[发明专利]一种流态化矸石穿层嗣后充填采煤系统及方法

说明书

本发明公开了一种流态化矸石穿层嗣后充填采煤系统及方法，将矸石‑水混合料浆输送至高抽巷、低抽巷或其他层位废弃巷道，打设穿层注浆钻孔输送料浆至相邻分层工作面采空区，包括料浆制备系统、料浆输送系统、采空区充填系统。所述料浆制备系统包括破碎机、输送机、充填泵和搅拌机；所述料浆输送系统包括充填管路、环形流量计和三通管；所述采空区充填系统包括采空区注浆管、高压阀门；基于“三带理论”，得到施工注浆钻孔深度。本发明提供的方法使用方便、安全可靠、适用性强，可高效处理固体废弃物矸石，实现绿色化开采。

技术领域

本发明属于固体废弃物治理领域，具体涉及一种流态化矸石穿层嗣后充填采煤系统及方法，尤其适用于矿井提升压力大、地面矸石山亟需处理的矿山企业。

背景技术

煤矸石作为煤炭生产的附属固体废弃物，约占煤炭总体产量的15％～20％，煤矸石直接堆积在地面形成矸石山，不仅侵占土地资源造成环境污染而且容易诱发滑坡及泥石流等潜在地质灾害。近些年来，随着环保力度的不断增强，实现矸石规模化处理已成为煤炭企业生产的重中之重。

针对煤矸石的规模化处理，国内外已经研发了包括煤矸石发电、铺路、生产建筑材料、生产化工原料及应用于农业生产等方面的综合处理方法，以及煤矸石充填的井下处理方法，但是煤矸石综合利用率不足30％。

因此，研究一种能实现矸石大规模井下处理，又能减少矸石处理成本的矸石充填方法已成为煤矿开采的重大技术难题。

发明内容

发明目的：为了实现矸石井下大规模处理，本发明提供一种施工简单、处理量高、成本低廉的流态化矸石穿层嗣后充填采煤系统及方法。

技术方案：本发明的流态化矸石由破碎至一定粒径的矸石与水的固水混合物，通过其它层位的废弃巷道，向充填层位进行注浆充填。所述流态化矸石穿层嗣后充填采煤方法，包括如下步骤：

一种流态化矸石穿层嗣后充填方法，将矸石-水混合料浆输送至高抽巷、低抽巷或其他层位废弃巷道，打设穿层注浆钻孔输送料浆至相邻分层工作面采空区，包括料浆制备系统、料浆输送系统、采空区充填系统。所述料浆制备系统包括破碎机、输送机、充填泵和搅拌机；所述料浆输送系统包括充填管路、环形流量计和三通管；所述采空区充填系统包括采空区注浆管、高压阀门；基于“三带理论”，得到施工注浆钻孔深度。本发明提供的方法使用方便、安全可靠、适用性强，可高效处理固体废弃物矸石，实现绿色化开采。

本发明的一个目的是，提供一种流态化矸石穿层嗣后充填采煤系统，将矸石-水混合料浆输送至高抽巷、低抽巷或其他层位废弃巷道，包括井下料浆制备系统、料浆输送系统、采空区充填系统。

进一步的，在本发明中，料浆制备系统包括带式输送机1、颚式破碎机2、第一输送机3、复合破碎机4、第二输送机5、搅拌机6、充填泵7、充填管道8，洗选矸石、掘进矸石和地表堆放的矸石通过带式输送机1送入破碎硐室中的颚式破碎机2初步破碎后，初步破碎后的矸石经过第一输送机3运送至复合破碎机4后破碎至8mm粒径以下，由第二输送机5输送至矸石缓冲仓。

进一步的，在本发明中，矸石仓内的矸石落至下方的输送机，矸石经计量后输送至搅拌机6。需要将水管接至搅拌机6的进水口并提供满足搅拌用量的水，通过阀组控制水仓中流出的水流量；当进行充填作业时，将矸石缓冲仓内的细粒径的矸石输送至搅拌机6内，与水充分搅拌混合，制备成浓度为70％的充填料浆，由充填工业泵7泵入充填管路8。可选的，本发明使用的第一输送机3、第二输送机5均为皮带输送机，也可以是其他输送机。可选的，本发明使用的搅拌机6为连续式搅拌机，也可以是其他搅拌机。在本发明的一种示例中，料浆输送系统还包括三通管和环形流量计，环形流量计设置于充填管道8上；充填管道8设于回风巷中，采空区注浆管通过三通管与充填管道连接。