[发明专利]井下矸石直接利用的方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿矸石的再利用技术，尤其是井下矸石的直接利用方法。

背景技术

矸石是煤炭生产和加工过程中伴生的固体废弃物，目前都是运到地面存放。大量矸石长期堆存地面，占用土地，同时造成自燃，污染大气和地下水质。采空区是采出煤炭后的井下最大空间，直接将矸石在井下回填到采空区，不但能够实现矸石不上井，不占地，减少环境污染，而且能够减小地表下沉量，可以大幅度解放煤炭储量。

发明内容

本发明为解决矸石固体废弃物重新利用的技术问题，提供一种井下矸石直接利用的方法。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案是：在井下建立泵送矸石处理系统，将井下矸石直接充填采空区，具体步骤如下：

第一步：在回采工作面采空区侧采取支护措施预留出输送及填矸空间；

第二步：在回采工作面外部适当位置布置一矸石仓，井下产生的矸石转运到矸石仓内，在矸石仓出口处安装破碎机，用于粉碎矸石；

第三步：在回采工作面中间巷或上巷安装搅拌机和矸石输送泵，从矸石输送泵至采空区填矸空间连接上输送管；

第四步：将矸石破碎成石粉和小颗粒，再将矸石粉和小颗粒由输送机运至搅拌机，搅拌机加水拌匀成为浆状后卸至矸石输送泵，经输送管充填到采空区。

为使采空区更加充实，在输送管端头加风压变径管，充填效果更好。

本发明直接将矸石在井下回填到采空区，解决了井下矸石的再利用问题，避免了将矸石运存到地面长期堆存而带来的一系列问题。并且采用该发明在井下处理矸石，充填采空区，可有效减少顶板下沉。实现矸石不上井，将产生巨大的经济效益、环境效益和社会效益。在三下采煤及煤柱回收的地点也可应用该技术进行回填。

附图说明

图1为泵送矸石处理系统平面布置；

图2为泵送矸石处理系统流程图。

图中：1—破碎机，2—上料皮带，3—搅拌机，4—输送泵，5—输送管6—采空区填矸空间，7—矸石仓，8—回采工作面。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明实施时，首先在回采工作面8采空区侧采取支护措施预留出输送及填矸空间6，在回采工作面8外部布置一矸石仓7，井下产生的矸石转运到矸石仓7内，在矸石仓7出口处安装破碎机1，在回采工作面8中间巷或上巷安装搅拌机3和矸石输送泵4，从矸石输送泵4至采空区填矸空间6连接输送管5，在破碎机1至搅拌机3布置上料皮带2，矸石由破碎机1破碎后进入上料皮带2输送至搅拌机3，由搅拌机3搅拌后溜入输送泵4，由输送管5弃填至采空区填矸空间6。在输送管5端头加风压变径管，使充填效果更好。

上述设备技术参数为：输送泵采用HBTS-16-90型，输送量50—90t/h，输送距离：垂直300m、水平1200m，适宜骨料颗粒≤20mm，功率90kw。搅拌机两台：生产率55—65m³/h，单机功率18.5kw。破碎机一台，生产率60—90m³/h，功率75kw。上料皮带机一台，功率30kw。

实施时注意以下几点：

在进行矸石泵输送时，由于管道内压力最大可达到8Mpa，必须采用耐高压的管道系统。所以必须采用壁厚为6mm以上的超高压管道，保障管道的抗爆能力。管道间的连接采用高压管卡和高压密封圈，防止液体从两管夹隙中挤出，确保密封可靠，输送管管径越小则输送阻力越大，应选用直径为125mm的输送管较好。布置管道时应根据矸石输送方案尽量少用弯管和软管，尽可能缩短管线长度。搅拌后的矸石浆的坍落度宜控制在180～200mm。

开泵前前应用水湿润泵的料斗、泵室、输送管道等与矸石接触的部分，检查管路无异常后方可输送。

开始泵送时泵机应处于低速运转状态，注意观察泵的压力和各部分工作情况，待顺利泵送后方可提高到正常输送速度。

当发生输送困难、泵的压力突然升高时会导致管路产生振动，可用槌敲击管路、找出堵塞的管段，采用正反泵点动处理或拆卸清理，经检查确认无堵塞后继续泵送，以免损坏泵机。