[发明专利]一种城市固体废弃物深井封闭和充填开采方法

说明书

本发明提供一种城市固体废弃物深井封闭和充填开采方法，属于采矿工程和环境工程技术领域。该方法通过垃圾成型机设备把城市固体废弃物垃圾加工成方形或者球形，由城市周边处理厂运送至矿山企业，在矿井地面利用钻孔管道或副井运输至井下，通过平板车或者皮带运输至废弃的巷道和工作面，针对不同情况，采用体积充填工艺在深井废弃巷道进行城市固体废弃物的封闭处理，采用强度充填工艺在采煤工作面进行置换矿产资源的充填处理，解决了我国城市垃圾处理资源有限和采矿废弃空间量大面广的问题，是一种城市政府和矿山企业双方共需的“以害治害”‑“消害减灾”的新方法，此方法经济、环保、高效、安全。

技术领域

本发明涉及采矿工程和环境工程技术领域，特别是指一种城市固体废弃物深井封闭和充填开采方法。

背景技术

随着城市化规模和人口的急剧增长，城市垃圾的处理问题越来越突出和尖锐，我国垃圾处理起步较晚，城市生活垃圾总体处理能力小，技术水平依然较低，污染依然较严重。目前我国的垃圾处理方法仍然对垃圾场周围居民健康产生严重不良影响，产生了民众和政府的对立情绪，影响了社会的和谐稳定，急需创新一种符合我国垃圾“欠分类”现状的无害化处理方法。

另一方面，我国存在大量的矿山废弃巷道和采空区以及地表有公路和城市建筑等需要保护而没有开采的资源，因缺少廉价的充填物料，而无法及时充填处理造成了土地塌陷、地下水流失、环境污染、浪费大量宝贵矿产资源等问题，严重影响了矿区生态环境与经济发展。

我国目前面临着“城市垃圾处理资源有限”和“采矿废弃空间量大面广”的情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种城市固体废弃物深井封闭和充填开采方法。

该方法包括如下步骤：

S1、城市固体废弃物垃圾在城市周边的垃圾处理厂通过筛选、打包、成型机制备成颗粒状或砌块状充填体；

S2、将S1中制备好的充填体在矿井地面工业广场通过钻孔管道或副井运输到井下；

S3、到达井下的颗粒状充填体通过皮带或矿车运送到废弃的巷道，采用体积充填工艺通过抛粒机进行封闭充填；

S4、到达井下的砌块状充填体通过平板车或矿车运送到采矿工作面的液压支架后座的轨道上，采用强度充填工艺，通过紧跟在平板车后面的卸载机由下而上堆砌充填采空区，并隔段注浆处理；

S5、上述充填体在废弃的巷道充填以后，采取固体废弃物封存的方法进行封存；

S6、城市固体废弃物经S5封存充填后，采取监测和预警措施，保障充填体和封闭区域的安全性。

其中，S1中垃圾处理厂的处理过程包括陈腐垃圾的收集、分选、粉碎、压滤水、添加胶凝、污水固结、垃圾压缩成型、表面封装、仓储和外运。

S1中成型机包括颗粒状成型机和砌块状成型机，颗粒状成型机包括压缩-制粒机、封粒机、颗粒包装机；砌块状成型机包括压缩-制块机、封块机、块体包装机。

S2中充填体运输到井下，颗粒状的充填体采取钻孔管道输送的方式，钻孔管道的直径比充填体直径大3cm；砌块状的充填体利用原有矿井的副井或者新掘副井运输至井下，其中，副井包括竖井和斜井，竖井的强度充填用罐笼进行运输，斜井采用皮带或者矿车运输。

S3中体积充填工艺指球形充填体依赖体积进行充填，以城市垃圾封闭为主要目的，包括仅深埋垃圾、深埋垃圾兼顾采矿两种情况，由于充填体是球形，各个充填体不能够进行完全的接触，充填体相互之间存在缝隙，可以在裂隙之间进行注浆胶结。体积充填为采出矿物的体积远大于要进行充填的充填体的体积。

S3中的抛粒机为一种可以前后左右上下移动的抛掷颗粒充填体的设备，包括支架、电机、滚轮、皮带、挡板、轮胎和操作台。