感器，通過控制系統(tǒng)，如計算機、PLC等設(shè)備監(jiān)控充填狀況，同時還可以在每根充填管和充填主管上設(shè)置閥門，當(dāng)需要停止某處的充填時，關(guān)閉相關(guān)位置的充填管上的閥門即可，當(dāng)需要停止整個充填時，則關(guān)閉充填主管上的閥門。在充填過程中，隨著采煤工作面的推移，開啟各路閥門，充填管對采空區(qū)進行充填，同時高位充填鋼管直接充填采空區(qū)頂板冒落帶，使冒落帶與破碎的上覆巖層通過注漿粘接在一起，減小了上覆巖層對巷幫充填墻的壓力，保護了巷幫充填墻；當(dāng)工作面前移時， 液壓支架隨采煤工作面的移動而向前移動，液壓支架上的充填管也隨之向前移動，這時，可以人工移動高位充填鋼管，將其調(diào)節(jié)到合適位置，開始下一階段的充填過程。以上所述，僅為本發(fā)明專利較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明專利的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明專利揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明專利的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種薄煤層拖管式充填系統(tǒng)，包括布置在工作面順槽中充填主管、高壓膠管和多根充填管，其特征在于還包括高位充填鋼管；所述充填主管上設(shè)置有變徑三通，所述高壓膠管通過所述變徑三通連接到所述充填主管上；所述充填管并聯(lián)連接在所述高壓膠管上，且所述充填管固定連接在采空區(qū)和煤層之間的工作面液壓支架上，隨液壓支架的移動而移動，所述充填管的充填口伸入到采空區(qū)中；所述高位充填鋼管的一端連接在所述充填主管上，另一端穿過巷幫充填墻伸入到采空區(qū)中，所述高位充填鋼管的充填口的高度高于所述充填管充填口的高度。
2.如權(quán)利要求1所述的充填系統(tǒng)，其特征在于所述充填管的數(shù)量與工作面液壓支架的數(shù)量成一定比例，每4架液壓支架上設(shè)置一根充填管。
3.如權(quán)利要求2所述的充填系統(tǒng)，其特征在于每根充填管均設(shè)置有閥門和流量、壓力傳感器。
4.如權(quán)利要求3所述的充填系統(tǒng)，其特征在于所述充填主管上設(shè)置有閥門和流量、壓力傳感器。
5.如權(quán)利要求4所述的充填系統(tǒng)，其特征在于所述高位充填鋼管的充填口貼近采空區(qū)底板設(shè)置。
6.如權(quán)利要求5所述的充填系統(tǒng)，其特征在于所述高位充填鋼管的直徑大于充填管的直徑。
全文摘要
一種薄煤層拖管式充填系統(tǒng)，包括布置在工作面順槽中充填主管、高位充填鋼管、高壓膠管和多根充填管，所述充填主管上設(shè)置有變徑三通，所述高壓膠管通過所述變徑三通連接到所述充填主管上；所述充填管并聯(lián)連接在所述高壓膠管上，且所述充填管固定連接在采空區(qū)和煤層之間的工作面液壓支架上，隨液壓支架的移動而移動，所述充填管的充填口伸入到采空區(qū)中；所述高位充填鋼管的一端連接在所述充填主管上，另一端穿過巷幫充填墻伸入到采空區(qū)中，所述高位充填鋼管的充填口的高度高于所述充填管充填口的高度。
文檔編號E21F15/00GK102444419SQ20111045770
公開日2012年5月9日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者劉進曉, 劉音, 卿熙宏, 孫文斌, 尹立明, 常西坤, 張新國, 江興元, 江寧, 王華玲, 王勝清, 陳紹杰, 韓汝軍 申請人:山東科技大學(xué)