一种煤基固废注浆填充系统和注浆的方法技术方案

本发明专利技术涉及煤矿绿色开采领域，公开了一种煤基固废注浆填充系统和注浆的方法，包括分级子系统和制浆子系统；分级子系统包括第一分级装置和第二分级装置；第一分级装置和第二分级装置内均设有至少一个筛网，筛网将第一分级装置和第二分级装置均分隔为多个依次层叠排布的分级单元；第一分级装置的至少一个分级单元通过皮带机与第二分级装置最上级的分级单元连接，第一分级装置剩下其它分级单元和第二分级装置中的全部分级单元均通过各自对应的料仓与制浆子系统连接。本发明专利技术通过分级子系统将煤电固废进行分级，并通过制浆子系统将分级后的产物分别或按比例进行制浆，使其作为减缓地表沉降的注浆充填使用，实现固废的无害化处理。

A Filling System and Grouting Method for Coal-based Solid Waste Grouting

【技术实现步骤摘要】
一种煤基固废注浆填充系统和注浆的方法
本专利技术涉及煤矿绿色开采领域，特别涉及一种煤基固废注浆填充系统和注浆的方法。
技术介绍
煤炭资源的开釆会导致严重的生态环境问题和社会问题：一方面，煤炭等资源在生产及利用过程中会产生大量的固体废弃物；另一方面，煤炭等资源的地下开采造成的地表沉陷等系列地质灾害对生态环境也会造成严重破坏。煤基固废(煤矸石、粉煤灰、煤渣、钻探岩芯及泥浆等)的大量堆放，不仅压占土地，浪费土地资源，其淋溶水还可能对周围土壤和地下水造成污染，此外，煤矸石、煤泥中含有一定的可燃物，在适宜的条件下会发生自燃排放二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和烟尘等有害气体污染大气环境，破坏生态环境。采煤造成的地面沉陷对当地生态环境也会造成破坏：一是会影响地表沙土的质量。沉陷区由于地表下沉导致沙土的物理性质恶化，使草原牧业农业生产水平降低；二是危及地面建筑物及基础设施。地面沉降不仅会导致地面房屋产生裂缝或变形，对公路、铁路及供电通讯等设施的破坏也极为严重。国家能源局、财政部、国土资源部和环境保护部在联合发布的《煤矿充填开采工作指导意见》中提出：新建煤矿不再设立永久性地面矸石山，临时周转堆存的煤矸石要制定综合利用方案，优先用于井下充填。国家发展改革委等10个部门联合修订的《粉煤灰综合利用管理办法》中也明确确立了坚持“以用为主”的指导思想，对粉煤灰综合利用项目在投资政策、建设资金方面给予支持，并实行减免税优惠政策支持。目前我国煤基固废处置途径主要分两类，一类是综合利用，另一类是井下处置。综合利用主要为填路、土地复垦、发电、生产建材等。但随着煤炭开采技术的发展，煤电企业生产规模的扩大，传统的处置方法无法将固废全部消化，尤其在我国中西部地区，生产建材和土地复垦等利用需求较少，固废运输费用较高，环保部门对固废污染问题严查源头责任，因此探索成本低廉的超大固废处置技术十分迫切。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于上述技术缺陷和应用需求，本申请提出一种煤基固废注浆填充系统和注浆的方法，不仅可以解决固废占地、环境污染、浪费土地资源的问题，同时还可以减少采煤引起的地面沉降，对采空区地表塌陷进行有效控制。(二)技术方案为解决上述问题，本专利技术提供一种煤基固废注浆填充系统，包括：分级子系统和制浆子系统；所述分级子系统用于将煤电固废进行分级，所述制浆子系统用于将所述分级子系统分级后的煤电固废进行制浆；所述分级子系统包括：第一分级装置和第二分级装置；所述第一分级装置和所述第二分级装置内均设有至少一个筛网，所述筛网将所述第一分级装置和所述第二分级装置均分隔为多个依次层叠排布的分级单元；其中，所述第一分级装置的至少一个所述分级单元通过皮带机与所述第二分级装置最上级的所述分级单元连接，所述第一分级装置剩下的其它所述分级单元和所述第二分级装置中的全部所述分级单元均通过各自对应的料仓与所述制浆子系统连接。进一步地，所述第一分级装置内设有第一筛网和第二筛网，所述第一筛网和所述第二筛网将所述第一分级装置分隔成依次层叠排布的第一分级单元、第二分级单元和第三分级单元；所述第二分级装置内设有第三筛网，所述第三筛网将所述第二分级装置分隔成依次层叠排布的第四分级单元和第五分级单元。进一步地，所述第一筛网、所述第二筛网和所述第三筛网的孔径逐渐减小。进一步地，所述第一分级单元通过第一分级料仓与所述制浆子系统连接；所述第二分级单元通过第二分级料仓与所述制浆子系统连接；所述第三分级单元通过皮带机与所述第四分级单元连接；所述第四分级单元通过第三分级料仓与所述制浆子系统连接；所述第五分级单元通过粉煤灰仓与所述制浆子系统连接。进一步地，所述制浆子系统包括：相互连接的预处理装置和搅拌装置；所述第一分级料仓、所述第二分级料仓和所述第三分级料仓均通过皮带机与所述预处理装置连接；所述粉煤灰仓通过皮带机与搅拌装置连接。进一步地，所述预处理装置包括依次顺序连接的破碎机、制砂机、中间料仓、球磨机和均匀配料仓；所述第一分级料仓、所述第二分级料仓和所述第三分级料仓均通过皮带机与所述破碎机连接。进一步地，所述搅拌装置包括依次顺序连接的第一搅拌机、第二搅拌机和注浆泵；所述粉煤灰仓与所述第一搅拌机相连，所述注浆泵用于将浆料输送至离层中。进一步地，所述第一分级装置和所述第二分级装置均连接有驱动装置，所述驱动装置用于控制所述第一分级装置和所述第二分级装置振动。进一步地，所述第一分级装置和所述第二分级装置均连接有减震结构。为解决上述问题，本专利技术提出一种利用上述煤基固废注浆填充系统进行注浆的方法，所述方法包括如下步骤：将煤电固废通过分级子系统分级后，利用制浆子系统进行制浆；在地表开设取样孔；通过取样孔对各个岩层进行取样、以获取各个关键层的层位信息；在工作面发生周期来压之前，在地表开设延伸至注浆层位的注浆孔，注浆层位为临近顶板的关键层与其下方软弱层之间的离层所在层位；通过注浆孔将浆液注入注浆层位对应的离层中。(三)有益效果本专利技术提供一种煤基固废注浆填充系统和注浆的方法，该煤基固废注浆填充系统先通过分级子系统将煤电固废进行分级，分别对煤电固废中的不同粒径的煤矸石以及煤灰进行分类，再通过制浆子系统将分级后的产物分别或按比例进行制浆，使最终产物均能够作为减缓地表沉降的矿井覆岩离层注浆充填使用，大幅度提高煤电固废的处理效率，达到固废零污染零排放，实现煤电固废的无害化处理。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的煤基固废注浆填充系统的结构示意图；其中，1：第一分级装置；2：第二分级装置；3：筛网；4：驱动装置；5：第一分级料仓；6：第二分级料仓；7：第三分级料仓；8：粉煤灰仓；9：破碎机；10：制砂机；11：中间料仓；12：球磨机；13：均匀配料仓；14：第一搅拌机；15：第二搅拌机；16：注浆泵。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供一种煤基固废注浆填充系统，如图1所示，包括：分级子系统和制浆子系统；分级子系统用于将煤电固废进行分级，制浆子系统用于将所述分级子系统分级后的煤电固废进行制浆。分级子系统包括：第一分级装置1和第二分级装置2；第一分级装置1和第二分级装置2内均设有至少一个筛网3，筛网3将第一分级装置1和第二分级装置2均分隔为多个依次层叠排布的分级单元。其中，第一分级装置1的至少一个分级单元通过皮带机与第二分级装置2最上级的分级单元连接，第一分级装置1剩下的其它所述分级单元和第二分级装置2中的全部分级单元均通过各自对应的料仓与制浆子系统连接。该注浆充填系统在工作过程中，煤电固废通过分级子系统，在第一分级装置1和第二分级装置2中依次进行筛选，筛选后可以将煤电固废中不同粒径的煤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤基固废注浆填充系统，其特征在于，包括：分级子系统和制浆子系统；所述分级子系统用于将煤电固废进行分级，所述制浆子系统用于将所述分级子系统分级后的煤电固废进行制浆；所述分级子系统包括：第一分级装置和第二分级装置；所述第一分级装置和所述第二分级装置内均设有至少一个筛网，所述筛网将所述第一分级装置和所述第二分级装置均分隔为多个依次层叠排布的分级单元；其中，所述第一分级装置的至少一个所述分级单元通过皮带机与所述第二分级装置最上级的所述分级单元连接，所述第一分级装置剩下的其它所述分级单元和所述第二分级装置中的全部所述分级单元均通过各自对应的料仓与所述制浆子系统连接。

【技术特征摘要】
1.一种煤基固废注浆填充系统，其特征在于，包括：分级子系统和制浆子系统；所述分级子系统用于将煤电固废进行分级，所述制浆子系统用于将所述分级子系统分级后的煤电固废进行制浆；所述分级子系统包括：第一分级装置和第二分级装置；所述第一分级装置和所述第二分级装置内均设有至少一个筛网，所述筛网将所述第一分级装置和所述第二分级装置均分隔为多个依次层叠排布的分级单元；其中，所述第一分级装置的至少一个所述分级单元通过皮带机与所述第二分级装置最上级的所述分级单元连接，所述第一分级装置剩下的其它所述分级单元和所述第二分级装置中的全部所述分级单元均通过各自对应的料仓与所述制浆子系统连接。2.根据权利要求1所述的煤基固废注浆填充系统，其特征在于，所述第一分级装置内设有第一筛网和第二筛网，所述第一筛网和所述第二筛网将所述第一分级装置分隔成依次层叠排布的第一分级单元、第二分级单元和第三分级单元；所述第二分级装置内设有第三筛网，所述第三筛网将所述第二分级装置分隔成依次层叠排布的第四分级单元和第五分级单元。3.根据权利要求2所述的煤基固废注浆填充系统，其特征在于，所述第一筛网、所述第二筛网和所述第三筛网的孔径逐渐减小。4.根据权利要求2所述的煤基固废注浆填充系统，其特征在于，所述第一分级单元通过第一分级料仓与所述制浆子系统连接；所述第二分级单元通过第二分级料仓与所述制浆子系统连接；所述第三分级单元通过皮带机与所述第四分级单元连接；所述第四分级单元通过第三分级料仓与所述制浆子系统连接；所述第五分级单元通过粉煤灰仓与所述制浆子系统连接。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱开成，齐宽，霍超，赵明，赵岳，
申请(专利权)人：中国煤炭地质总局勘查研究总院，
类型：发明
国别省市：北京,11