[实用新型]一种煤矸石粉覆岩压实注浆充填开采系统

说明书

本实用新型涉及一种煤矸石粉覆岩压实注浆充填开采系统，属于采矿工程绿色开采领域，将煤矿采煤和洗煤过程中产生的固体废物煤矸石通过地面的粗破、细破、研磨、筛分设备制成粉末状，与水混合制成浆体；在采煤工作面回采期间，根据覆岩条件选择充填层位，利用地面注浆充填系统将煤矸石粉浆液通过钻孔高压充填至覆岩内，压实下伏破碎岩体，在工作面中部形成支撑体，支撑上覆岩层及地表，从而保护含水层、土地、建(构)筑物等，解决煤矸石固废处理难题。

技术领域

本实用新型属于采矿工程绿色开采领域，具体涉及一种煤矸石粉覆岩压实注浆充填开采系统，用于煤矸石固废的处理及含水层、土地、建(构)筑物、生态环境的保护。

背景技术

煤炭作为我国最重要的支柱性能源产业，虽为解决生活和生产需求做出巨大贡献，但其开采导致了大量的采动损害和环境问题，例如地表塌陷，导致水土流失，土地资源破坏；地面建(构)筑物破坏，造成经济损失；含水层破坏，影响生产生活用水等。

煤矸石为煤炭开采产生的固体废物，产量巨大，中国历年已积存矸石约1000Mt，并且每年仍继续排放约100Mt。尽管少量煤矸石被用于生产水泥、混凝土的轻质骨料和耐火砖等建筑材料，但大量煤矸石被作为废弃物进行填埋堆积处理，带来了严重的环境问题：占用大量土地，侵蚀大片良田，煤矸石风化后的扬尘危及周边环境，同时煤矸石经过雨淋、水、空气的综合作用，发生一系列物理和化学变化，将加重对大气、土壤和水体的污染。

因此，有必要研究一种煤矸石粉覆岩压实注浆充填开采系统，解决煤矸石固废处理难题，并保护含水层、土地、建(构)筑物、生态环境。

实用新型内容

本实用新型提供了一种煤矸石粉覆岩压实注浆充填开采系统，包括煤矸石粉制备系统和注浆系统，所述煤矸石粉制备系统包括依次排布的铲车、振动给料机、第一破碎机、皮带输送机、第二破碎机、给料机、球磨机、筛分仪，所述铲车用于将采煤或洗煤过程中获得的煤矸石给入振动给料机，振动给料机将煤矸石给入第一破碎机以对煤矸石进行一级破碎，一级破碎后的煤矸石通过皮带输送机传送给第二破碎机以进行二级破碎，二级破碎后的煤矸石通过给料机传送至球磨机，通过球磨机粉碎成煤矸石粉，将煤矸石粉给入筛分仪进行筛分，从而获得符合要求的煤矸石粉；

所述注浆系统包括搅拌池、蓄水池、泥浆泵、空气包、孔口装置和钻孔，搅拌池、泥浆泵、空气包和孔口装置通过输浆管路依次连接，孔口装置设置在钻孔顶端，作为钻孔和输浆管路的转接；蓄水池通过输水管向搅拌池供水，筛分后符合要求的煤矸石粉通过给料机构给入搅拌池。

优选的，筛分后不符合要求的煤矸石粉通过输送装置输送至球磨机再次进行磨碎。

优选的，在第二破碎机与给料机之间增设有振动筛，二级破碎后的煤矸石通过振动筛进行筛分，获得一定数量的符合要求的煤矸石粉进入球磨机，其余部分通过给料机传送至第二破碎机。优选的，输水管上设置有流量控制仪。

优选的，所述泥浆泵具有多个。

优选的，所述空气包为一个中空的腔体结构，一侧设置有多个进口分别与多个泥浆泵连接，另一侧设置有与输浆管路连接的出口；进一步的，空气包上还可以设置压力表。

优选的，在孔口装置上设置有压力表。

有益效果：本实用新型将煤矸石通过两级破碎、研磨制成浆体，并通过注浆系统充填至覆岩内，高压浆体向下压实破碎岩体、向上支撑覆岩及地表。本实用新型环保、高效、成本低，一站式将煤矸石制成浆体并充填，解决了煤矸石固废处理与地表塌陷的双重难题，消除了矸石山，避免了煤矸石地面堆放导致的发火、污染问题，同时通过将其充填至覆岩内，有效保护了含水层、土地、建(构)筑物、生态环境。

附图说明

图1是本实用新型充填开采系统示意图。

图2是本实用新型钻孔平面示意图。