CN113374522B - 一种固废煤矸石处置注浆减沉方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种固废煤矸石处置注浆减沉方法，包括以下步骤：S1、煤矸石清洗：通过清洗设备向挑选后堆积的煤矸石堆进行冲洗，对煤矸石表面污垢杂质进行清洗，清除煤矸石表面的杂物；S2、煤矸石浆液制备处理：将固体废物煤矸石通过破碎机进行破碎，再通过磨粉机对破碎的煤矸石进行磨粉，磨粉后通过滤网抖动筛选出合格的煤矸石粉。固废煤矸石处置注浆减沉方法，对制备煤矸石浆液时，预先对煤矸石进行挑选清洗，再将处理后的煤矸石进行破碎磨粉，提高后续制备煤矸石浆液的质量，减小制备出的煤矸石浆液存在的杂质，提高浆液的流动性，从而提高离层带注浆充填的效果，减小浆液的浪费，提高注浆的质量，利于后续的处理。
Description
技术领域
本发明涉及离层带注浆充填采煤法技术领域，尤其涉及一种固废煤矸石处置注浆减沉方法。
背景技术
离层带注浆充填的效果和经济合理还与钻孔的深度、开钻时间、钻孔间距、砂浆的流动性、钻孔的注浆能力等因素有关，若通过建立注浆站和在采空区打钻孔，及时向离层带中的岩层进行高压注浆，使浆体充塞于岩层间的离层空间，就可以减少离层带岩层的沉缩率，从而减少地表的下沉和变形，有利于进行“三下”采煤，方法称为离层带注浆充填采煤方法。
采动后顶板上覆岩层除产生冒落、断裂外，裂隙带和弯曲下沉带的部分岩层还出现离层现象，明显出现离层的区间统称为离层带，制浆站和通往钻孔管网的设置与灌浆防灭火中的注浆站与管网基本相似，可参考有关资料予以确定，钻孔的布置是影响能否实现高压注浆和及时、充分注浆的主要因素，也是决定本法成败的关键，应根据地表的保护要求和岩层移动情况来加以确定。
现实的技术中，在覆岩破坏过程中的离层空间，需要人工将固废煤矸石浆液注入离层空间中进行填充，来实现抑制注浆层位的覆岩进一步发生破坏，减缓覆岩移动向其上地表的传播速度，控制岩层移动而最终实现减小地表下沉的目的，然而现有的固废煤矸石处置步骤存在一定的缺点，比如现有的固废煤矸石再制备成浆液时，大多直接对固废煤矸石进行破碎磨粉，未对固废煤矸石进行清洗挑选，进而导致制备出的煤矸石浆液存在的杂质较多，影响浆液的流动性，从而降低离层带注浆充填的效果，造成浆液的浪费，而且降低了注浆的质量，不利于后续的处理，严重的加大了工作人员的劳动强度。
因此，有必要提供一种新的固废煤矸石处置注浆减沉方法解决上述技术问题。
发明内容
本发明提供一种固废煤矸石处置注浆减沉方法，解决的技术问题是现有的固废煤矸石再制备成浆液时，直接对固废煤矸石进行破碎磨粉，未对固废煤矸石进行清洗挑选。
为解决上述技术问题，本发明提供的固废煤矸石处置注浆减沉方法，包括以下步骤：
S1、煤矸石清洗：通过清洗设备向挑选后堆积的煤矸石堆进行冲洗，对煤矸石表面污垢杂质进行清洗，清除煤矸石表面的杂物；
S2、煤矸石浆液制备处理：将固体废物煤矸石通过破碎机进行破碎，再通过磨粉机对破碎的煤矸石进行磨粉，磨粉后通过滤网抖动筛选出合格的煤矸石粉；
S3、煤矸石浆液制备，将煤矸石粉与水泥和生石灰等原料进行等比例添加，放入搅拌设备的内部，再进行搅拌混合成煤矸石浆液；
S4、煤矸石储存，将混合后的煤矸石浆液通过搅拌设备的排料管排出，集中储存至可移动的罐体内部；
S5、钻孔，通过外部钻孔设备向地表进行钻孔，直至钻孔深入覆岩层中的离层空间；
S6、注浆，将注浆高压泵与罐体进行连通，高压泵抽取罐体内的煤矸石浆液，通过钻孔注入覆岩层中的离层空间，直至填充覆盖覆岩层中的离层空间。
优选的，所述S6中高压泵通过管道与罐体进行连通，管道与罐体之间采用法兰连接。
优选的，所述S1中挑选后的煤矸石，为含泥量较少的煤矸石。
优选的，所述S5中覆岩层中的离层空间，为覆岩破坏过程中形成的离层空间。
优选的，所述S2中破碎后煤矸石采用手推车转运至磨粉机的上料处，倒入磨粉机的内部进行磨粉。
优选的，所述S2中滤网孔采用0.15mm和0.08mm的方孔。
一种固废煤矸石清洗装置，包括底板，所述底板的下表面设置有若干个万向轮，所述底板的上表面设置有蓄水箱，所述底板上表面的前侧竖向设置有竖板，所述竖板前侧面的顶部可沿竖直方向滑动地横向设置有升降板，所述竖板后侧面的上部横向设置有固定板，所述固定板的上表面设置有水泵，所述水泵的进水口连通有进水管，所述进水管的另一端与所述蓄水箱内腔的底部连通，所述升降板的内腔开设有空腔，所述升降板的底部设置有若干个与所述空腔内腔连通的喷淋头，所述水泵的出水口连通有出水管，所述出水管的另一端连通有连接软管，所述连接软管的另一端与所述空腔的内腔连通。
优选的，所述底板的前侧面横向设置有支撑板，所述支撑板的上表面竖向设置有电机，所述电机的输出轴竖向设置有螺纹杆，所述螺纹杆与所述升降板螺纹连接。
优选的，所述蓄水箱顶部的后侧竖向连通有注水管，所述注水管的顶端螺纹连接有封堵块。
优选的，所述底板的后侧面设置有推杆，所述推杆的另一端设置有推把。
与相关技术相比较，本发明提供的固废煤矸石处置注浆减沉方法具有如下有益效果：
本发明提供一种固废煤矸石处置注浆减沉方法，对采煤引起的上覆岩层中的离层空间进行高压注入煤矸石浆液充填，在采空区中部人为制造一定宽度的压实区，形成一种有效的“覆岩结构－隔离煤柱－充填压实区”柱式承载结构，对地表塌陷进行有效控制，将工作面上构筑物下沉控制在合理范围内，保证地表建筑不被破坏，以此回收部分建筑下方压覆的煤炭资源，提高资源回收率，与全部垮落法、条带开采及充填开采相比，离层注浆减沉技术对煤炭企业生产干扰较小，增加经济效益，并对制备煤矸石浆液时，预先对煤矸石进行挑选清洗，再将处理后的煤矸石进行破碎磨粉，提高后续制备煤矸石浆液的质量，减小制备出的煤矸石浆液存在的杂质，提高浆液的流动性，从而提高离层带注浆充填的效果，减小浆液的浪费，提高注浆的质量，利于后续的处理。
附图说明
图1为本发明提供的固废煤矸石处置注浆减沉方法的一种较佳实施例的结构示意图；
图2为图1所示的升降板与喷淋头的结构示意图。
图中标号：1、底板，2、蓄水箱，3、万向轮，4、竖板，5、固定板，6、水泵，7、进水管，8、出水管，9、支撑板，10、电机，11、螺纹杆，12、升降板，13、空腔，14、连接软管，15、喷淋头，16、推杆，17、注水管，18、封堵块。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请结合参阅图1和图2，其中，图1为本发明提供的固废煤矸石处置注浆减沉方法的一种较佳实施例的结构示意图；图2为图1所示的升降板与喷淋头的结构示意图。固废煤矸石处置注浆减沉方法，包括以下步骤：
S1、煤矸石清洗：通过清洗设备向挑选后堆积的煤矸石堆进行冲洗，对煤矸石表面污垢杂质进行清洗，清除煤矸石表面的杂物；
S2、煤矸石浆液制备处理：将固体废物煤矸石通过破碎机进行破碎，再通过磨粉机对破碎的煤矸石进行磨粉，磨粉后通过滤网抖动筛选出合格的煤矸石粉；
S3、煤矸石浆液制备，将煤矸石粉与水泥和生石灰等原料进行等比例添加，放入搅拌设备的内部，再进行搅拌混合成煤矸石浆液；
S4、煤矸石储存，将混合后的煤矸石浆液通过搅拌设备的排料管排出，集中储存至可移动的罐体内部；
S5、钻孔，通过外部钻孔设备向地表进行钻孔，直至钻孔深入覆岩层中的离层空间；
S6、注浆，将注浆高压泵与罐体进行连通，高压泵抽取罐体内的煤矸石浆液，通过钻孔注入覆岩层中的离层空间，直至填充覆盖覆岩层中的离层空间。
所述S6中高压泵通过管道与罐体进行连通，管道与罐体之间采用法兰连接。
所述S1中挑选后的煤矸石，为含泥量较少的煤矸石。
所述S5中覆岩层中的离层空间，为覆岩破坏过程中形成的离层空间。
所述S2中破碎后煤矸石采用手推车转运至磨粉机的上料处，倒入磨粉机的内部进行磨粉。
所述S2中滤网孔采用0.15mm和0.08mm的方孔。
对采煤引起的上覆岩层中的离层空间进行高压注入煤矸石浆液充填，在采空区中部人为制造一定宽度的压实区，形成一种有效的“覆岩结构－隔离煤柱－充填压实区”柱式承载结构，对地表塌陷进行有效控制。
将工作面上构筑物下沉控制在合理范围内，保证地表建筑不被破坏，以此回收部分建筑下方压覆的煤炭资源，提高资源回收率，与全部垮落法、条带开采及充填开采相比，离层注浆减沉技术对煤炭企业生产干扰较小，增加经济效益。
并对制备煤矸石浆液时，预先对煤矸石进行挑选清洗，再将处理后的煤矸石进行破碎磨粉，提高后续制备煤矸石浆液的质量，减小制备出的煤矸石浆液存在的杂质，提高浆液的流动性，从而提高离层带注浆充填的效果，减小浆液的浪费，提高注浆的质量，利于后续的处理。
一种固废煤矸石清洗装置，包括底板1，所述底板1的下表面设置有若干个万向轮3，所述底板1的上表面设置有蓄水箱2，所述底板1上表面的前侧竖向设置有竖板4，所述竖板4前侧面的顶部可沿竖直方向滑动地横向设置有升降板12，所述竖板4后侧面的上部横向设置有固定板5，所述固定板5的上表面设置有水泵6，所述水泵6的进水口连通有进水管7，所述进水管7的另一端与所述蓄水箱2内腔的底部连通，所述升降板12的内腔开设有空腔13，所述升降板12的底部设置有若干个与所述空腔13内腔连通的喷淋头15，所述水泵6的出水口连通有出水管8，所述出水管8的另一端连通有连接软管14，所述连接软管14的另一端与所述空腔13的内腔连通。
人工可向蓄水箱2的内部注入水流，水泵6工作即可通过进水管7抽取蓄水箱2内部的水流，注入出水管8的内部，通过出水管8的导向连通水流进入连接软管14的内部，再由连接软管14的导向进入空腔13的内部，从而使得喷淋头15喷淋出水流。
所述底板1的前侧面横向设置有支撑板9，所述支撑板9的上表面竖向设置有电机10，所述电机10的输出轴竖向设置有螺纹杆11，所述螺纹杆11与所述升降板12螺纹连接。
电机10工作带动螺纹杆11转动，螺纹杆11在转动的过程中带动升降板12进行升降，使得喷淋头15升降高度，便于人工根据煤矸石堆的高度调节升降板12的高度，从而提高喷淋头15对石堆的清洗效果，提高装置的可调节性。
并通过升降板12升降移动时，竖板4与升降板12滑动连接对升降板12进行导向限位，使得升降板12升降移动的过程中更加的稳定。
所述蓄水箱2顶部的后侧竖向连通有注水管17，所述注水管17的顶端螺纹连接有封堵块18。
人工可通过转动封堵块18，将封堵块18从注水管17的顶部打开，即可通过注水管17向蓄水箱2的内助注入水流。
所述底板1的后侧面设置有推杆16，所述推杆16的另一端设置有推把。
推杆16便于人工通过万向轮3推动装置将升降板12移动至石堆的上方，通过喷淋头15堆石堆进行清洗。
本发明提供的固废煤矸石处置注浆减沉方法的工作原理如下：
人工通过推杆16与万向轮3将装置上的升降板12移动至石堆的上方，再向蓄水箱2的内部注入水流，通过水泵6工作即可通过进水管7抽取蓄水箱2内部的水流，注入出水管8的内部，通过出水管8的导向连通水流进入连接软管14的内部，再由连接软管14的导向进入空腔13的内部，从而使得喷淋头15喷淋出水流，对升降板12下方的石堆进行清洗，清洗后再将煤矸石加工处理成煤矸石浆液，通过外部钻孔设备向地表进行钻孔，直至钻孔深入覆岩层中的离层空间，将注浆高压泵与罐体进行连通，高压泵抽取罐体内的煤矸石浆液，通过钻孔注入覆岩层中的离层空间，直至填充覆盖覆岩层中的离层空间。
与相关技术相比较，本发明提供的固废煤矸石处置注浆减沉方法具有如下有益效果：
本发明提供一种固废煤矸石处置注浆减沉方法，对采煤引起的上覆岩层中的离层空间进行高压注入煤矸石浆液充填，在采空区中部人为制造一定宽度的压实区，形成一种有效的“覆岩结构－隔离煤柱－充填压实区”柱式承载结构，对地表塌陷进行有效控制，将工作面上构筑物下沉控制在合理范围内，保证地表建筑不被破坏，以此回收部分建筑下方压覆的煤炭资源，提高资源回收率，与全部垮落法、条带开采及充填开采相比，离层注浆减沉技术对煤炭企业生产干扰较小，增加经济效益，并对制备煤矸石浆液时，预先对煤矸石进行挑选清洗，再将处理后的煤矸石进行破碎磨粉，提高后续制备煤矸石浆液的质量，减小制备出的煤矸石浆液存在的杂质，提高浆液的流动性，从而提高离层带注浆充填的效果，减小浆液的浪费，提高注浆的质量，利于后续的处理。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种固废煤矸石处置注浆减沉方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、煤矸石清洗：通过清洗设备向挑选后堆积的煤矸石堆进行冲洗，对煤矸石表面污垢杂质进行清洗，清除煤矸石表面的杂物；
S2、煤矸石浆液制备处理：将固体废物煤矸石通过破碎机进行破碎，再通过磨粉机对破碎的煤矸石进行磨粉，磨粉后通过滤网抖动筛选出合格的煤矸石粉；
S3、煤矸石浆液制备，将煤矸石粉与水泥和生石灰等原料进行等比例添加，放入搅拌设备的内部，再进行搅拌混合成煤矸石浆液；
S4、煤矸石储存，将混合后的煤矸石浆液通过搅拌设备的排料管排出，集中储存至可移动的罐体内部；
S5、钻孔，通过外部钻孔设备向地表进行钻孔，直至钻孔深入覆岩层中的离层空间；
S6、注浆，将注浆高压泵与罐体进行连通，高压泵抽取罐体内的煤矸石浆液，通过钻孔注入覆岩层中的离层空间，直至填充覆盖覆岩层中的离层空间；
所述S1中清洗设备包括底板，所述底板的下表面设置有若干个万向轮，所述底板的上表面设置有蓄水箱，所述底板上表面的前侧竖向设置有竖板，所述竖板前侧面的顶部能够沿竖直方向滑动地横向设置有升降板，所述竖板后侧面的上部横向设置有固定板，所述固定板的上表面设置有水泵，所述水泵的进水口连通有进水管，所述进水管的另一端与所述蓄水箱内腔的底部连通，所述升降板的内腔开设有空腔，所述升降板的底部设置有若干个与所述空腔内腔连通的喷淋头，所述水泵的出水口连通有出水管，所述出水管的另一端连通有连接软管，所述连接软管的另一端与所述空腔的内腔连通。
2.根据权利要求1所述的固废煤矸石处置注浆减沉方法，其特征在于，所述S6中高压泵通过管道与罐体进行连通，管道与罐体之间采用法兰连接。
3.根据权利要求1所述的固废煤矸石处置注浆减沉方法，其特征在于，所述S1中挑选后的煤矸石，为含泥量较少的煤矸石。
4.根据权利要求1所述的固废煤矸石处置注浆减沉方法，其特征在于，所述S5中覆岩层中的离层空间，为覆岩破坏过程中形成的离层空间。
5.根据权利要求1所述的固废煤矸石处置注浆减沉方法，其特征在于，所述S2中破碎后煤矸石采用手推车转运至磨粉机的上料处，倒入磨粉机的内部进行磨粉。
6.根据权利要求1所述的固废煤矸石处置注浆减沉方法，其特征在于，所述S2中滤网孔采用0.15mm和0.08mm的方孔。
7.根据权利要求1所述的固废煤矸石处置注浆减沉方法，其特征在于，所述底板的前侧面横向设置有支撑板，所述支撑板的上表面竖向设置有电机，所述电机的输出轴竖向设置有螺纹杆，所述螺纹杆与所述升降板螺纹连接。
8.根据权利要求1所述的固废煤矸石处置注浆减沉方法，其特征在于，所述蓄水箱顶部的后侧竖向连通有注水管，所述注水管的顶端螺纹连接有封堵块。
9.根据权利要求1所述的固废煤矸石处置注浆减沉方法，其特征在于，所述底板的后侧面设置有推杆，所述推杆的另一端设置有推把。
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