[发明专利]一种固体充填采煤采空区预铺防渗层的装置

说明书

一种固体充填采煤采空区预铺防渗层的装置，每个支架的底座两侧安装滚筒架，呈悬臂状置于支架底座的后方。各滚筒的滚轴安装在对应的一对滚筒架端部，各个密封剂储存装置设置在相应的滚筒内部，各滚筒架端部均铰接一个支杆，支杆的端部设置密封剂撒布器，密封剂撒布器连接相应的密封剂储存装置。每个滚筒均卷裹防渗层，各个滚筒在高度位置上高低间隔设置，处于高位的滚筒上的密封剂撒布器置于防渗层的底面，处于低位的滚筒上的密封剂撒布器置于防渗层上面。相邻滚筒的端部重叠设定的长度，滚筒卷裹的防渗层铺设后，相邻的防渗层边缘重叠并密封。本发明装置，实现了采煤工作与铺设防渗层、充填工作平行作业，工作效率高。

技术领域

本发明涉及一种固体充填采煤采空区预铺防渗层的装置，具体涉及“三下”充填开采过程中固体充填采煤采空区预铺防渗层防止煤矸石充填体污染地下水的技术领域。

背景技术

近年来，随着国家对环境保护的重视，煤矸石作为煤炭企业固体废弃物材料（其产量占到了煤炭资源开采量的10%～15%），其地面排放与处理受到了严格的限制。各大煤炭企业积极寻求并大力发展矸石井下分选、煤矸石井下储存、井下充填置换煤炭等矸石不上井与零排放的相关技术，综合机械化固体充填采煤技术作为一种我国自主研发的、能够与环境相容的绿色开采技术，在控制采场覆岩移动及地表沉陷的基础上，达到置换建（构）筑物下、水体下、铁路下压煤、有效利用地面与井下矸石、保护地表建筑物及矿区生态环境的目的，有效兼顾了煤矿开采的经济效益与环境效益，获得了广泛的关注及较大规模的推广应用，目前已推广至全国十多个矿区近40个工作面，高效地将地面矸石山充填至煤矿采空区处理，并实现了矿井矸石零排放，解决了困扰煤矿多年的矸石山治理难题，成为现代化矿井实现绿色开采的有效技术途径。

煤矸石作为煤炭形成过程中的伴生物，在地面堆积或大规模充填至采空区时，其内含的重金属离子处于二次富集的状态，同时，采空区属于一个长期相对封闭、阴暗潮湿的环境，受到采深、地热及矿井水等影响，其所处环境为高应力、一般高于常温（部分采空区受地热影响地温可达到30°～40°以上）的相对封闭环境，加之上覆岩层顶板裂隙发育以及煤层开采过程中均会有水涌出，充入采空区的煤矸石会一直处于一个水环境中。

这部分煤矸石经过长期的矿井水淋溶、浸泡，其中含有的重金属和无机盐经过水溶解后从煤矸石中析出释放，在一定条件下随着矿井水的流动在采空区及底板范围内迁移，并可能渗入下伏含水层中，对地下水环境造成一定潜在的影响。

针对煤矸石充填开采过程中存在的淋溶液中重金属离子向地板岩层迁移，影响地下水环境等问题，如何开发一种新的采煤方法，既能保证充填采煤工作的正常进行，提高生产效率，又能降低地下水污染的风险是目前亟待解决的科学难题。

发明内容

针对充填开采过程中重金属离子污染风险问题，本发明提出了一种固体充填采煤采空区预铺防渗层的装置，用于固体充填采煤采空区预铺防渗层，防止煤矸石充填体污染地下水。

本发明提出的固体充填采煤采空区预铺防渗层的装置，包括若干对滚筒架、若干滚筒、若干密封剂储存装置；每对滚筒架通过螺母固定在各支架底座左右两侧，呈悬臂状置于支架底座的后方；所述各滚筒的滚轴安装在对应的一对滚筒架端部；所述各个密封剂储存装置设置在相应的滚筒内部，各滚筒架端部均铰接一个支杆，支杆的端部设置密封剂撒布器，密封剂撒布器与支杆垂直且弯向滚筒一侧，密封剂撒布器连接相应的密封剂储存装置；每个滚筒均卷裹防渗层，各个滚筒在高度位置上高低间隔设置，处于高位的滚筒上的密封剂撒布器置于防渗层的底面，处于低位的滚筒上的密封剂撒布器置于防渗层上面。

所述相邻滚筒的端部重叠设定的长度，滚筒卷裹的防渗层铺设后，相邻的防渗层边缘重叠。

所述防渗层共由五层构成，第一层和第五层为金属网，第二层和第四层为VC聚氯乙烯，第三层为黏土，具有可更换性。