阅读说明：本技术 一种薄煤层煤矸分采分运充填开采系统及开采方法 (Thin coal seam coal and gangue separate mining and separate transportation filling mining system and mining method ) 是由 王晓利 王嵩 王德勇 张智强 李雷 曹强强 于 2019-10-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种薄煤层煤矸分采分运充填开采系统,包括充填支架,所述充填支架的后端设置有充填刮板输送机,充填支架的顶梁前端下方设置有可向前伸出的支撑板,充填支架下方布置有采煤机和工作面刮板输送机,所述工作面刮板输送机与胶运顺槽内的顺槽胶带搭接/连接,所述工作面刮板输送机还与填充支架后端布置的充填刮板输送机搭接/连接。该薄煤层煤矸分采分运充填开采系统,实现了煤矸分采分运,解决了采充平行作业难度大的问题,以减少矸石洗选和处理成本。本发明还涉及一种薄煤层煤矸分采分运充填开采方法。(The invention discloses a thin coal seam coal and gangue separate mining and separate transporting and filling mining system which comprises a filling support, wherein a filling scraper conveyor is arranged at the rear end of the filling support, a supporting plate capable of extending forwards is arranged below the front end of a top beam of the filling support, a coal mining machine and a working face scraper conveyor are arranged below the filling support, the working face scraper conveyor is in lap joint/connection with a crossheading adhesive tape in a rubber transportation crossheading, and the working face scraper conveyor is also in lap joint/connection with the filling scraper conveyor arranged at the rear end of the filling support. The thin coal seam coal and gangue separate mining and separate transporting and filling mining system realizes the separate mining and separate transporting of coal and gangue, solves the problem of high difficulty in parallel mining and filling operation, and reduces the washing and processing cost of gangue. The invention also relates to a thin coal seam coal and gangue separate mining and separate transportation filling mining method.)

一种薄煤层煤矸分采分运充填开采系统及开采方法

技术领域

本发明属于煤矿充填开采技术领域，特别是涉及一种薄煤层煤矸分采分运充填开采系统，还涉及一种薄煤层煤矸分采分运充填开采方法。

背景技术

薄煤层一般煤层薄、采掘比例大，掘进率高，开采时会产生大量的矸石。矸石外排不仅占用土地，污染环境，外排费用高，而且不符合煤炭行业绿色矿山建设要求。目前，我国薄煤层开采产量占全国的煤炭产量比例不大，且比例还在呈逐步下降的趋势，并且针对薄煤层开采解决矸石返井充填技术更是不多，因此，为解决薄煤层充填开采，实现矿井绿色开采显得尤为重要。

现有的煤矿干法充填开采技术主要适用于中厚煤层和厚煤层，针对薄煤开采的充填技术更为少见。为了解决薄煤层回采的煤层含矸率大，洗选和矸石处理成本高等难题，发明一种适用于薄煤层煤矸分采分运充填开采方法。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供了一种薄煤层煤矸分采分运充填开采系统，解决薄煤层煤矸分采分运和采充平行作业难度大的问题，以减少矸石洗选和处理成本。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是，一种薄煤层煤矸分采分运充填开采系统，包括充填支架，所述充填支架的后端设置有充填刮板输送机，充填支架的顶梁前端下方设置有可向前伸出的支撑板，充填支架下方布置有采煤机和工作面刮板输送机，所述工作面刮板输送机与胶运顺槽内的顺槽胶带搭接/连接，所述工作面刮板输送机还与填充支架后端布置的充填刮板输送机搭接/连接。

本发明的技术方案，还具有以下特点，

所述支撑板通过驱动机构驱动。

所述工作面刮板输送机的卸料端下方搭接/连接运煤转载和破碎机，所述运煤转载机与胶运顺槽内的顺槽胶带搭接/连接，所述破碎机与充填转载机搭接/连接，充填转载机与充填刮板输送机搭接/连接。

所述工作面刮板输送机的卸料端设置有导向槽，所述导向槽的导向口分别指向运煤转载机和破碎机。

所述驱动机构为液压缸。

本发明的第二个目的是提供一种薄煤层煤矸分采分运充填开采方法，解决薄煤层机械化开采、机械化充填和采充平行作业难度大的问题，以减少矸石洗选和处理成本。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种薄煤层煤矸分采分运充填开采方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，采煤机割煤，紧随采煤机割煤将分采分运液压支架前端的支撑板伸出，直至位于已采煤层顶部岩层下方，采煤机所采煤炭经工作面刮板输送机、顺槽胶带运出，直至完成工作面一次割煤；

步骤2，采煤机完成工作面一次割煤后割顶部岩层，同时在采煤机前方依次收回支撑板，所采矸石经工作面刮板输送机转运至充填刮板输送机，将矸石充填至采空区，直至工作面完成一次割矸。

步骤3，重复步骤1、步骤2进行煤炭及顶板岩石的开采及充填，完成工作面煤炭分采分运开采及充填。

在所述步骤2中，对割采岩层产生的矸石先通过破碎机破碎，再依次经充填煤转载机和充填刮板输送机输送至采空区。

本发明的有益效果是：本发明一种薄煤层煤矸分采分运充填系统及其充填方法，其原理是改变薄煤层回采工艺，将薄煤层开采调整为煤岩分层开采、煤矸分别运输，先回采煤层后割岩层。煤炭经矿井的运输系统输送至地面，割岩层时，利用工作面刮板输送机将割下的矸石输送到工作面端头的破碎机上进行破碎，然后通过转载机转载到工作面充填支架后方的充填刮板输送机上，采用充填刮板输送机进行采空区的充填；工作面回采过程中采煤(矸)与充填平行作业；该充填系统充分将工作面矸石不升井直接进行充填，减少了矸石洗选和处理费用，实现了煤矿减损绿色开采。

附图说明

图1是本发明一种薄煤层煤矸分采分运充填系统的工作面布置示意图；

图2是本发明一种薄煤层煤矸分采分运充填系统的充填开采支架图；

图3是本发明一种薄煤层煤矸分采分运充填系统的转载机布置示意图；

其中，1.采煤机，2.驱动机构，3.工作面刮板输送机，4.充填支架，5.支撑板，6.破碎机，7.充填转载机，8.充填刮板输送机，9.卸料孔，10.顶部岩层，11.煤层，12.顶梁，13.胶运顺槽，14.运煤转载机，15.顺槽胶带，16.工作面，17.采空区。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的详细说明。

如图1至图3所示，本发明的一种薄煤层煤矸分采分运充填开采系统，包括充填支架4，充填支架4的后端设置有充填刮板输送机8，充填支架4的顶梁12前端下方设置有可向前伸出的支撑板5，充填支架4下方布置有采煤机1和工作面刮板输送机3，工作面刮板输送机4与胶运顺槽13内的顺槽胶带15搭接/连接，工作面刮板输送机4还与填充支架4后端布置的充填刮板输送机8搭接/连接。

采煤机割煤时，支撑板5向前伸出挡在顶部岩层10下方，采割的煤落入工作面刮板输送机3上，在工作面刮板输送机3的输送下经顺槽胶带15输送至地面。采煤机割顶部岩层10时，随着采煤机1推进，各充填支架4上的支撑板5依次回收，采割的矸石落入工作面刮板输送机3上，经工作面刮板输送机3的输送至充填刮板输送机8，继而通过充填刮板输送机8对采空区进行充填。从而实现煤层11与顶板岩层10分别开采，大大降低了煤炭开采的含矸量，降低煤炭洗选压力和洗选成本；利用支撑板5实现薄煤层11与顶板岩层10的隔离，并支护顶板岩层10，保证了薄煤层11工作面分采分运开采正常生产。

如图2所示，在本发明的一种薄煤层煤矸分采分运充填开采系统中，支撑板5通过驱动机构2驱动，驱动机构2用以带动支撑板5前身或者后收。

如图2所示，在本发明的一种薄煤层煤矸分采分运充填开采系统中，工作面刮板输送机3的卸料端下方搭接/连接运煤转载14和破碎机6，运煤转载机14与胶运顺槽13内的顺槽胶带15搭接/连接，破碎机6与充填转载机7搭接/连接，充填转载机7与充填刮板输送机8搭接/连接。

割采的煤可经运煤转载14输送至胶运顺槽13内的顺槽胶带15，割采的矸石进入破碎机6破碎后，可经充填转载机7转载输送至充填刮板输送机8充填采空区17。

如图2所示，在本发明的一种薄煤层煤矸分采分运充填开采系统中，工作面刮板输送机3的卸料端设置有导向槽，所述导向槽的导向口分别指向运煤转载机14和破碎机6。

通过控制两个导向口的开闭来实现向运煤转载机14输送煤，向破碎机6输送矸石。

如图1所示，一种薄煤层煤矸分采分运充填开采方法，基于上述的薄煤层煤矸分采分运充填开采系统进行，具体按照以下步骤实施：

步骤1，采煤机1割煤，紧随采煤机1割煤将充填支架4前端的支撑板5伸出，直至位于已采煤层顶部岩层10下方，采煤机1所采煤炭经工作面刮板输送机3、顺槽胶带15运出，直至完成工作面一次割煤；

步骤2，采煤机1完成工作面一次割煤后割顶部岩层10，同时在采煤机1前方依次收回支撑板5，所采矸石经工作面刮板输送机3转运至充填刮板输送机8，将矸石充填至采空区17，直至工作面完成一次割矸；

步骤3，重复步骤1、步骤2进行煤层11及顶板岩层10的开采及充填，完成工作面煤矸分采分运开采及充填。

可在上述一种薄煤层煤矸分采分运充填开采方法的步骤2中，对割采岩层产生的矸石先通过破碎机6破碎，再依次经充填转载机7和充填刮板输送机8输送至采空区。