[發明專利]一種流態化矸石本層本面嗣后充填系統及方法

在審

• 申請號: 202110702420.4
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113339056A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 張吉雄;閆浩;高峰;李百宜;孫強;李猛;周楠
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21F15/00
• 分類號: E21F15/00;E21F15/06;E21F17/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳國強

本發明公開了一種流態化矸石本層本面嗣后充填系統及方法，包括料漿制備系統、料漿輸送系統、采空區充填系統。料漿制備系統是指將矸石破碎至一定粒度與水充分混合制備成充填料漿，主要包括破碎機、輸送機、矸石倉、蓄水池、攪拌機；料漿輸送系統是指將攪拌充分的充填料漿從制備處輸送至采空區充填地點，主要包括充填泵、充填管路、環形流量計和三通管；采空區充填系統是指將注漿管路提前布置于采空區后方，主要包括采空區注漿管、采空區注漿管套管和高壓閥門。本發明提供的方法使用方便、安全可靠、適用性強，不僅可高效處理固體廢棄物矸石，同時可以充填部分采空區，緩解工作面礦壓顯現。

技術領域

本發明屬于充填開采技術領域，尤其涉及一種流態化矸石本層本面嗣后充填系統及方法。

背景技術

大規模的矸石堆積山會占用土地資源還會對環境造成很大的危害，諸如含有有害物質的淋溶水造成占用土地土質劣化及地下水體污染，還會造成飛沙揚塵與自燃產生的毒害氣體擴散等問題，從源頭上減少矸石產出的充填開采在勢在必行。而傳統的固體充填存在使用矸石占比較小，矸石消耗能力較低，且有運輸成本高、設備及添加材料投入成本高等問題。本發明將矸石和水混合通過鋪設充填管路輸送至本層本面采空區的流態化嗣后充填方法可以增大矸石處理能力，降低添加劑及設備投入成本，且工序簡單在提高充填效率的同時可以和回采之間互不干擾。本發明在大規模處理矸石和一定程度上減少地表下陷保護生態環境方面具有重要的意義。

發明內容

發明目的：提供一種高效、工序簡單的大規模矸石處理方法，解決了矸石處理能力低、成本高的難題。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為，一種流態化矸石本層本面嗣后充填系統及方法，包括料漿制備系統、料漿輸送系統、采空區充填系統。料漿制備系統是指將矸石破碎至一定粒度與水充分混合制備成充填料漿，主要包括破碎機、輸送機、矸石倉、蓄水池、攪拌機；料漿輸送系統是指將攪拌充分的充填料漿從制備處輸送至采空區充填地點，主要包括充填泵、充填管路、環形流量計和三通管；采空區充填系統是指將注漿管路提前布置于采空區后方，主要包括采空區注漿管、采空區注漿管套管和高壓閥門。

本發明的一個目的是，提供一種流態化矸石本層本面嗣后充填系統，所述充填系統包括料漿制備系統、料漿輸送系統和采空區充填系統，

所述料漿制備系統包括矸石倉、蓄水池和攪拌機，所述矸石倉、蓄水池均與所述攪拌機連接；

所述料漿輸送系統包括充填泵、充填管路，所述充填管路通過充填泵與所述攪拌機連接；

所述采空區充填系統包括采空區注漿管，所述充填管路與所述采空區注漿管連接，通過所述采空區注漿管向采空區進行充填。在一種示例中，所述料漿制備系統、料漿輸送系統和采空區充填系統均布置在井下。

在一種示例中，所述料漿制備系統還包括破碎機、輸送機，所述破碎機的出口通過輸送機與所述矸石倉的矸石入口連接，所述矸石倉的矸石出口通過輸送機與所述攪拌機連接；所述破碎機包括顎式破碎機和復合式破碎機，其中，所述顎式破碎機與復合式破碎機通過輸送機連接，所述顎式破碎機用于初步破碎，所述復合式破碎機用于二次破碎；

在一種示例中，所述矸石倉內儲存矸石，所述矸石的充填粒徑8mm，所述矸石來源于洗選矸石和掘進矸石，所述矸石的巖性包括泥巖、泥質砂巖或砂巖中至少一種；所述矸石與水混合形成的料漿的質量濃度為70％。

在一種示例中，所述料漿輸送系統還包括三通管和環形流量計，所述環形流量計設置于所述充填管路上，所述采空區注漿管通過所述三通管與所述充填管路連接。

在一種示例中，所述采空區注漿管隨著工作面推進，始終深入工作面后方 100～130m；所述采空區注漿管的末端深入采空區3～10m。