[發明專利]一種城市固體廢棄物深井封閉和充填開采方法

有效

• 申請號: 201710929772.7
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107725051B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 姜福興;周超;朱斯陶
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: E21C41/16
• 分類號: E21C41/16;E21F15/06;B09B1/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明提供一種城市固體廢棄物深井封閉和充填開采方法，屬于采礦工程和環境工程技術領域。該方法通過垃圾成型機設備把城市固體廢棄物垃圾加工成方形或者球形，由城市周邊處理廠運送至礦山企業，在礦井地面利用鉆孔管道或副井運輸至井下，通過平板車或者皮帶運輸至廢棄的巷道和工作面，針對不同情況，采用體積充填工藝在深井廢棄巷道進行城市固體廢棄物的封閉處理，采用強度充填工藝在采煤工作面進行置換礦產資源的充填處理，解決了我國城市垃圾處理資源有限和采礦廢棄空間量大面廣的問題，是一種城市政府和礦山企業雙方共需的“以害治害”?“消害減災”的新方法，此方法經濟、環保、高效、安全。

技術領域

本發明涉及采礦工程和環境工程技術領域，特別是指一種城市固體廢棄物深井封閉和充填開采方法。

背景技術

隨著城市化規模和人口的急劇增長，城市垃圾的處理問題越來越突出和尖銳，我國垃圾處理起步較晚，城市生活垃圾總體處理能力小，技術水平依然較低，污染依然較嚴重。目前我國的垃圾處理方法仍然對垃圾場周圍居民健康產生嚴重不良影響，產生了民眾和政府的對立情緒，影響了社會的和諧穩定，急需創新一種符合我國垃圾“欠分類”現狀的無害化處理方法。

另一方面，我國存在大量的礦山廢棄巷道和采空區以及地表有公路和城市建筑等需要保護而沒有開采的資源，因缺少廉價的充填物料，而無法及時充填處理造成了土地塌陷、地下水流失、環境污染、浪費大量寶貴礦產資源等問題，嚴重影響了礦區生態環境與經濟發展。

我國目前面臨著“城市垃圾處理資源有限”和“采礦廢棄空間量大面廣”的情況。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種城市固體廢棄物深井封閉和充填開采方法。

該方法包括如下步驟：

S1、城市固體廢棄物垃圾在城市周邊的垃圾處理廠通過篩選、打包、成型機制備成顆粒狀或砌塊狀充填體；

S2、將S1中制備好的充填體在礦井地面工業廣場通過鉆孔管道或副井運輸到井下；

S3、到達井下的顆粒狀充填體通過皮帶或礦車運送到廢棄的巷道，采用體積充填工藝通過拋粒機進行封閉充填；

S4、到達井下的砌塊狀充填體通過平板車或礦車運送到采礦工作面的液壓支架后座的軌道上，采用強度充填工藝，通過緊跟在平板車后面的卸載機由下而上堆砌充填采空區，并隔段注漿處理；

S5、上述充填體在廢棄的巷道充填以后，采取固體廢棄物封存的方法進行封存；

S6、城市固體廢棄物經S5封存充填后，采取監測和預警措施，保障充填體和封閉區域的安全性。

其中，S1中垃圾處理廠的處理過程包括陳腐垃圾的收集、分選、粉碎、壓濾水、添加膠凝、污水固結、垃圾壓縮成型、表面封裝、倉儲和外運。

S1中成型機包括顆粒狀成型機和砌塊狀成型機，顆粒狀成型機包括壓縮-制粒機、封粒機、顆粒包裝機；砌塊狀成型機包括壓縮-制塊機、封塊機、塊體包裝機。

S2中充填體運輸到井下，顆粒狀的充填體采取鉆孔管道輸送的方式，鉆孔管道的直徑比充填體直徑大3cm；砌塊狀的充填體利用原有礦井的副井或者新掘副井運輸至井下，其中，副井包括豎井和斜井，豎井的強度充填用罐籠進行運輸，斜井采用皮帶或者礦車運輸。

S3中體積充填工藝指球形充填體依賴體積進行充填，以城市垃圾封閉為主要目的，包括僅深埋垃圾、深埋垃圾兼顧采礦兩種情況，由于充填體是球形，各個充填體不能夠進行完全的接觸，充填體相互之間存在縫隙，可以在裂隙之間進行注漿膠結。體積充填為采出礦物的體積遠大于要進行充填的充填體的體積。

S3中的拋粒機為一種可以前后左右上下移動的拋擲顆粒充填體的設備，包括支架、電機、滾輪、皮帶、擋板、輪胎和操作臺。