[0001]

本發(fā)明屬于采礦技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤礦井下矸石就地分選原位注漿充填方法，適用于煤層中夾矸較多，且涌水量不大的采煤工作面。

背景技術(shù)：

[0002]

井工煤礦在建設(shè)和生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的固體廢棄物—煤矸石，并將其提升至地面進(jìn)行堆放，其傳統(tǒng)的處理方式是將煤矸石繼續(xù)堆放于地表或進(jìn)行綜合利用，綜合利用秉承了綠色發(fā)展理念，使煤矸石應(yīng)用于發(fā)電、建材、制肥及復(fù)墾等多方面，但其只能解決少部分煤矸石，仍有大量煤矸石堆放于地表，形成煤礦特有的矸石山，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成極大威脅與破壞。近年來，隨著煤礦井下充填的迅速發(fā)展，將煤矸石作為固體或膏體材料充填于采空區(qū)，成為有效解決煤矸石外排的方式，但對(duì)于固體充填而言，其較低的充填效率和較高的充填成本成為制約其發(fā)展的主要因素，而膏體充填高昂的成本及其復(fù)雜的工藝使之不能被廣泛應(yīng)用。因此，有必要尋求一種煤矸石不升井就地處置的高效、安全、低成本的充填方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

[0003]

本發(fā)明的目的在于提供了一種煤礦井下矸石就地分選原位注漿充填方法，其能夠在不影響煤礦正常生產(chǎn)的情況下，使煤矸石不升井，且能高效、安全，低成本的充填至原位采空區(qū)。

[0004]

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

[0005]

一種煤礦井下矸石就地分選原位注漿充填方法，該方法首先利用犁式卸料器將運(yùn)輸巷內(nèi)運(yùn)煤皮帶上的原煤轉(zhuǎn)運(yùn)至分選制漿巷，然后通過篩分分選系統(tǒng)將原煤分成精煤、末煤和矸石，其精煤和末煤通過返煤皮帶返回至運(yùn)輸巷內(nèi)的運(yùn)煤皮帶，矸石經(jīng)過破碎系統(tǒng)和制漿系統(tǒng)被制成預(yù)設(shè)濃度的漿體，最后利用注漿泵將矸石漿體通過管道輸送的方式經(jīng)過相鄰工作面的運(yùn)輸巷和鄰位注漿孔充填至本回采工作面后方的采空區(qū)。

[0006]

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，分選制漿巷位于停采線和輔運(yùn)大巷的中部，分選制漿巷內(nèi)布置三大系統(tǒng)，分別為篩分分選系統(tǒng)、破碎緩存系統(tǒng)和制漿泵送系統(tǒng)。

[0007]

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，篩分分選系統(tǒng)包括震動(dòng)篩分機(jī)、布料器和智能干選機(jī)，其振動(dòng)篩分機(jī)將原煤中的末煤篩分至返煤皮帶上，布料器將塊狀原煤鋪放整齊，智能干選機(jī)將塊狀原煤中的精煤和矸石分開。

[0008]

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，破碎緩存系統(tǒng)包括顎式破碎機(jī)、雙級(jí)破碎機(jī)和矸石粉緩存?zhèn)}，通過鄂式破碎機(jī)和雙級(jí)破碎機(jī)兩級(jí)破碎將矸石破碎成2mm的粉末，矸石粉緩存?zhèn)}用于緩存矸石粉。

[0009]

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，制漿泵送系統(tǒng)包括攪拌池、儲(chǔ)漿池和注漿泵，且攪拌池位于巷道底板上，儲(chǔ)漿池位于底板下，兩者通過溜槽連接，攪拌池的作用是將矸石粉、水和添加劑制成預(yù)設(shè)濃度的漿體，且水來源于礦井水，儲(chǔ)漿池的作用是儲(chǔ)存制成的漿體，注漿泵的作用是將儲(chǔ)漿池內(nèi)的漿體通過管道輸送至采空區(qū)。

[0010]

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，鄰位注漿孔是從相鄰工作面的運(yùn)輸巷向本回采工作面的采空區(qū)鉆進(jìn)仰上斜孔，其鄰位注漿孔的間距為30m，并滯后本回采工作面100m。

[0011]

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于，煤礦井下矸石就地分選原位注漿充填包括以下步驟：

[0012]

a.隨著工作面的回采，原煤經(jīng)過刮板輸送機(jī)由工作面被運(yùn)輸至運(yùn)輸巷內(nèi)的運(yùn)煤皮帶上；

[0013]

b.當(dāng)運(yùn)煤皮帶將原煤運(yùn)至犁式卸料器處時(shí)，犁式卸料器將原煤卸至轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶上，轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶將原煤運(yùn)至分選制漿巷；

[0014]

c.原煤進(jìn)入分選制漿巷后，首先進(jìn)入震動(dòng)篩分機(jī)，震動(dòng)篩分機(jī)將原煤中的末煤篩分至返煤皮帶上，而后返運(yùn)至運(yùn)煤皮帶上，其余塊狀原煤被運(yùn)輸至布料器上，之后進(jìn)入智能干選機(jī)；

[0015]

d.塊狀原煤經(jīng)過智能干選機(jī)后，被分為精煤和矸石，其精煤進(jìn)入返煤皮帶被運(yùn)輸至運(yùn)煤皮帶上，矸石依次進(jìn)入顎式破碎機(jī)和雙級(jí)破碎機(jī)進(jìn)行破碎，最終被破碎成2mm的矸石粉，之后進(jìn)入矸石粉緩存?zhèn)}；

[0016]

e.先給攪拌池內(nèi)注入適量水和添加劑，而后通過皮帶將矸石粉緩存?zhèn)}內(nèi)的矸石粉輸送至攪拌池內(nèi)進(jìn)行攪拌，攪拌10～15min后將制成的漿體利用溜槽溜至儲(chǔ)漿池內(nèi)，最后利用注漿泵將儲(chǔ)漿池內(nèi)的漿體通過管道輸送的方式經(jīng)過相鄰工作面的運(yùn)輸巷和鄰位注漿孔充填至本回采工作面后方的采空區(qū)。

[0017]

本發(fā)明至少具有以下有益的技術(shù)效果：

[0018]

本發(fā)明提供的一種煤礦井下矸石就地分選原位注漿充填方法，能夠在不影響工作面正常生產(chǎn)的情況下，實(shí)現(xiàn)矸石不升井的高效、低成本排放。在原煤運(yùn)輸方面，該種方法使得原煤在井下就地分選為末煤、精煤和矸石，極大節(jié)省了原煤中矸石的運(yùn)輸成本，減少矸石的無效提升，提高了精煤的提升量；在漿體充填方面，原位注漿充填的效率更高、充填能力更大，且能協(xié)同處理礦井水，避免矸石和礦井水提升至地面，造成礦區(qū)環(huán)境的污染；在巖層控制方面，矸石漿體充填垮落帶巖塊間的空隙，能夠限制垮落巖塊的進(jìn)一步壓縮，進(jìn)而減弱采空區(qū)頂板覆巖的進(jìn)一步位移，從而達(dá)到減弱地表沉陷的目的。此外，該種充填方法相對(duì)于工作面固體和膏體充填，不需要布置單獨(dú)工作面，實(shí)現(xiàn)了采充獨(dú)立作業(yè)，相對(duì)于短壁巷式充填，充填效率不再受掘進(jìn)速度的制約，實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化處理矸石的目的。

附圖說明

[0019]

圖1是本發(fā)明煤礦井下矸石就地分選原位注漿充填方法平面示意圖；

[0020]

圖2是本發(fā)明篩分分選系統(tǒng)示意圖；

[0021]

圖3是本發(fā)明破碎緩存系統(tǒng)示意圖；

[0022]

圖4是本發(fā)制漿泵送系統(tǒng)示意圖；

[0023]

圖5是本發(fā)明煤礦井下矸石就地分選原位注漿充填方法平面示意圖的a-a剖面圖；

[0024]

附圖標(biāo)記說明：

[0025]

1—工作面，2—運(yùn)輸巷，3—分選制漿巷，4—輔運(yùn)巷，5—相鄰工作面的運(yùn)輸巷，6—輔運(yùn)大巷，7—運(yùn)輸大巷，8—回風(fēng)大巷，9—采空區(qū)，10—犁式卸料器，11—震動(dòng)篩分機(jī)，12—布料器，13—智能干選機(jī)，14—顎式破碎機(jī)，15—雙級(jí)破碎機(jī)，16—矸石粉緩存?zhèn)}，17—攪拌池，18—儲(chǔ)漿池，19—注漿泵，20—刮板輸送機(jī)，21—運(yùn)煤皮帶，22—轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶，23—返煤皮

帶，24—水管，25—注漿管，26—鄰位注漿孔，27—停采線，28—溜槽。

具體實(shí)施方式

[0026]

為了更好的理解本發(fā)明，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出進(jìn)一步的說明。

[0027]

如圖1至圖5所示，本發(fā)明提供的一種煤礦井下矸石就地分選原位注漿充填方法，該方法首先利用犁式卸料器10將運(yùn)輸巷內(nèi)運(yùn)煤皮帶21上的原煤轉(zhuǎn)運(yùn)至分選制漿巷，然后通過篩分分選系統(tǒng)將原煤分成精煤、末煤和矸石，其精煤和末煤通過返煤皮帶23返回至運(yùn)輸巷內(nèi)的運(yùn)煤皮帶21，矸石經(jīng)過破碎系統(tǒng)和制漿系統(tǒng)被制成預(yù)設(shè)濃度的漿體，最后利用注漿泵19將矸石漿體通過注漿管25輸送的方式經(jīng)過相鄰工作面的運(yùn)輸巷5和鄰位注漿孔26充填至本回采工作面后方的采空區(qū)9。

[0028]

輔運(yùn)大巷6、運(yùn)輸大巷7和回風(fēng)大巷8為三條開拓大巷，其輔運(yùn)大巷6內(nèi)布設(shè)有水管24，其水管由輔運(yùn)大巷經(jīng)輔運(yùn)巷進(jìn)入分選制漿巷，為攪拌池提供水源，且水源為礦井水；運(yùn)輸大巷和運(yùn)輸巷連接，是將煤炭運(yùn)輸至地面的主要通道；回風(fēng)大巷為整個(gè)采區(qū)的回風(fēng)通道。

[0029]

分選制漿巷位于停采線27和輔運(yùn)大巷6的中部，分選制漿巷內(nèi)布置三大系統(tǒng)，分別為篩分分選系統(tǒng)、破碎緩存系統(tǒng)和制漿泵送系統(tǒng)。

[0030]

其中，篩分分選系統(tǒng)包括震動(dòng)篩分機(jī)11、布料器12和智能干選機(jī)13，其振動(dòng)篩分機(jī)將原煤中的末煤篩分至返煤皮帶23上，布料器12將塊狀原煤鋪放整齊，智能干選機(jī)13將塊狀原煤中的精煤和矸石分開。破碎緩存系統(tǒng)包括顎式破碎機(jī)14、雙級(jí)破碎機(jī)15和矸石粉緩存?zhèn)}16，通過鄂式破碎機(jī)和雙級(jí)破碎機(jī)15兩級(jí)破碎將矸石破碎成2mm的粉末，矸石粉緩存?zhèn)}16用于緩存矸石粉。制漿泵送系統(tǒng)包括攪拌池17、儲(chǔ)漿池18和注漿泵19，且攪拌池17位于巷道底板上，儲(chǔ)漿池18位于底板下，兩者通過溜槽28連接，攪拌池17的作用是將矸石粉、水和添加劑制成預(yù)設(shè)濃度的漿體，且水來源于礦井水，儲(chǔ)漿池18的作用是儲(chǔ)存制成的漿體，注漿泵19的作用是將儲(chǔ)漿池18內(nèi)的漿體通過管道輸送至采空區(qū)9。

[0031]

鄰位注漿孔26是從相鄰工作面的運(yùn)輸巷5向本回采工作面的采空區(qū)9鉆進(jìn)仰上斜孔，其鄰位注漿孔26的間距為30m，并滯后本回采工作面100m。

[0032]

本發(fā)明的具體工藝流程如下：

[0033]

a.隨著工作面1的回采，原煤經(jīng)過刮板輸送機(jī)20由工作面1被運(yùn)輸至運(yùn)輸巷2內(nèi)的運(yùn)煤皮帶21上；

[0034]

b.當(dāng)運(yùn)煤皮帶21將原煤運(yùn)至犁式卸料器10處時(shí)，犁式卸料器10將原煤卸至轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶22上，轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶22將原煤運(yùn)至分選制漿巷3；

[0035]

c.原煤進(jìn)入分選制漿巷3后，首先進(jìn)入震動(dòng)篩分機(jī)11，震動(dòng)篩分機(jī)11將原煤中的末煤篩分至返煤皮帶23上，而后返運(yùn)至運(yùn)煤皮帶21上，其余塊狀原煤被運(yùn)輸至布料器12上，之后進(jìn)入智能干選機(jī)13；

[0036]

d.塊狀原煤經(jīng)過智能干選機(jī)13后，被分為精煤和矸石，其精煤進(jìn)入返煤皮帶23被運(yùn)輸至運(yùn)煤皮帶21上，矸石依次進(jìn)入顎式破碎機(jī)14和雙級(jí)破碎機(jī)15進(jìn)行破碎，最終被破碎成2mm左右的矸石粉，之后進(jìn)入矸石粉緩存?zhèn)}16；

[0037]

e.先給攪拌池17內(nèi)注入適量水和添加劑，而后通過皮帶將矸石粉緩存?zhèn)}16內(nèi)的矸石粉輸送至攪拌池17內(nèi)進(jìn)行攪拌，攪拌10～15min后將制成的漿體利用溜槽28溜至儲(chǔ)漿池18內(nèi)，最后利用注漿泵19將矸石漿體通過注漿管25輸送的方式經(jīng)過相鄰工作面的運(yùn)輸巷5

和鄰位注漿孔26充填至本回采工作面后方的采空區(qū)9。技術(shù)特征：

1.一種煤礦井下矸石就地分選原位注漿充填方法，其特征在于，該方法首先利用犁式卸料器將運(yùn)輸巷內(nèi)運(yùn)煤皮帶上的原煤轉(zhuǎn)運(yùn)至分選制漿巷，然后通過篩分分選系統(tǒng)將原煤分成精煤、末煤和矸石，其精煤和末煤通過返煤皮帶返回至運(yùn)輸巷內(nèi)的運(yùn)煤皮帶，矸石經(jīng)過破碎系統(tǒng)和制漿系統(tǒng)被制成預(yù)設(shè)濃度的漿體，最后利用注漿泵將矸石漿體通過管道輸送的方式經(jīng)過相鄰工作面的運(yùn)輸巷和鄰位注漿孔充填至本回采工作面后方的采空區(qū)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下矸石就地分選原位注漿充填方法，其特征在于，分選制漿巷位于停采線和輔運(yùn)大巷的中部，分選制漿巷內(nèi)布置三大系統(tǒng)，分別為篩分分選系統(tǒng)、破碎緩存系統(tǒng)和制漿泵送系統(tǒng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下矸石就地分選原位注漿充填方法，其特征在于，篩分分選系統(tǒng)包括震動(dòng)篩分機(jī)、布料器和智能干選機(jī)，其振動(dòng)篩分機(jī)將原煤中的末煤篩分至返煤皮帶上，布料器將塊狀原煤鋪放整齊，智能干選機(jī)將塊狀原煤中的精煤和矸石分開。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下矸石就地分選原位注漿充填方法，其特征在于，破碎緩存系統(tǒng)包括顎式破碎機(jī)、雙級(jí)破碎機(jī)和矸石粉緩存?zhèn)}，通過鄂式破碎機(jī)和雙級(jí)破碎機(jī)兩級(jí)破碎將矸石破碎成2mm的粉末，矸石粉緩存?zhèn)}用于緩存矸石粉。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下矸石就地分選原位注漿充填方法，其特征在于，制漿泵送系統(tǒng)包括攪拌池、儲(chǔ)漿池和注漿泵，且攪拌池位于巷道底板上，儲(chǔ)漿池位于底板下，兩者通過溜槽連接，攪拌池的作用是將矸石粉、水和添加劑制成預(yù)設(shè)濃度的漿體，且水來源于礦井水，儲(chǔ)漿池的作用是儲(chǔ)存制成的漿體，注漿泵的作用是將儲(chǔ)漿池內(nèi)的漿體通過管道輸送至采空區(qū)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下矸石就地分選原位注漿充填方法，其特征在于，鄰位注漿孔是從相鄰工作面的運(yùn)輸巷向本回采工作面的采空區(qū)鉆進(jìn)仰上斜孔，其鄰位注漿孔的間距為30m，并滯后本回采工作面100m。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下矸石就地分選原位注漿充填方法，其特征在于，煤礦井下矸石就地分選原位注漿充填包括以下步驟：a.隨著工作面的回采，原煤經(jīng)過刮板輸送機(jī)由工作面被運(yùn)輸至運(yùn)輸巷內(nèi)的運(yùn)煤皮帶上；b.當(dāng)運(yùn)煤皮帶將原煤運(yùn)至犁式卸料器處時(shí)，犁式卸料器將原煤卸至轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶上，轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶將原煤運(yùn)至分選制漿巷；c.原煤進(jìn)入分選制漿巷后，首先進(jìn)入震動(dòng)篩分機(jī)，震動(dòng)篩分機(jī)將原煤中的末煤篩分至返煤皮帶上，而后返運(yùn)至運(yùn)煤皮帶上，其余塊狀原煤被運(yùn)輸至布料器上，之后進(jìn)入智能干選機(jī)；d.塊狀原煤經(jīng)過智能干選機(jī)后，被分為精煤和矸石，其精煤進(jìn)入返煤皮帶被運(yùn)輸至運(yùn)煤皮帶上，矸石依次進(jìn)入顎式破碎機(jī)和雙級(jí)破碎機(jī)進(jìn)行破碎，最終被破碎成2mm的矸石粉，之后進(jìn)入矸石粉緩存?zhèn)}；e.先給攪拌池內(nèi)注入適量水和添加劑，而后通過皮帶將矸石粉緩存?zhèn)}內(nèi)的矸石粉輸送至攪拌池內(nèi)進(jìn)行攪拌，攪拌10～15min后將制成的漿體利用溜槽溜至儲(chǔ)漿池內(nèi)，最后利用注漿泵將儲(chǔ)漿池內(nèi)的漿體通過管道輸送的方式經(jīng)過相鄰工作面的運(yùn)輸巷和鄰位注漿孔充填至本回采工作面后方的采空區(qū)。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種煤礦井下矸石就地分選原位注漿充填方法，該方法首先利用犁式卸料器將運(yùn)輸巷內(nèi)運(yùn)煤皮帶上的原煤轉(zhuǎn)運(yùn)至分選制漿巷，然后通過篩分分選系統(tǒng)將原煤分成精煤、末煤和矸石，其精煤和末煤通過返煤皮帶返回至運(yùn)輸巷內(nèi)的運(yùn)煤皮帶，矸石經(jīng)過破碎系統(tǒng)和制漿系統(tǒng)被制成預(yù)設(shè)濃度的漿體，最后利用注漿泵將矸石漿體通過管道輸送的方式經(jīng)過相鄰工作面的運(yùn)輸巷和鄰位注漿孔充填至本回采工作面后方的采空區(qū)。本發(fā)明能夠在不影響煤礦正常生產(chǎn)的情況下，使煤矸石不升井，且能高效、安全，低成本的充填至原位采空區(qū)。本的充填至原位采空區(qū)。本的充填至原位采空區(qū)。

技術(shù)研發(fā)人員：申斌學(xué) 朱磊 潘浩 劉成勇 張新福 劉治成 古文哲 徐凱 吳玉意 李娟 秋豐岐 宋天奇 程海星 劉文濤 黃劍斌 趙萌燁 袁超峰 孫俊彥

受保護(hù)的技術(shù)使用者：內(nèi)蒙古中環(huán)聯(lián)科環(huán)保集團(tuán)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2020.10.21

技術(shù)公布日：2021/2/19