[发明专利]一种资源共伴生矿区煤矸石综合利用系统及应用方法

说明书

本发明公开了一种资源共伴生矿区煤矸石综合利用系统及应用方法。所述资源共伴生矿区煤矸石综合利用系统，包括赋存机构、运转机构、处理机构、执行机构，赋存机构设置松散地层、铀储层、工作面层、油气储层，运转机构设置综合库、酸浸剂制备罐、黏合剂罐、铀罐、油气管、采油机、油气丛井、抽瓦斯井、抽瓦斯泵、瓦斯输运管、补剂井、输气管、输铀管、地浸管、抽铀泵、抽铀井、地浸井，处理机构设置煤矸分选机、采煤体、煤矸混合体、煤矸气化炉、II传输带、III传输带、气驱管、气驱泵、气驱井、沿空巷道，执行机构设置碎矸注浆机、采空区、I传输带、IV传输带、注浆管、支撑体。本发明通过四大机构密切配合，实现资源共伴生矿区煤矸石绿色高效利用。

技术领域

本发明涉及一种资源共伴生矿区煤矸石综合利用系统及应用方法。

背景技术

煤炭是我国主要能源，多年来一直支撑着我国经济的快速发展，但是煤矿开采会产出大量的固体废物煤矸石，煤矸石的堆积不但会埋压破坏原本的地貌植被，并且排放的过程会形成大量粉尘、自燃时更会形成影响植物存活的有毒物质，对附近居民生存环境和矿区自然环境产生了严重的危害。而鄂尔多斯煤矿作为我国最大的煤矿之一，更是积累了数以亿计的废弃煤矸石，同时鄂尔多斯煤矿附近又发现了煤、油、非常规天然气、铀矿等大量伴生资源，这些资源叠置赋存，如何合理协调开发尚面临大量难题，合理设计开采方式，资源化利用废弃煤矸石可以大幅减小对矿区环境的危害，还能提高油气开采率，减少各种伴生资源开采成本，并充分利用伴生矿区地下空间功能。基于上述情况，迫切需要一种资源共伴生矿区煤矸石综合利用系统及应用方法，以达到对煤矸石进行资源化利用的目的，同时还能实现煤及其共伴生资源绿色协调开采以及废弃煤矸石资源的高效利用。

发明内容

本发明实施的目的在于提出一种资源共伴生矿区煤矸石综合利用系统，基于规划运转机构，利用沿空巷道空间构建处理机构和执行机构，开展废弃矸石资源化利用同时抽取采空区遗留瓦斯资源，进行煤、铀及油气共伴生矿区的绿色合理开发，利用处理机构充分发挥煤及矸石功能，提高油气开采率并减少铀矿开采成本，解决废弃矸石堆积占用大量空间、释放有害气体污染环境等问题，配合执行机构构筑支撑体，形成采空区可利用空间，最终实现煤及其共伴生资源绿色协调开采与废弃煤矸石资源的高效利用。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种资源共伴生矿区煤矸石综合利用系统，包括：

赋存机构，包括松散地层、铀储层、工作面层、油气储层；运转机构，包括综合库、酸浸剂制备罐、黏合剂罐、铀罐、油气管、采油机、油气丛井、抽瓦斯井、抽瓦斯泵、瓦斯输运管、补剂井、输气管、输铀管、地浸管、抽铀泵、抽铀井、地浸井；处理机构，包括煤矸分选机、采煤体、煤矸混合体、煤矸气化炉、II传输带、III传输带、气驱管、气驱泵、气驱井、沿空巷道；执行机构，包括碎矸注浆机、采空区、I传输带、IV传输带、注浆管、支撑体。所述松散地层位于所述铀储层上部，所述铀储层位于所述工作面层上部，所述工作面层位于所述油气储层上部，所述综合库、酸浸剂制备罐、黏合剂罐、铀罐、采油机、抽瓦斯泵置于所述地表上部，所述抽铀井通过所述抽铀泵和输铀管与铀罐相连，所述地浸井通过地浸管与酸浸剂制备罐连接，所述抽铀井和地浸井位于所述松散地层与铀储层之间，所述补剂井位于所述松散地层与所述工作面层之间，上端连接所述黏合剂罐，下端连接所述碎矸注浆机，所述抽瓦斯井位于所述松散地层与所述工作面层之间并通过所述抽瓦斯泵和瓦斯输运管与综合库相连接，所述采油机通过所述油气管与综合库相连，所述油气丛井位于所述松散地层与所述油气储层之间，所述采煤体、煤矸混合体、煤矸分选机、智能煤矸汽化炉、气驱泵、II传输带、III传输带、沿空巷道位于所述工作面层内，所述煤矸混合体通过所述采煤体与所述煤矸分选机相连，所述煤矸分选机通过I传输带、III传输带分别与所述碎矸注浆机、智能煤矸汽化炉连接，所述II传输带与所述煤矸分选机相连，所述气驱井位于所述工作面层与所述油气储层之间并通过所述气驱泵与所述煤矸气化炉连接，所述碎矸注浆机、注浆管、采空区、支撑体、I传输带、IV传输带位于所述工作面层中，所述I传输带通过所述IV传输带与所述智能煤矸汽化炉相连，所述碎矸注浆机通过所述注浆管与所述支撑体相连，所述支撑体位于所述采空区侧面。