巷道矸石填充机在煤矿井下的应用

巷道矸石填充机在煤矿井下的应用

【摘要】随着矿井开采水平的逐渐加深，以及下组煤的开采，岩巷掘进逐渐增多，为了避免大量矸石上井带来的诸多不便，利用矸石置换煤技术来解决这一问题，矸石填充机就成为其中最主要的设备，其工作原理和现场应用也自然成为本文要介绍的主要内容。

【关键词】矸石填充机；巷道充填；应用；煤矸置换；煤矿

兴隆庄煤矿于1981年投产，设计年产300万吨，主采煤层为三层煤，经过30年的大量开采，三层煤所剩不多，为了延长矿井的寿命，决定开采十六、十七层煤。新煤层的开拓需要掘进大量的岩石巷道，这样就会产生大量的矸石，这些矸石运输上井不仅浪费大量的人力物力，还会占用地面许多空间。用矸石置换煤，即通过在村庄压煤的煤柱下实施巷道开采后充填矸石，控制地面降沉变形在一定范围内，保证建筑物的安全使用，这样既提高了煤炭资源的回收率，又实现了矸石不升井，地面不建矸石山，能得到很好的经济效益。矸石充填机的产生很好的解决了这一问题。它配合80皮带机使用，以皮带机为运输工具进行给料，以填充机为填充工具，将皮带机运来的矸石直接充填到巷道。利用抛射皮带具有的升降、回转、伸缩功能，保证巷道的全方位填充，达到最佳填充效果。

1 总体结构：

填充机与送料皮带运输机配合使用，送料皮带机倒拉，机头部位于巷道入口，填充机受料卸载机构取代皮带机的机尾部，铰接在填充机后部。填充机又包括由受料卸载机构（包括调平机构、调偏机构、调斜机构）、抛射皮带机构、行走机构、底架总成、液压系统、电气系统等部分组成。

2 工作原理：

填充机以送料皮带机为运输工具。送料皮带机反向运转，机头位于巷道口，作为受料端；机尾位于巷道内，作为卸料端。填充机的卸载滚筒组代替送料皮带机的机尾，与送料皮带机的标准H架采用间隙衔接。送料皮带机将矸石运到自移充填部的卸载滚筒，卸载滚筒再将其卸到抛射皮带上，抛填到巷道。抛射皮带可在巷道宽度范围内上下左右摆动，能将整个巷道在宽度范围内填满矸石。当前面填满后，填充机向后退移一个步距（约500mm）。这时，皮带机储带与自动张紧装置能将松弛的皮带自动张紧。如果在退移过程中行走机构偏离了送料皮带机中心一定距离，就会使其上的卸载滚筒同样偏离这一距离，则送料皮带将在运行中因此而跑偏。这时，通过操纵调偏液压操纵阀手柄，调偏油缸拉动调偏架向跑偏侧偏移，直到将跑偏量完全克服，使皮带恢复正常运转。如果填充机向后退移时与送料皮带机偏移了一定角度，卸载滚筒架在调斜油缸的作用下，绕卸料点转动调整，直至与皮带拉力方向一致。如果巷道底板左右不平，通过操纵调平液压操纵阀手柄，驱动调平千斤顶活塞杆上下动作，调整卸载滚筒水平。总之，通过自动调偏、调向及水平调整，能使卸载滚筒始终与送料皮带机的机头驱动滚筒保持轴线平行，中心相同，方向一致，保证送料皮带机能够正常运行。

3 TCJ-Y80/30/37型矸石填充机主要技术参数

巷4 现场应用情况

兴隆庄煤矿从2010年底在西翼矸石充填巷开始使用填充机，至今已连续充填了三条巷道，总长达到1200米。矸石来自下组煤轨道暗斜井。从轨道暗斜井迎头通过改造，使耙装机卸料口增加一个导料槽，矸石经耙装机卸料口直接流到

第一部皮带机机尾承载段，经过第一部皮带运转将矸石转载到第二部皮带上，第二部皮带再将矸石转载到第三步皮带上，第三步皮带最后转给与填充机搭接的送料皮带机上，通过送料皮带机与填充机的配合，实现矸石从轨道暗斜井运到充填巷进行巷道填充。从实际充填的情况来看，具有充填时间不连续的特点。由于初次使用，以试验性为主，生产中只将轨道暗斜井一个迎头的矸石进行充填。一个迎头每个班的进尺很少，产生的矸石量很小，不能满足填充机正常开机时的填充量。造成皮带和填充机的开机率很低，同时会浪费不少人工。为了避免这种现象，利用第一部皮带与第二部皮带、第二部皮带与第三部皮带之间的两个溜煤眼储存掘进迎头一天产出的矸石量，最后用一个小班的时间集中充填。这样既提高了设备开机的连续性，减少了设备的起停次数又节约了不少的人工，提高了效率。从目前的情况看，用一个掘进迎头的矸石量去充填巷道，整套填充设备的利用率太低，如果有条件，三到四个掘进头的矸石量同时供应给填充机，才能真正发挥填充机的充填水平，才能充分体现它的价值。毕竟是刚开始，相信以后随着填充技术的普遍使用，充填效率也会被充分的挖掘。

总之，这套系统使兴隆庄煤矿第一次实现了矸石不上井和矸石置换煤的想法，为矿井降低了大量的成本，创造了不小的经济价值。同时避免了许多因运输环节复杂造成的不安全因素，给矿井的安全生产增加了保障。随着薄煤层的逐渐开采，和边角煤的充分利用，相信巷道充填将会变得更多，填充机的使用将会更广泛，系统布局更合理，效率也会更高。

参考文献

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[5]江兆利,张连良,刘森.矿井矸石置换开采综合技术研究与推广[A].中国职业安全健康协会2009年学术年会论文集[C]，2009年毕业于中国矿业电气工程及其自动化专业，现工作于兖矿集团兴隆庄煤矿综机中心。