[發明專利]一種流態化矸石穿層嗣后充填采煤系統及方法

在審

• 申請號: 202110702604.0
• 申請日: 2021-06-24
• 公開（公告）號: CN113339057A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 李猛;張吉雄;李百宜;王佳奇;高峰;周楠;孫強
• 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穿層嗣后充填采煤系統及方法，將矸石?水混合料漿輸送至高抽巷、低抽巷或其他層位廢棄巷道，打設穿層注漿鉆孔輸送料漿至相鄰分層工作面采空區，包括料漿制備系統、料漿輸送系統、采空區充填系統。所述料漿制備系統包括破碎機、輸送機、充填泵和攪拌機；所述料漿輸送系統包括充填管路、環形流量計和三通管；所述采空區充填系統包括采空區注漿管、高壓閥門；基于“三帶理論”，得到施工注漿鉆孔深度。本發明提供的方法使用方便、安全可靠、適用性強，可高效處理固體廢棄物矸石，實現綠色化開采。

技術領域

本發明屬于固體廢棄物治理領域，具體涉及一種流態化矸石穿層嗣后充填采煤系統及方法，尤其適用于礦井提升壓力大、地面矸石山亟需處理的礦山企業。

背景技術

煤矸石作為煤炭生產的附屬固體廢棄物，約占煤炭總體產量的15％～20％，煤矸石直接堆積在地面形成矸石山，不僅侵占土地資源造成環境污染而且容易誘發滑坡及泥石流等潛在地質災害。近些年來，隨著環保力度的不斷增強，實現矸石規模化處理已成為煤炭企業生產的重中之重。

針對煤矸石的規模化處理，國內外已經研發了包括煤矸石發電、鋪路、生產建筑材料、生產化工原料及應用于農業生產等方面的綜合處理方法，以及煤矸石充填的井下處理方法，但是煤矸石綜合利用率不足30％。

因此，研究一種能實現矸石大規模井下處理，又能減少矸石處理成本的矸石充填方法已成為煤礦開采的重大技術難題。

發明內容

發明目的：為了實現矸石井下大規模處理，本發明提供一種施工簡單、處理量高、成本低廉的流態化矸石穿層嗣后充填采煤系統及方法。

技術方案：本發明的流態化矸石由破碎至一定粒徑的矸石與水的固水混合物，通過其它層位的廢棄巷道，向充填層位進行注漿充填。所述流態化矸石穿層嗣后充填采煤方法，包括如下步驟：

一種流態化矸石穿層嗣后充填方法，將矸石-水混合料漿輸送至高抽巷、低抽巷或其他層位廢棄巷道，打設穿層注漿鉆孔輸送料漿至相鄰分層工作面采空區，包括料漿制備系統、料漿輸送系統、采空區充填系統。所述料漿制備系統包括破碎機、輸送機、充填泵和攪拌機；所述料漿輸送系統包括充填管路、環形流量計和三通管；所述采空區充填系統包括采空區注漿管、高壓閥門；基于“三帶理論”，得到施工注漿鉆孔深度。本發明提供的方法使用方便、安全可靠、適用性強，可高效處理固體廢棄物矸石，實現綠色化開采。

本發明的一個目的是，提供一種流態化矸石穿層嗣后充填采煤系統，將矸石-水混合料漿輸送至高抽巷、低抽巷或其他層位廢棄巷道，包括井下料漿制備系統、料漿輸送系統、采空區充填系統。

進一步的，在本發明中，料漿制備系統包括帶式輸送機1、顎式破碎機2、第一輸送機3、復合破碎機4、第二輸送機5、攪拌機6、充填泵7、充填管道8，洗選矸石、掘進矸石和地表堆放的矸石通過帶式輸送機1送入破碎硐室中的顎式破碎機2初步破碎后，初步破碎后的矸石經過第一輸送機3運送至復合破碎機4后破碎至8mm粒徑以下，由第二輸送機5輸送至矸石緩沖倉。

進一步的，在本發明中，矸石倉內的矸石落至下方的輸送機，矸石經計量后輸送至攪拌機6。需要將水管接至攪拌機6的進水口并提供滿足攪拌用量的水，通過閥組控制水倉中流出的水流量；當進行充填作業時，將矸石緩沖倉內的細粒徑的矸石輸送至攪拌機6內，與水充分攪拌混合，制備成濃度為70％的充填料漿，由充填工業泵7泵入充填管路8。可選的，本發明使用的第一輸送機3、第二輸送機5均為皮帶輸送機，也可以是其他輸送機。可選的，本發明使用的攪拌機6為連續式攪拌機，也可以是其他攪拌機。在本發明的一種示例中，料漿輸送系統還包括三通管和環形流量計，環形流量計設置于充填管道8上；充填管道8設于回風巷中，采空區注漿管通過三通管與充填管道連接。