CN112943245A - 一种利用地面定向钻孔进行矸石充填采煤技术方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种利用地面定向钻孔进行矸石充填采煤技术方法，将矿石分选后的矸石通过破碎后进入球磨机，碾压成矸石粉末，根据采煤工作面等的设计和地质、开采技术条件，利用注浆泵和风泵等组成的输送系统，以L型等地面钻孔为通道，将加工的矸石充填到”离层”和采空区中，达到随采随充和矸石零排放的目的，实现绿色开采的一种技术方法。矸石的利用，可以实现矿山固废零排放，有效的改善矿区工作和生活环境；矸石充填到采空区，增加采矿区域的强度，降低坍塌等风险，有利于安全、高效开采；矸石充填到离层，可以实现地面减沉，达到“三下开采”的目标。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭开采加工领域，具体是一种利用地面定向钻孔进行矸石充填采矿技术方法。
背景技术
煤炭是一种主要的能源，在国民经济中起着举足轻重的作用。60年来中国的煤炭工业为国民经济发展作出了重要贡献。煤炭在我国一次能源生产和消费结构中，分别占76％和69％左右，有力地支撑了国民经济和社会的发展。煤炭提供了78％的发电能源；其次，煤炭是中国的主要化工原料之一，提供了70％的化工原料；再次，煤炭是农业生产和城镇人民生活的重要物质，60％的民用商品能源是由煤炭提供。在探明的能源中，煤炭占94.3％。在未来的50～60年内，随着新能源和可再生能源、水电和核电的发展，煤炭在一次能源中的消费比重会有所下降，日本2011年福岛9.0级大地震后造成的的核泄漏，世界各国对核能利用更加慎重。所以煤炭仍将是我国的主要能源。
我国是世界上第一产煤大国，其中有25％的煤层中存在夹矸，由于矸石夹在煤层中间，传统的采煤工艺只能将煤和矸石一并采出，其结果是煤中混入了大量矸石，导致煤质大幅度下降。同时大量矸石由井下运致地面也浪费了大量的人力物力。另外大量矸石被踩出后，不但加大了采空空间，加剧了地表塌陷，而且矸石采出在地面囤积还要占用大量土地，存放时间一长矸石中的硫燃烧，产生大量二氧化硫严重污染环境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用地面定向钻孔进行矸石充填采煤技术方法
利用原煤分选后的和矸石，矸石进入破碎机和球磨机，碾压成矸石粉末，地面钻孔将粉末通入投料井内，通过高压鼓风吹入离层和采空区，充填采煤技术方法
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种利用地面定向钻孔进行矸石充填采煤技术方法，所述技术方法包括破碎机、球磨机、皮带机和高压气阀，将矸石送入破碎机破碎后进入研磨装置，碾压成粉末，通过地面钻孔和输送系统充填到离层或采空区，矸石破碎成能够进入研磨装置所碾压大小。
进一步地，所述研磨装置将破碎后的矸石碾压成Ⅲ级粉煤灰粒度大小。
进一步地，所述钻孔位置在开采工作面8-20m后或在离层区，布置L型分支钻孔，形成投料井。
进一步地，所述投料井到达离层和采空区。
进一步地，所述矸石粉末输送至注浆站，并向内加入粉煤灰、混合剂等形成混合料。
进一步地，所述混合料按重量份配比为矸石粉末40-100％，粉煤灰0-60％，混合剂0-5％，通过注浆机将混合浆料注入离层和采空区。
本发明的有益效果：
1、本发明充填采煤技术方法可以高效的将原煤分选后的矸石碾压成达到Ⅲ级粉煤灰细度；
2、本发明充填采煤技术方法将矸石粉末化和制成混合浆液重新填入离层和采空区，增加采煤区域的强度，降低地表下沉，环保节能，降低地表下沉量，环保节能，减少矸石山和美化生活环境。
具体实施方式
下面将结合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。
一种利用地面(定向)钻孔进行矸石充填采煤技术方法，利用煤炭分选后的矸石进入破碎机和研磨装置，碾压成粉末。
在采煤机后8-20m通过布置L型分支钻孔，钻出投料井，投料井深度到达离层或采空区，将矸石粉末通入钻孔内，并通过鼓风吹入离层或采空区。
实施例1
利用原煤分选后的和矸石，矸石进入破碎机和球磨机，碾压成矸石粉末。在采煤机后8-20m通过布置L型分支钻孔，钻出投料井，投料井深度到达离层或采空区，采用直径48×12×12mm的钢管做投料井的下料管，投料井直径大于投料管20-30cm，将矸石粉末通入下料管内，并通过增压鼓风机将矸石粉末吹入离层或采空区，将L型分支钻孔架向采煤方向移动8-20m，重复上步操作。
实施例2
利用原煤分选后的和矸石，矸石进入破碎机和球磨机，碾压成矸石粉末。将矸石粉末传输至大型搅拌机内，并向内加入水泥生石灰和混合剂，混合原料按重量份配比为矸石粉末40-100％，粉煤灰0-60％，混合剂0-5％。
在采煤机后8-20m通过布置L型分支钻孔，钻出投料井，投料井深度到达离层或采空区，采用直径60×12×12mm的钢管做投料井的下料管，投料井直径大于投料管20-30cm，将混合料通过高压注浆机通入下料管内充填离层或采空区，将L型分支钻孔架向采煤方向移动8-20m，重复上步操作。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (7)
1.一种利用地面定向钻孔进行矸石充填采煤技术方法，其特征在于，所述技术方法包括破碎机、球磨机、皮带机和高压气阀，将矸石送入破碎机破碎后进入研磨装置，碾压成粉末，通过地面钻孔和输送系统充填到离层或采空区。
2.根据权利要求1所述的一种利用地面定向钻孔进行矸石充填采煤技术方法，其特征在于，将矸石破碎成能够进入研磨装置所碾压大小。
3.根据权利要求1所述的一种利用地面定向钻孔进行矸石充填采煤技术方法，其特征在于，研磨装置将破碎后的矸石碾压成Ⅲ级粉煤灰粒度大小。
4.根据权利要求1所述的一种利用地面定向钻孔进行矸石充填采煤技术方法，其特征在于，所述钻孔位置在开采工作面8-20m后或在离层区，布置L型分支钻孔，形成投料井。
5.根据权利要求4所述的一种利用地面定向钻孔进行矸石充填采煤技术方法，其特征在于，所述投料井到达离层和采空区。
6.根据权利要求1所述的一种利用地面定向钻孔进行矸石充填采煤技术方法，其特征在于，所述矸石粉末输送至注浆站，并向内加入粉煤灰、混合剂等形成混合料。
7.根据权利要求6所述的一种利用地面定向钻孔进行矸石充填采煤技术方法，其特征在于，所述混合料按重量份配比为矸石粉末40-100％，粉煤灰0-60％，混合剂0-5％，通过注浆机将混合浆料注入离层和采空区。
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