一种老废弃矿井放置废弃混凝土及封存二氧化碳的系统技术方案

本发明专利技术公开了一种老废弃矿井放置废弃混凝土及封存二氧化碳的系统，储水箱通过第一管路与脉动泵的进口连通，脉动泵的出口通过第二管路与第一三通阀其中一个端口连通，第一三通阀另外两个端口分别与第三管路的一端和第四管路的一端连通，第三管路的另一端与第二三通阀其中一个端口连通，第二三通阀另外两个端口分别与料斗的出料口和第五管路的一端连通，第四管路的另一端穿过高压密封盖伸入到矿井采空区内，第六管路的另一端穿过高压密封盖伸入到煤层气抽采管内。本发明专利技术将废弃混凝土充填到废弃矿井采空区内，同时将二氧化碳气体充入矿井采空区内，从而解决废弃混凝土放置、废弃矿井填充及二氧化碳封存的问题，降低土地污染及大气温室效应。

【技术实现步骤摘要】
一种老废弃矿井放置废弃混凝土及封存二氧化碳的系统
本专利技术涉及一种老废弃矿井放置废弃混凝土及封存二氧化碳的系统。
技术介绍
混凝土作为人类最大用量的建筑材料，其理论与技术已日趋成熟。然而目前大量混凝土被应用的同时对人居环境和生态系统带来了负面影响。中国建筑的平均寿命较短仅为35年，远低于欧洲70年的使用寿命，城市拆迁及工程改造也废弃了大量的混凝土，根据现有数据推算得出到2020年，我国废弃混凝土量将达到6.28亿吨，由于目前中国的废弃混凝土97％都是直接填埋和露天堆积，这样就会浪费了大量的土地资源，而且污染了环境。因此如何处理废弃混凝土既不会占用土地资源，也可以降低对环境的污染是亟需解决的问题。另外我国是世界上最大的煤炭生产和消费国。长期大规模高强度的煤炭开采产生了为数众多的废弃矿井和面积巨大的采空区，采空后会对采空区进行抽采煤层气；对于废弃矿井可划分为新废弃矿井和老废弃矿井，新废弃矿井是指已经停止生产，但是矿井中的运输设备还未拆除；而老废弃矿井是指矿井已经停产一定时间且矿井中的运输设备已完全拆除，并且对矿井进行封堵，但是目前这种封堵仅仅是封堵抽采井口，井下的采空区依然空缺，从而使采空区的地面易发生沉降、塌陷等灾害情况，因此如何对老废弃矿井的采空区进行填充后降低沉降、塌陷等灾害情况发生是亟需解决的问题。由于全球碳循环的失汇，即人类活动如矿物燃料燃烧与毁林等释放到大气中的二氧化碳超过同期地球大气中二氧化碳的增量及海洋吸收量的现象，这样就会导致大气中的二氧化碳越来越多，从而导致地球温室效应的加剧，最终导致全球出现极端天气的情况大大增加，虽然已知的材料中有些对二氧化碳气体具有吸收作用，如混凝土，但是由于混凝土都是用于建筑的构造，因此也不具有封存所需的密闭空间从而无法进行二氧化碳气体的封存，因此如何对人类活动后产生的二氧化碳气体进行封存使其不排放到大气中也是亟需解决的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种老废弃矿井放置废弃混凝土及封存二氧化碳的系统，将废弃混凝土充填到废弃矿井采空区内，同时将二氧化碳气体充入矿井采空区内，从而解决废弃混凝土放置、废弃矿井填充及二氧化碳封存的问题，降低土地污染及大气温室效应。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：该种利用废弃矿井放置废弃混凝土及封存二氧化碳的系统，包括储水箱、第一管路、脉动泵、控制器、料斗、大孔径筛、小孔径筛、振动器、第二管路、第一三通阀、第三管路、第四管路、第五管路、第二三通阀、高压密封盖、二氧化碳存贮装置、二氧化碳输送管、第三三通阀、第六管路和激光测距仪，储水箱通过第一管路与脉动泵的进口连通，脉动泵的出口通过第二管路与第一三通阀其中一个端口连通，第一三通阀另外两个端口分别与第三管路的一端和第四管路的一端连通，第三管路的另一端与第二三通阀其中一个端口连通，第二三通阀另外两个端口分别与料斗的出料口和第五管路的一端连通，料斗设置在第二三通阀上方，所述大孔径筛和小孔径筛均水平设置在料斗内且大孔径筛处于小孔径筛上方，振动器固定在料斗外表面；第五管路的另一端与第三三通阀其中一个端口连通，第三三通阀另外两个端口分别与第六管路的一端和二氧化碳输送管的一端连通，二氧化碳输送管的另一端与二氧化碳存贮装置连通；高压密封盖密封固定在煤层气抽采管的端口，第四管路的另一端穿过高压密封盖伸入到矿井采空区内，第六管路的另一端穿过高压密封盖伸入到煤层气抽采管内，所述激光测距仪与高压密封盖固定连接；所述第一管路上设有第一阀门，第二管路上设有第二阀门、第三管路上设有第三阀门、第四管路上设有第四阀门，料斗与第二三通阀之间设有第五阀门，二氧化碳输送管上设有第六阀门；所述控制器与脉动泵、振动器和激光测距仪连接。进一步，所述第四管路的另一端处于垮落物上方0.1m～0.2m。进一步，所述第四管路的另一端设有四分出水口。进一步，所述料斗的进料口上设有透明塑料盖。进一步，所述控制器为可编程逻辑控制器。进一步，所述大孔径筛的筛孔直径为10mm，小孔径筛的筛孔直径为5mm。与现有技术相比，本专利技术通过脉动泵将饱和石灰水先注入煤层气抽采管内，从而能更好的清理煤层气抽采管，确保抽采管的通畅，有利于后续向采空区内通畅的输送废弃混凝土；在将废弃混凝土输送到采空区内时，采用激光测距仪实时测量地面到矿井采空区内废弃混凝土的距离，有助于准确掌握废弃混凝土的运送进度，防止废弃混凝土堵塞煤层气抽采管的底部管口，确保后续二氧化碳注入的通畅性；通过大孔径筛和小孔径筛的联合作用，其中大孔径筛起到料斗内的废弃混凝土均匀的输送到小孔径筛上，便于小孔径筛的粒径筛分作用，实现废弃混凝土粒径的从小到大逐步运送，有助于提高采空区废弃混凝土的存放量；另外在废弃混凝土运送过程中脉动注入饱和石灰水，能及时将在采空区内堆积的废弃混凝土冲散，使废弃混凝土随饱和石灰水的水流在采空区内的分布面积更广，有利于存贮更多的废弃混凝土，而且石灰水中的氢氧化钙成分能进一步加强对二氧化碳的吸收和存贮，减轻二氧化碳引起的温室效应；由于二氧化碳的密度比空气重，被注入的二氧化碳在自身重力作用下，向废弃混凝土堆积底部扩散，与废弃混凝土及石灰水的氢氧化钙反应，完成二氧化碳的封存。综上所述，本专利技术将废弃混凝土充填到废弃矿井采空区内，同时将二氧化碳气体充入矿井采空区内，从而解决了废弃混凝土放置、废弃矿井填充及二氧化碳封存的问题，进而实现降低土地污染、防止采空区沉降、塌陷及治理大气温室效应的作用。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图中：1、储水箱；2、第一阀门；3、第一管路；4、脉动泵；5、控制器；6、料斗；7、大孔径筛；8、小孔径筛；9、透明塑料盖；10、振动器；11、第二管路；12、第二阀门；13、第一三通阀；14、第三管路；15、第三阀门；16、第四管路；17、第四阀门；18、四分出水口；19、第五管路；20、第五阀门；21、第二三通阀；22、高压密封盖；23、二氧化碳存贮装置；24、二氧化碳输送管；25、第六阀门；26、第三三通阀；27、第六管路；28、激光测距仪；29、地面钻井；30、煤层气抽采管；31、矿井采空区；32、垮落物。具体实施方式下面将对本专利技术作进一步说明。如图1所示，本专利技术包括储水箱1、第一管路3、脉动泵4、控制器5、料斗6、大孔径筛7、小孔径筛8、振动器10、第二管路11、第一三通阀13、第三管路14、第四管路16、第五管路19、第二三通阀21、高压密封盖22、二氧化碳存贮装置23、二氧化碳输送管24、第三三通阀26、第六管路27和激光测距仪28，储水箱1通过第一管路3与脉动泵4的进口连通，脉动泵4的出口通过第二管路11与第一三通阀13其中一个端口连通，第一三通阀13另外两个端口分别与第三管路14的一端和第四管路16的一端连通，第三管路14的另一端与第二三通阀21其中一个端口连通，第二三通阀21另外两个端口分别与料斗6的出料口和第五管路19的一端连通，料斗6设置在第二三通阀21上方，所述大孔径筛7和小孔径筛8均水平设置在料斗6内且大孔径筛7处于小孔径筛8上方，振动器10固定在料斗6外表面；第五管路19的另一端与第三三通阀26其中一个端口连通，第三三通阀26另外两个端口分别与第六管路27的一端和二氧化碳输送管24的一端连通，二氧化碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种老废弃矿井放置废弃混凝土及封存二氧化碳的系统，其特征在于，包括储水箱(1)、第一管路(3)、脉动泵(4)、控制器(5)、料斗(6)、大孔径筛(7)、小孔径筛(8)、振动器(10)、第二管路(11)、第一三通阀(13)、第三管路(14)、第四管路(16)、第五管路(19)、第二三通阀(21)、高压密封盖(22)、二氧化碳存贮装置(23)、二氧化碳输送管(24)、第三三通阀(26)、第六管路(27)和激光测距仪(28)，储水箱(1)通过第一管路(3)与脉动泵(4)的进口连通，脉动泵(4)的出口通过第二管路(11)与第一三通阀(13)其中一个端口连通，第一三通阀(13)另外两个端口分别与第三管路(14)的一端和第四管路(16)的一端连通，第三管路(14)的另一端与第二三通阀(21)其中一个端口连通，第二三通阀(21)另外两个端口分别与料斗(6)的出料口和第五管路(19)的一端连通，料斗(6)设置在第二三通阀(21)上方，所述大孔径筛(7)和小孔径筛(8)均水平设置在料斗(6)内且大孔径筛(7)处于小孔径筛(8)上方，振动器(10)固定在料斗(6)外表面；第五管路(19)的另一端与第三三通阀(26)其中一个端口连通，第三三通阀(26)另外两个端口分别与第六管路(27)的一端和二氧化碳输送管(24)的一端连通，二氧化碳输送管(24)的另一端与二氧化碳存贮装置(23)连通；高压密封盖(22)密封固定在煤层气抽采管(30)的端口，第四管路(16)的另一端穿过高压密封盖(22)伸入到矿井采空区(31)内，第六管路(27)的另一端穿过高压密封盖(22)伸入到煤层气抽采管(30)内，所述激光测距仪(28)与高压密封盖(22)固定连接；所述第一管路(3)上设有第一阀门(2)，第二管路(11)上设有第二阀门(12)、第三管路(14)上设有第三阀门(15)、第四管路(16)上设有第四阀门(17)，料斗(6)与第二三通阀(21)之间设有第五阀门(20)，二氧化碳输送管(24)上设有第六阀门(25)；所述控制器(5)与脉动泵(4)、振动器(10)和激光测距仪(28)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种老废弃矿井放置废弃混凝土及封存二氧化碳的系统，其特征在于，包括储水箱(1)、第一管路(3)、脉动泵(4)、控制器(5)、料斗(6)、大孔径筛(7)、小孔径筛(8)、振动器(10)、第二管路(11)、第一三通阀(13)、第三管路(14)、第四管路(16)、第五管路(19)、第二三通阀(21)、高压密封盖(22)、二氧化碳存贮装置(23)、二氧化碳输送管(24)、第三三通阀(26)、第六管路(27)和激光测距仪(28)，储水箱(1)通过第一管路(3)与脉动泵(4)的进口连通，脉动泵(4)的出口通过第二管路(11)与第一三通阀(13)其中一个端口连通，第一三通阀(13)另外两个端口分别与第三管路(14)的一端和第四管路(16)的一端连通，第三管路(14)的另一端与第二三通阀(21)其中一个端口连通，第二三通阀(21)另外两个端口分别与料斗(6)的出料口和第五管路(19)的一端连通，料斗(6)设置在第二三通阀(21)上方，所述大孔径筛(7)和小孔径筛(8)均水平设置在料斗(6)内且大孔径筛(7)处于小孔径筛(8)上方，振动器(10)固定在料斗(6)外表面；第五管路(19)的另一端与第三三通阀(26)其中一个端口连通，第三三通阀(26)另外两个端口分别与第六管路(27)的一端和二氧化碳输送管(24)的一端连通，二氧化碳输送管(24)的另一端与二氧化碳存贮装置(23)连通；高压密封盖(22)密封固定在煤层气抽采管(30)的端口，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王圣程，姜慧，禄利刚，殷惠光，张朕，
申请(专利权)人：徐州工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32