CN112521119A - 一种煤基固废充填膏体的制备方法及充填系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种煤基固废充填膏体的制备方法及充填系统，涉及膏体充填技术领域，包括如下步骤：将煤基固废材料依据粉煤灰、气化渣、炉底渣、脱硫石膏进行筛选分类；将粉煤灰、气化渣、炉底渣及脱硫石膏各类废固材料分别投入振动筛进行筛选；将添加剂与水进行一级搅拌，再与粉煤灰、气化渣、炉底渣及脱硫石膏细颗粒进行二级搅拌；工作面产出的煤矸石在井下利用辊式破碎机进行破碎，破碎后的较细颗粒再投入浓密机中，与絮凝剂进行混合，形成高浓度渣浆；混合制备的煤基固废膏体经由地面泵厂输送至井下，再与煤矸石细颗粒进行三级搅拌；制备好的煤基固废膏体运至井下储存室，再送至充填工作面，完成煤基固废膏体充填工作。

Description

一种煤基固废充填膏体的制备方法及充填系统
技术领域
本发明属于膏体充填技术领域，具体涉及一种煤基固废充填膏体的制备方法及充填系统。
背景技术
膏体充填开采技术不仅能够很好地释放“三下”压煤，提高煤炭资源的采出率，而且还能够从根本上解决地表大面积沉降，破坏地面建筑物、水资源、土地资源的问题。因此，大力推广膏体充填技术的发展显得尤为迫切。充填材料是整个充填系统的核心，目前主要的充填材料为煤矸石，但是许多矿山并没有充足的煤矸石作为充填材料。因此，扩大材料来源范围对推动充填技术的发展十分重要。使用废弃物作为充填骨料成为新的方向，如：废石胶结充填技术、高浓度全尾砂胶结充填技术、膏体充填技术和高水充填技术等，将废石、尾砂、天然砂、煤矸石、粉煤灰等固体废弃物用于配制充填材料，一方面为充填开采提供了物源保障，另一方面也解决了煤矸石和粉煤灰等固体废物堆放引起的一系列环境问题，从源头上实现了对煤矸石和粉煤灰的治理。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种煤基固废充填膏体的制备方法及充填系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种煤基固废充填膏体的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一，将煤基固废材料依据粉煤灰、气化渣、炉底渣、脱硫石膏进行筛选分类；
步骤二，将粉煤灰、气化渣、炉底渣及脱硫石膏各类废固材料分别投入振动筛进行筛选，选取筛选后的细料作为原料使用；
步骤三，将添加剂与水进行一级搅拌，再与步骤二筛选的粉煤灰、气化渣、炉底渣及脱硫石膏细颗粒混合后进行二级搅拌；
步骤四，工作面产出的煤矸石在井下利用辊式破碎机进行破碎，破碎后的较细颗粒再投入浓密机中，与絮凝剂进行混合，形成高浓度渣浆；
步骤五，混合制备的煤基固废膏体经由地面泵厂输送至井下，再与煤矸石细颗粒混合后进行三级搅拌，即制得煤基固废充填膏体；
步骤六，制备好的煤基固废膏体运至井下储存室，再送至充填工作面，完成煤基固废膏体充填工作。
作为本发明进一步的方案，所述的煤基固废膏体所占膏体内比例应为80％～90％。
作为本发明进一步的方案，所述膏体地面配置浓度应为3％～10％，便于远距离泵送。
作为本发明进一步的方案，所述添加剂及絮凝剂占充填膏体10％，其中水泥并入添加剂总量。
一种煤基固废充填膏体的充填系统，包括膏体制备单元和充填固化单元，所述膏体制备单元包括原料分选单元、振动筛分单元、一级搅拌单元、二级搅拌单元、三级搅拌单元、地泵输送单元、和井下储存单元；
所述原料分选单元与振动筛分单元连接，振动筛分单元与二级搅拌单元连接，所述一级搅拌的单元与二级搅拌单元中间设有缓冲仓，所述地泵输送单元与二级搅拌的单元连接，地泵输送单元与三级搅拌单元连接，所述搅拌单元与井下储存单元连接，所述三级搅拌单元设置在井下工作区域；
所述充填固化单元包括钻孔单元、膏体加注单元和振动固化的单元，所述膏体加注单元与井下储存单元连通。
作为本发明进一步的方案，所述膏体加注单元与井下储存单元中间设有离心过滤单元，所述离心过滤单元设有两个出料口，一个出料口与加注单元连通，另一个出口与二级搅拌单元连通。
作为本发明进一步的方案，所述三级搅拌单元依次连接又浓密机、渣浆泵和辊式破碎机，用于处理煤矸石。
本发明的有益效果：本发明公开地煤基固废充填膏体的制备方法及充填系统，对传统膏体充填设备进行升级，在利用煤炭下游产业生产过程中产生的废固进行充填，合理利用煤基固废材料，既保护环境又有效提高充填材料性能，对未来膏体充填的可持续发展起到了战略性的支撑作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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简单地介绍，显而易见地，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是本发明的系统流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种煤基固废充填膏体的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一，将煤基固废材料依据粉煤灰、气化渣、炉底渣、脱硫石膏进行筛选分类；
步骤二，将粉煤灰、气化渣、炉底渣及脱硫石膏各类废固材料分别投入振动筛进行筛选，选取筛选后的细料作为原料使用；
步骤三，将添加剂与水进行一级搅拌，再与步骤二筛选的粉煤灰、气化渣、炉底渣及脱硫石膏细颗粒混合后进行二级搅拌；
步骤四，工作面产出的煤矸石在井下利用辊式破碎机进行破碎，破碎后的较细颗粒再投入浓密机中，与絮凝剂进行混合，形成高浓度渣浆；
步骤五，混合制备的煤基固废膏体经由地面泵厂输送至井下，再与煤矸石细颗粒混合后进行三级搅拌，即制得煤基固废充填膏体；
步骤六，制备好的煤基固废膏体运至井下储存室，再送至充填工作面，完成煤基固废膏体充填工作。
优选地，所述的煤基固废膏体所占膏体内比例应为80％～90％。
优选地，所述膏体地面配置浓度应为3％～10％，便于远距离泵送。
优选地，所述添加剂及絮凝剂占充填膏体10％，其中水泥并入添加剂总量。
如图1所示，一种煤基固废充填膏体的充填系统，包括膏体制备单元和充填固化单元，所述膏体制备单元包括原料分选单元、振动筛分单元、一级搅拌单元、二级搅拌单元、三级搅拌单元、地泵输送单元、和井下储存单元；
所述原料分选单元与振动筛分单元连接，振动筛分单元与二级搅拌单元连接，所述一级搅拌的单元与二级搅拌单元中间设有缓冲仓，所述地泵输送单元与二级搅拌的单元连接，地泵输送单元与三级搅拌单元连接，所述搅拌单元与井下储存单元连接，所述三级搅拌单元设置在井下工作区域，直接将井内的煤矸石混合液置于三级搅拌单元内于煤基固废混合物混合搅拌，从而无需将煤矸石从井底传输至地面上，提高了搅拌的效率，同时降低了能耗，通过三级搅拌单元制的膏体直接用于充填，提高了充填的效率，同时减少了长距离传输过程中的凝结堵塞问题。
所述充填固化单元包括钻孔单元、膏体加注单元和振动固化的单元，所述膏体加注单元与井下储存单元连通，钻孔单元及钻孔设备，对充填区域开孔，以及扩孔便于膏体加注，膏体加注后通过振动固化单元夯实，保证膏体充填的强度。
优选地，所述膏体加注单元与井下储存单元中间设有离心过滤单元，所述离心过滤单元设有两个出料口，一个出料口与加注单元连通，另一个出口与二级搅拌单元连通；膏体制备完毕后含水量较高，充填后的强度较低，土层牢固性较差，在充填前对膏体进行离心过滤，将大部分水分分离后从其中过一个出料口传输至二级搅拌单元，对混合溶液进行重复利用，从而节约了水资源，同时提高了膏体充填的质量。
优选地，所述三级搅拌单元依次连接有浓密机、渣浆泵和辊式破碎机，用于处理煤矸石，煤矸石通过辊式破碎机进行破碎处理，便于后续的混合搅拌均匀，通过渣浆泵传输至浓密机中，添加絮凝剂后提高了渣浆的浓度，从代替水泥的作用起到凝结的作用，提高了膏体的凝固性，从而提高了充填的质量和强度，降低了后续的底面沉降的风险。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系为为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
对于本领域技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型。因此，从任意一处来说，都应将实施例看作是指导性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所有的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种煤基固废充填膏体的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤一，将煤基固废材料依据粉煤灰、气化渣、炉底渣、脱硫石膏进行筛选分类；
步骤二，将粉煤灰、气化渣、炉底渣及脱硫石膏各类废固材料分别投入振动筛进行筛选，选取筛选后的细料作为原料使用；
步骤三，将添加剂与水进行一级搅拌，再与步骤二筛选的粉煤灰、气化渣、炉底渣及脱硫石膏细颗粒混合后进行二级搅拌；
步骤四，工作面产出的煤矸石在井下利用辊式破碎机进行破碎，破碎后的较细颗粒再投入浓密机中，与絮凝剂进行混合，形成高浓度渣浆；
步骤五，混合制备的煤基固废膏体经由地面泵厂输送至井下，再与煤矸石细颗粒混合后进行三级搅拌，即制得煤基固废充填膏体；
步骤六，制备好的煤基固废膏体运至井下储存室，再送至充填工作面，完成煤基固废膏体充填工作。
2.根据权利要求1所述的一种煤基固废充填膏体的制备方法，其特征在于，所述的煤基固废膏体所占膏体内比例应为80％～90％。
3.根据权利要求1所述的一种煤基固废充填膏体的制备方法，其特征在于，所述膏体地面配置浓度应为3％～10％，便于远距离泵送。
4.根据权利要求1所述的一种煤基固废充填膏体的制备方法，其特征在于，所述添加剂及絮凝剂占充填膏体10％，其中水泥并入添加剂总量。
5.一种煤基固废充填膏体的充填系统，其特征在于，包括膏体制备单元和充填固化单元，所述膏体制备单元包括原料分选单元、振动筛分单元、一级搅拌单元、二级搅拌单元、三级搅拌单元、地泵输送单元、和井下储存单元；
所述原料分选单元与振动筛分单元连接，振动筛分单元与二级搅拌单元连接，所述一级搅拌的单元与二级搅拌单元中间设有缓冲仓，所述地泵输送单元与二级搅拌的单元连接，地泵输送单元与三级搅拌单元连接，所述搅拌单元与井下储存单元连接，所述三级搅拌单元设置在井下工作区域；
所述充填固化单元包括钻孔单元、膏体加注单元和振动固化的单元，所述膏体加注单元与井下储存单元连通。
6.根据权利要求5所述的一种煤基固废充填膏体的充填系统，其特征在于，所述膏体加注单元与井下储存单元中间设有离心过滤单元，所述离心过滤单元设有两个出料口，一个出料口与加注单元连通，另一个出口与二级搅拌单元连通。
7.根据权利要求5所述的一种煤基固废充填膏体的充填系统，其特征在于，所述三级搅拌单元依次连接有浓密机、渣浆泵和辊式破碎机，用于处理煤矸石。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113045282A (zh) * 2021-03-26 2021-06-29 山东萱源科学工程产业技术研究院有限公司 一种利用多源煤基固废制备充填材料的方法
CN113929423A (zh) * 2021-11-30 2022-01-14 内蒙古工业大学 一种使用燃煤电厂全固废制备早强型充填体的方法
CN115108763A (zh) * 2022-06-08 2022-09-27 国电电力发展股份有限公司 碳酸化煤矸石基膏体及其制备方法和应用
CN115450689A (zh) * 2022-09-29 2022-12-09 国家能源集团宁夏煤业有限责任公司 煤基固废井下调配采空区膏体充填方法
CN116947449A (zh) * 2023-08-16 2023-10-27 济宁学院 一种利用多源固废材料制备的充填浆料及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4238152C1 (de) * 1992-11-12 1994-07-28 Hoelter Heinz Kunststoffhaltiger Baustoff
CN101008315A (zh) * 2007-02-07 2007-08-01 邸建友 煤矿采场似膏体自流充填工艺及其使用的似膏体
CN102661170A (zh) * 2012-03-16 2012-09-12 滕州市级翔(集团)级索煤矿 利用建筑废弃物制备矿用膏体连续搅拌充填工艺及装置
CN102924010A (zh) * 2012-10-19 2013-02-13 太原理工大学 一种自密实充填膏体及其制备工艺
CN105481314A (zh) * 2015-12-01 2016-04-13 安徽理工大学 利用建筑垃圾的煤矿似膏体充填材料及其制备和填充方法
CN107619249A (zh) * 2017-10-10 2018-01-23 大唐国际发电股份有限公司高铝煤炭资源开发利用研发中心 矿井充填材料及其制备方法
CN110228990A (zh) * 2019-07-08 2019-09-13 山东大学 一种全固废高流态似膏体充填材料的制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4238152C1 (de) * 1992-11-12 1994-07-28 Hoelter Heinz Kunststoffhaltiger Baustoff
CN101008315A (zh) * 2007-02-07 2007-08-01 邸建友 煤矿采场似膏体自流充填工艺及其使用的似膏体
CN102661170A (zh) * 2012-03-16 2012-09-12 滕州市级翔(集团)级索煤矿 利用建筑废弃物制备矿用膏体连续搅拌充填工艺及装置
CN102924010A (zh) * 2012-10-19 2013-02-13 太原理工大学 一种自密实充填膏体及其制备工艺
CN105481314A (zh) * 2015-12-01 2016-04-13 安徽理工大学 利用建筑垃圾的煤矿似膏体充填材料及其制备和填充方法
CN107619249A (zh) * 2017-10-10 2018-01-23 大唐国际发电股份有限公司高铝煤炭资源开发利用研发中心 矿井充填材料及其制备方法
CN110228990A (zh) * 2019-07-08 2019-09-13 山东大学 一种全固废高流态似膏体充填材料的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
魏永启等: "井下煤矸分离及矸石充填技术研究", 《煤矿现代化》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113045282A (zh) * 2021-03-26 2021-06-29 山东萱源科学工程产业技术研究院有限公司 一种利用多源煤基固废制备充填材料的方法
CN113929423A (zh) * 2021-11-30 2022-01-14 内蒙古工业大学 一种使用燃煤电厂全固废制备早强型充填体的方法
CN115108763A (zh) * 2022-06-08 2022-09-27 国电电力发展股份有限公司 碳酸化煤矸石基膏体及其制备方法和应用
CN115450689A (zh) * 2022-09-29 2022-12-09 国家能源集团宁夏煤业有限责任公司 煤基固废井下调配采空区膏体充填方法
CN116947449A (zh) * 2023-08-16 2023-10-27 济宁学院 一种利用多源固废材料制备的充填浆料及其制备方法
CN116947449B (zh) * 2023-08-16 2024-02-06 济宁学院 一种利用多源固废材料制备的充填浆料及其制备方法

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