一种井下充填系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及煤矿充填的技术领域，尤其是涉及一种井下充填系统及方法。本发明专利技术提供的井下充填系统，包括主管路和副管路，主管路与副管路连通；主管路设置于采煤工作面的巷道中，副管路通过充填孔设置于主关键层下方，且位于与离层空间相对应的位置；充填时，通过主管路和副管路将第一充填料充填至离层空间内。充填孔只需由巷道钻至主关键层的下方即可，工艺简单便于后期维护，且能在不破坏主关键层强度的前提下，保证离层空间的充填效果，同时将主管路布置在巷道内，只需要对副管路打充填孔，有效减少了施工量，且主管路暴露在巷道，方便维护，副管路插入充填孔，拆装方便。拆装方便。拆装方便。

【技术实现步骤摘要】
一种井下充填系统及方法


[0001]本专利技术涉及煤矿充填的
，尤其是涉及一种井下充填系统及方法。

技术介绍

[0002]我国煤炭资源大规模生产和利用的过程中会产生大量的固体废弃物——煤矸石，产量约3～6亿吨/年。目前国内现有的固废处理技术主要包括煤矸石综合利用和煤矸石井下充填。
[0003]其中煤矸石井下充填技术中是将煤矸石制成适宜的浆液后，利用注浆充填技术将其充填至覆岩采动裂隙内，不仅能够实现矸石减排的目的，还能够达到岩层控制与地表减沉等多重目的。
[0004]但是，现有技术中是通过地面钻孔向煤层上覆岩层中的采动裂隙内注浆，此种钻孔方式需要穿过不同高度的岩层，各层下沉差异大，导致钻孔经受变形大，易出现破坏；或者是在巷道内钻孔进入注浆充填关键层内，再向下钻孔向采动裂隙内注浆，此种钻孔方式需要进入强度较大的注浆充填关键层内，且钻进轨迹曲折。这两种钻孔方式虽然能够实现向采动裂隙内注浆，但施工难度均较大，且均破坏了注浆充填关键层的整体强度，增加了塌陷的风险。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种井下充填系统及方法，以解决现有技术钻孔施工难度均较大，且均破坏了注浆充填关键层的整体强度，增加了塌陷风险的技术问题。
[0006]本专利技术提供的一种井下充填系统，包括：主管路和副管路，所述主管路与所述副管路连通；
[0007]所述主管路设置于采煤工作面的巷道中，所述副管路通过充填孔设置于主关键层下方，且位于与离层空间相对应的位置；
[0008]充填时，通过所述主管路和所述副管路将第一充填料充填至所述离层空间内。
[0009]作为一种进一步的技术方案，所述副管路伸入所述充填孔的深度可调。
[0010]作为一种进一步的技术方案，所述主管路与所述副管路的连接处通过软管连接。
[0011]作为一种进一步的技术方案，还包括第二充填料，所述第二充填料用于当监测到充填完成，通过所述主管路和所述副管路充填所述充填孔，以封闭所述充填孔。
[0012]作为一种进一步的技术方案，所述采煤工作面具有多个，所述副管路设置于其中一个所述采煤工作面的主关键层下方，所述主管路设置于需要充填的所述采煤工作面的第一巷道内；
[0013]或者，所述主管路设置于与其相邻的所述采煤工作面的第二巷道内。
[0014]本专利技术提供的一种井下充填方法，基于上述井下充填系统，所述井下充填方法包括如下步骤：
[0015]选定主关键层，所述主关键层的下界面即为离层空间；
[0016]在所述主关键层的下方与所述离层空间相对应的位置开设充填孔，所述充填孔与巷道相连通；
[0017]将主管路布置在所述巷道内，副管路插入所述充填孔内；
[0018]在采煤过程中，当所述离层空间的裂隙与充填孔连通后，通过所述主管路和所述副管路向所述离层空间的裂隙中充填第一充填料。
[0019]作为一种进一步的技术方案，步骤通过所述主管路和所述副管路向所述离层空间的裂隙中充填第一充填料的过程中，具体为：所述副管路在所述充填孔内逐渐后退。
[0020]作为一种进一步的技术方案，步骤所述副管路在所述充填孔内逐渐后退之后，还包括如下步骤：
[0021]当监测到所述副管路将退出所述充填孔，则将所述第一充填料切换为第二充填料，并通过所述主管路和所述副管路充填所述充填孔，以封闭所述充填孔。
[0022]作为一种进一步的技术方案，将主管路布置在所述巷道内的步骤中，具体为：将所述主管路布置在需要充填的采煤工作面的第一巷道内；
[0023]或者，将所述主管路布置在与需要充填的采煤工作面相邻的另一个采煤工作面的第二巷道内。
[0024]作为一种进一步的技术方案，所述第一充填料包括矸石浆液，所述第二充填料包括可固化的材料。
[0025]与现有技术相比，本专利技术提供的一种井下充填系统及方法所具有的技术优势为：
[0026]本专利技术提供的井下充填系统，包括主管路和副管路，主管路与副管路连通；主管路设置于采煤工作面的巷道中，副管路通过充填孔设置于主关键层下方，且位于与离层空间相对应的位置；充填时，通过主管路和副管路将第一充填料充填至离层空间内。
[0027]由于副管路通过充填孔设置于主关键层下方，且位于与离层空间相对应的位置，因此充填孔只需由巷道钻至主关键层的下方即可，工艺简单便于后期维护，且能在不破坏主关键层强度的前提下，保证离层空间的充填效果，同时将主管路布置在巷道内，只需要对副管路打充填孔，有效减少了施工量，且主管路暴露在巷道，方便维护，副管路插入充填孔，拆装方便。
[0028]本专利技术提供的井下充填方法，基于上述井下充填系统，由此，其所达到的技术优势及效果包括上述井下充填系统所达到的技术优势及效果，此处不做详细阐述。
[0029]本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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。
[0031]图1为本专利技术实施例提供的一种主管路和副管路与采煤工作面之间位置关系的平面图；
[0032]图2为本专利技术实施例提供的图1中的A
‑
A向剖视图；
[0033]图3为本专利技术实施例提供的图1中的B
‑
B向剖视图；
[0034]图4为本专利技术实施例提供的一种离层空间的裂隙发育与副管路之间的剖面图；
[0035]图5为本专利技术实施例提供的另一种离层空间的裂隙发育与副管路之间的剖面图；
[0036]图6为本专利技术实施例提供的另一种主管路和副管路与采煤工作面之间位置关系的平面图；
[0037]图7为本专利技术实施例提供的一种主管路和副管路与采煤工作面之间位置关系的剖面图。
[0038]图标：1
‑
采煤工作面；2
‑
副管路；3
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主管路；4
‑
第一巷道；5
‑
主关键层；6
‑
煤层底板；7
‑
导水裂隙带和垮落带；8
‑
离层空间；9
‑
煤柱；10
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采空区；11
‑
第二巷道。
具体实施方式
[0039]下面将结合实施例对本专利技术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做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。
[0040]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井下充填系统，其特征在于，包括：主管路(3)和副管路(2)，所述主管路(3)与所述副管路(2)连通；所述主管路(3)设置于采煤工作面(1)的巷道中，所述副管路(2)通过充填孔设置于主关键层(5)下方，且位于与离层空间(8)相对应的位置；充填时，通过所述主管路(3)和所述副管路(2)将第一充填料充填至所述离层空间(8)内。2.根据权利要求1所述的井下充填系统，其特征在于，所述副管路(2)伸入所述充填孔的深度可调。3.根据权利要求2所述的井下充填系统，其特征在于，所述主管路(3)与所述副管路(2)的连接处通过软管连接。4.根据权利要求2所述的井下充填系统，其特征在于，还包括第二充填料，所述第二充填料用于当监测到充填完成，通过所述主管路(3)和所述副管路(2)充填所述充填孔，以封闭所述充填孔。5.根据权利要求1所述的井下充填系统，其特征在于，所述采煤工作面(1)具有多个，所述副管路(2)设置于其中一个所述采煤工作面(1)的主关键层(5)下方，所述主管路(3)设置于需要充填的所述采煤工作面(1)的第一巷道(4)内；或者，所述主管路(3)设置于与其相邻的所述采煤工作面(1)的第二巷道(11)内。6.一种井下充填方法，其特征在于，基于权利要求1
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5任意一项所述的井下充填系统，所述井下充填方法包括如下步骤：选定主关键层(5)，所述主关键层(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁兴国，李龙，刘纯，
申请(专利权)人：天津美腾科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：