一种井下矸石浆体膏体两用气-液联动充填系统及工艺技术方案

本发明专利技术涉及井下矸石充填技术领域，特别涉及能够实现矸石浆体、膏体高效输送充填的新工艺，尤其是一种井下矸石浆体膏体两用气

【技术实现步骤摘要】
一种井下矸石浆体膏体两用气
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液联动充填系统及工艺


[0001]本专利技术涉及井下矸石充填
，特别涉及能够实现矸石浆体、膏体高效输送充填的新工艺，尤其是一种井下矸石浆体膏体两用气
‑
液联动充填系统及工艺。

技术介绍

[0002]传统充填方法分为干式充填和湿式充填，干式充填方法的充填动力主要有：自溜充填、风力充填、机械充填；湿式充填方法的充填动力主要为水力充填，将矸石破碎后加水搅拌制成矸石浆液，分为膏体和浆体两大类，一般根据具体充填要求进行选择。
[0003]现有技术中的充填设备很多时候，采用如专利公开号为CN106499435A的专利文献中所示的复杂结构；而且在传统工艺流程中膏体充填和浆体充填大多还是采用两套平行系统，各套系统采用不同的设备和流程，搅拌机和充填泵等设备也采用多套，整体耗材及设备成本相对较大，而且在井下有限空间内也会占据大量空间。
[0004]在充填方式来看，传统的充填方式多采用水力充填，传统水力充填工艺冲洗管道后，管道内会积存较多水，不便于管道拆卸、检修。
[0005]另外，目前传统的干式充填也有采用抛矸机或风力充填的多种方式；其中风力充填以压缩空气为动力，矸石通过风机产生的大流量低压风，将充填材料沿充填管路输送到采空区内进行充填。
[0006]现有的风力充填设备一般采用RRE
‑
200罗茨风机：电机功率200 kW，风量105m3/min，风压仅有0.07 MPa；其技术优点是：流量大，充填流量可达到80m3/h；缺点是：输送压力太小，只能开展近距离邻位充填，并不适用于长距离输送。
[0007]另外，以往的风力充填主要是充填干料，通过管道输送至充填区域，但是对于通过注浆钻孔往预定位置充填的工况，钻孔孔壁采动裂隙大量漏风，传统风力充填技术不适用。
[0008]基于上述的现有技术难题，本专利技术提出了一种在井下施工分散式定向注浆钻孔，并采用气
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液组合动力提供充填动力，将矸石浆液充填至废弃巷道或邻位采空区且能够实现矸石浆体、膏体高效输送充填的新工艺，用以更好地解决传统充填方法应用在长距离钻孔充填时，易发生堵孔事故，影响充填效率，增加充填成本的现有技术问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术为解决上述技术问题之一，所采用的技术方案是：一种井下矸石浆体膏体两用气
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液联动充填系统，包括矸石输送系统，所述矸石输送系统的上游与盾构机排料端相连，所述矸石输送系统的出料端分别与矸石浆体单元、矸石膏体单元相连，所述矸石浆体单元、所述矸石膏体单元的末端均与充填输送单元相连接，所述充填输送单元的末端接入注浆钻孔；所述矸石浆体单元输出的矸石浆体经所述充填输送单元输送并用于充填老采空区垮落带或覆岩离层；所述矸石膏体单元输出的矸石膏体经所述充填输送单元输送并用于充填正回采
工作面或巷道、或沿空留巷胶结充填。
[0010]在上述任一方案中优选的是，所述充填输送单元包括卧式搅拌机，所述卧式搅拌机的进料口用于接收来自所述矸石浆体单元输送过来的矸石浆体或接收来自所述矸石膏体单元输送过来的矸石岩粉，所述卧式搅拌机末端的储浆桶内安装有矿用渣浆泵，所述矿用渣浆泵的出口端连接有输浆管道，所述输浆管道的出口端与注浆钻孔相连接。
[0011]其中，双轴卧式搅拌机采用上下两级结构卧式搅拌机。
[0012]在上述任一方案中优选的是，在所述矿用渣浆泵下游的所述输浆管道末端安装有空压机，所述空压机与所述矿用渣浆泵配合实现对所述输浆管道内部的矸石浆体或矸石膏体提供输送动力，所述空压机靠近所述注浆钻孔位置设置且用于作为二次增加输送动力。
[0013]在上述任一方案中优选的是，在各所述空压机上均配置有储气罐。
[0014]在上述任一方案中优选的是，所述矸石输送系统包括三级转载皮带、四级转载皮带，所述四级转载皮带设置在所述三级转载皮带的下游。
[0015]在上述任一方案中优选的是，所述三级转载皮带的上游连接盾构机排料端，所述四级转载皮带的下游连接暂存料仓，所述暂存料仓的出料端处配合安装一号称重给料机，所述一号称重给料机经一号带式输送机与破碎机相连，所述破碎机的出料端与二号带式输送机相连，所述二号带式输送机的末端设置有两个出料口，各所述出料口分别通过具有转换功能的转溜滑槽实现与对应位置处的所述矸石浆体单元、所述矸石膏体单元相连接。
[0016]在上述任一方案中优选的是，在所述三级转载皮带与所述四级转载皮带之间设置有脱水筛，实验研究表明，矸石含水率超过4%会显著影响破碎矸石粒径级配及破碎生产效率，所述脱水筛用于将盾构排矸中多余的水分排出以提高后续破碎筛分效率。
[0017]在上述任一方案中优选的是，所述矸石浆体单元包括与所述二号带式输送机的对应出料口相连接的湿式球磨机，所述湿式球磨机通过水仓潜水泵向其内部加水，所述湿式球磨机的出口端通过排料溜槽搭接在所述充填输送单元的卧式搅拌机的进料口端并用于向其内部输送矸石浆体。
[0018]在上述任一方案中优选的是，所述矸石膏体单元包括三号带式输送机，所述三号带式输送机的上料端分别与上游的二号带式输送机的对应出料口、粉料配料单元的出料端相连接，所述三号带式输送机的末端搭接在所述充填输送单元的卧式搅拌机的进料端并用于向其内部输送矸石岩粉及所需粉料。
[0019]在上述任一方案中优选的是，所述粉料配料单元包括粉料仓，所述粉料仓用于接收车载输送过来的水泥、粉煤灰及辅料，所述粉料仓的出口端连接有二号称重给料机，所述二号称重给料机的输出端与所述三号带式输送机的进料端相连。
[0020]本专利技术还提供一种井下矸石浆体膏体两用气
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液联动充填工艺，所述井下矸石浆体膏体两用气
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液联动充填工艺利用如上述的井下矸石浆体膏体两用气
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液联动充填系统实现矸石浆体或矸石膏体充填；所述井下矸石浆体膏体两用气
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液联动充填工艺，包括如下步骤：控制井下盾构机在掘进过程中同步完成矸石输送及矸石预处理；选择当前充填方式，根据需要选择矸石浆体充填或矸石膏体充填；当采用矸石浆体充填时，将矸石预处理后形成的矸石岩粉经带式输送机送入湿式球磨机，再通过变频供水系统同步给球磨机供水，将矸石岩粉粒径从10mm以下进一步研磨
至1mm以下并形成矸石浆体；经研磨排出的矸石浆体自流进入对应位置处的双轴卧式搅拌机，进一步充分搅拌后，配制成稳定的矸石浆体；矸石浆体通过直径108
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159mm的输浆管道输送至注浆钻孔，输送过程中采用矿用渣浆泵提供输送动力；在注浆钻孔所在的钻场处配置空压机和储气罐，钻孔孔口安装有气
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液组合注浆孔口装置，气
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液组合注浆孔口装置上安装有三通，用以实现充填泵和空压机同步提供组合注浆动力；当采用矸石膏体充填时，矸石预处理后形成的矸石岩粉经带式输送机输送至对应位置处的双轴卧式搅拌机内；同步通过矿用汽车转运水泥、粉煤灰进入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井下矸石浆体膏体两用气
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液联动充填系统，其特征在于：包括矸石输送系统，所述矸石输送系统的上游与盾构机排料端相连，所述矸石输送系统的出料端分别与矸石浆体单元、矸石膏体单元相连，所述矸石浆体单元、所述矸石膏体单元的末端均与充填输送单元相连接，所述充填输送单元的末端接入注浆钻孔；所述矸石浆体单元输出的矸石浆体经所述充填输送单元输送并用于充填老采空区垮落带或覆岩离层；所述矸石膏体单元输出的矸石膏体经所述充填输送单元输送并用于充填正回采工作面或巷道、或沿空留巷胶结充填。2.根据权利要求1所述的一种井下矸石浆体膏体两用气
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液联动充填系统，其特征在于：所述充填输送单元包括卧式搅拌机，所述卧式搅拌机的进料口用于接收来自所述矸石浆体单元输送过来的矸石浆体或接收来自所述矸石膏体单元输送过来的矸石岩粉，所述卧式搅拌机末端的储浆桶内安装有矿用渣浆泵，所述矿用渣浆泵的出口端连接有输浆管道，所述输浆管道的出口端与注浆钻孔相连接。3.根据权利要求2所述的一种井下矸石浆体膏体两用气
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液联动充填系统，其特征在于：在所述矿用渣浆泵下游的所述输浆管道末端安装有空压机，所述空压机与所述矿用渣浆泵配合实现对所述输浆管道内部的矸石浆体或矸石膏体提供输送动力，所述空压机靠近所述注浆钻孔位置设置且用于作为二次增加输送动力。4.根据权利要求3所述的一种井下矸石浆体膏体两用气
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液联动充填系统，其特征在于：所述矸石输送系统包括三级转载皮带、四级转载皮带，所述四级转载皮带设置在所述三级转载皮带的下游；所述三级转载皮带的上游连接盾构机排料端，所述四级转载皮带的下游连接暂存料仓，所述暂存料仓的出料端处配合安装一号称重给料机，所述一号称重给料机经一号带式输送机与破碎机相连，所述破碎机的出料端与二号带式输送机相连，所述二号带式输送机的末端设置有两个出料口，各所述出料口分别与对应位置处的所述矸石浆体单元、所述矸石膏体单元相连接。5.根据权利要求4所述的一种井下矸石浆体膏体两用气
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液联动充填系统，其特征在于：所述矸石浆体单元包括与所述二号带式输送机的对应出料口相连接的湿式球磨机，所述湿式球磨机通过水仓潜水泵向其内部加水，所述湿式球磨机的出口端搭接在所述充填输送单元的卧式搅拌机的进料口端并用于向其内部输送矸石浆体。6.根据权利要求5所述的一种井下矸石浆体膏体两用气
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液联动充填系统，其特征在于：所述矸石膏体单元包括三号带式输送机，所述三号带式输送机的上料端分别与上游的二号带式输送机的对应出料口、粉料...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵文，张超，晁康，李建文，邵红旗，曹祖宝，孙康，
申请(专利权)人：中煤科工循环产业研究院山东有限公司中煤科工鑫融科技创新发展有限公司，
类型：发明
国别省市：