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专利号: 2016108780138
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种露天煤矿端帮膏体充填方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一:对开采煤层分层,上下分层间巷道在水平上错开一定距离,巷道设置一定倾角,向开采方向俯斜数度,确定采充顺序,采充采用跳采方式,由开采参数计算充填参数;

步骤二:布置集约化的充填站,安装充填管道,并且安装充填配套设备;充填站建于两个出入沟中间区域供两个采坑共用;

步骤三:选择充填材料,根据充填参数通过充填材料配比试验确定最佳的废石膏体材料配比;并制备废石膏体和灰浆;

步骤四:进行巷道充填,充填过程包括润管、充填和洗管三个过程;

步骤五:重复步骤四,继续下一巷道的采煤、充填循环作业,直至完成一个采坑的分层端帮采充作业;

所述开采参数包括充填巷道高度与宽度,充填参数包括充填体抗压强度;

所述充填体抗压强度为

其中,h-巷道高度,L-巷道宽度,σc-抗压强度,q-单层假顶自重载荷;

所述充填站的系统包括废石破碎子系统、材料配比搅拌子系统和自动控制及监测系统;

所述自动控制及监测系统对整个充填过程进行控制与监测,包括废石破碎粒径、材料配制准确性、输送稳定性、充填效果。

2.根据权利要求1所述的一种露天煤矿端帮膏体充填方法,其特征在于,所述废石膏体由废石、水泥、添加剂和水配制,水泥为普通42.5硅酸盐水泥,添加剂为减水剂、速凝剂、防冻剂三种,废石膏体材料配比为:废石1600kg/m3,普通42.5硅酸盐水泥120~180kg/m3,每种添加剂2~3kg/m3,水300~350kg/m3。

3.根据权利要求2所述的一种露天煤矿端帮膏体充填方法,其特征在于,所述充填配套设备包括充填泵、破碎机、搅拌机、管道及阀门。

4.根据权利要求3所述的一种露天煤矿端帮膏体充填方法,其特征在于,所述安装充填管道的过程为:自充填站先沿着煤层走向铺设至充填煤层地表起始边界处,再沿着煤层倾斜方向顺台阶向下到充填巷道入口,待采煤机开采结束撤出设备之后,巷道边坡入口处设立隔离墙,充填管道接入隔离墙。

5.根据权利要求4所述的一种露天煤矿端帮膏体充填方法,其特征在于,所述废石膏体制备过程为:将废石运至充填站的破碎系统,破碎至粒径不大于10mm,然后在材料配比搅拌子系统中按照废石膏体材料配比进行混合搅拌配制成废石膏体;所述灰浆制备过程为:按照质量配比水:水泥=1:4配制灰浆。

6.根据权利要求5所述的一种露天煤矿端帮膏体充填方法,其特征在于,所述润管过程为:将水、废石膏体和灰浆由充填泵输送到充填管道,由于巷道设置一定倾角,水、废石膏体和灰浆在重力作用下经充填管道输送到充填巷道,充填管道依次充水、灰浆、废石膏体,由灰浆推水、废石膏体推灰浆完成润管;

所述充填过程为:由充填泵将制备好的废石膏体输送到充填管道,在重力作用下经充填管道输送到充填巷道;

所述洗管过程为:由充填泵依次将灰浆、水输送到充填管道,由灰浆推出管内废石膏体,而后水推灰浆,最后经压风吹管完成洗管。