CN116971827A - 一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置及方法 - Google Patents

一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116971827A
CN116971827A CN202310944826.2A CN202310944826A CN116971827A CN 116971827 A CN116971827 A CN 116971827A CN 202310944826 A CN202310944826 A CN 202310944826A CN 116971827 A CN116971827 A CN 116971827A
Authority
CN
China
Prior art keywords
grouting
sealing ring
solid waste
gangue
waste treatment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310944826.2A
Other languages
English (en)
Inventor
白二虎
谭毅
郭文兵
黄广帅
郭明杰
卢卫永
闫伟涛
娄高中
徐飞亚
胡咤咤
程浩
王比比
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan University of Technology
Original Assignee
Henan University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan University of Technology filed Critical Henan University of Technology
Priority to CN202310944826.2A priority Critical patent/CN116971827A/zh
Publication of CN116971827A publication Critical patent/CN116971827A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F15/00—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings
    • E21F15/08—Filling-up hydraulically or pneumatically
    • E21F15/10—Hydraulic or pneumatic filling-up machines
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F15/00—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F15/00—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings
    • E21F15/005—Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings characterised by the kind or composition of the backfilling material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bulkheads Adapted To Foundation Construction (AREA)

Abstract

本发明公开了一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置及方法，包括支架，所述支架中设有传送带，所述传送带的输出端连通到破碎机内，所述破碎机顶部设有抽吸机，所述破碎机的输出端连接到第一输送泵中，所述抽吸机的输出端经过U型管连接到第二输送泵中，所述第一输送泵和第二输送泵能够混合水和矸石碎；还包括外管，所述外管内可活动地贯穿有内管，所述外管与内管的末端侧边有出料口，所述内管连接到第一输送泵中，所述外管连接到第二输送泵中。与现有技术相比，本发明具有高效、精准、灵活的特点，能够有效处理固废问题，提高工程施工的效率和质量。

Description

一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置及方法
技术领域
本发明涉及一种矿山工程和环境保护领域技术领域，具体是一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置及方法。
背景技术
井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置是针对地下采矿过程中产生的采空区固废进行处理的一种技术装置。现有技术的井下固废处理方法主要包括回填法、注浆法等。然而，这些方法存在一些不足之处。回填法是将固废物料直接回填至采空区域，填充物料主要是矿石尾矿、渣泥等。然而，回填法需要设备进行运输作业，会影响矿井工作面正常生产。注浆法是利用注浆设备将固废与注浆材料混合形成浆液，通过注入采空区进行固化。然而，注浆法存在注浆浆液流动性差、均匀性难以保证的问题，导致固废处理效果不理想，存在注浆材料与固废的均匀性难以保证、注浆过程受限于工程条件的限制等问题，影响了固废处理的效果和施工的可行性。
综上所述，现有的井下采空区固废处理方法存在处理效果不彻底、工程成本高、注浆均匀性差等不足之处。因此，需要一种新型的一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置和方法，能够有效解决现有技术存在的问题，提高固废处理的效率和质量。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置，包括支架，所述支架中设有传送带，所述传送带的输出端连通到破碎机内，所述破碎机顶部设有抽吸机，所述破碎机的输出端连接到第一输送泵中，所述抽吸机的输出端经过U型管连接到第二输送泵中，所述第一输送泵和第二输送泵能够混合水和矸石碎；
还包括外管，所述外管内可活动地贯穿有内管，所述外管与内管的末端侧边有出料口，所述内管连接到第一输送泵中，所述外管连接到第二输送泵中。
进一步的，作为优选，所述抽吸机与U型管间设有闭合阀。控制闭合阀打开的大小程度，能够控制输出到第二输送泵的矸石的粗细程度。
进一步的，作为优选，所述闭合阀内可转动地设有多片挡片，每片所述挡片的转轴一端贯穿到闭合阀外，且均固定有转动条，每根所述转动条通过连接杆铰接到一起，位于中心的转轴能够由伺服驱动装置驱动改变角度。
进一步的，作为优选，所述内管和外管出料口的上下均设有固定密封环和活动密封环。
进一步的，作为优选，所述固定密封环上方固定有固定板，所述活动密封环下方可活动地设有活动板，所述固定密封环与活动密封环间可活动地设有工字型的连接台，所述连接台上端与固定密封环贴合，下端与活动密封环贴合；
所述固定板、活动板、连接台靠近固定密封环或活动密封环的一侧均设有向内收缩的推环。
进一步的，作为优选，所述外管的外壁螺纹连接有外管套，所述外管套顶部可转动地连接到对应的活动板中，所述外内管的外壁螺纹连接有内管套，所述内管套顶部可转动地连接到对应的活动板中。
一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置的使用方法，包括
S1、将选取的矸石放置在传送带2上，传送到破碎机3内进行破碎。破碎机3能够将矸石破碎成适当大小的颗粒；
S2、破碎机3将破碎后的矸石与水混合，形成粗浆料；同时，抽吸机4将破碎机3内的小颗粒矸石吸入第二输送泵6中，并与水混合，形成细浆料；
S3、粗浆料通过内管7注入钻孔，为结构空隙区提供较好的支撑作用，细浆料通过外管8注入钻孔，为结构空隙区提供较紧密的填充作用，防止矸石流动。
进一步的，作为优选，S2-1、通过调整挡片43的倾斜角度，可以控制不同颗粒大小矸石的筛选效果，以控制第一输送泵5和第二输送泵6中矸石大小的比例；
进一步的，作为优选，S3-1、通过转动外管套81和内管套71，使密封环91和活动密封环92张开直径增大，使密封环与钻孔内壁紧密贴合，确保钻孔的有效密封，确保浆料能够注入结构空隙区中。
进一步的，作为优选，S3-2、从下至上以覆岩破断角向多层砌体梁结构处进行注浆，且内管7与外管8上下错开到相邻的两层砌体梁结构处中进行注浆。与现有技术相比，本发明的有益效果是：
高效处理固废：装置通过破碎机和输送泵将矸石破碎并与水混合，形成粗浆料和细浆料，有效处理井下采空区的固废。粗浆料为结构空隙区提供支撑作用，细浆料为结构空隙区提供紧密填充，防止矸石流动，实现了高效的固废处理。
粒度控制：通过闭合阀和多片挡片的设计，能够控制输出到第二输送泵的矸石的粗细程度。调整挡片的倾斜角度，可以实现对不同颗粒大小矸石的筛选效果，以控制粗细浆料的比例，提供了粒度控制的灵活性。
密封性强：装置中的固定密封环和活动密封环能够将钻孔有效密封，避免浆料外泄，确保浆料能够横向延伸到结构空隙区中，避免钻孔堵塞，提高了装置的密封性和施工效率。
精准注浆：通过内管和外管的设计，以及转动外管套和内管套，能够使内管和外管分别向钻孔内注入粗浆料和细浆料，并且能够调整注浆位置。根据覆岩破断角的位置，从下至上对多层砌体梁结构处进行注浆，确保结构空隙区得到精确的支撑和填充，提高注浆的精准度和注浆效果。
附图说明
图1为覆岩空隙区域的结构示意图；
图2为一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置的结构示意图；
图3为闭合阀的结构示意图；
图4为闭合阀侧面的结构示意图；
图5为固定密封环和活动密封环的结构示意图；
图6为内管套和外管套的结构示意图；
图中：1、支架；2、传送带；3、破碎机；4、抽吸机；41、闭合阀；42、U型管；43、挡片；44、转轴；45、转动条；46、连接杆；5、第一输送泵；6、第二输送泵；7、内管；71、内管套；8、外管；81、外管套；91、固定密封环；92、活动密封环；93、固定板；94、活动板；95、连接台；96、推环；10、驱动装置。
具体实施方式
请参阅图1，本发明实施例中，一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置，包括支架1，所述支架1中设有传送带2，所述传送带2的输出端连通到破碎机3内，所述破碎机3顶部设有抽吸机4，所述破碎机3的输出端连接到第一输送泵5中，所述抽吸机4的输出端经过U型管42连接到第二输送泵6中，所述第一输送泵5和第二输送泵6能够混合水和矸石碎；
还包括外管8，所述外管8内可活动地贯穿有内管7，所述外管8与内管7的末端侧边有出料口，所述内管7连接到第一输送泵5中，所述外管8连接到第二输送泵6中。
所述破碎机3能够将矸石破碎，并在第一输送泵5与水混合形成粗浆料，所述抽吸机4能够将破碎机3内的小颗粒矸石吸到第二输送泵6中与水混合形成细浆料，使得内管7与外管8分别向钻孔内注入粗浆料和细浆料，粗浆料能够为结构空隙区提供较好的支撑作用，细浆料能够为结构空隙区提供较紧密的填充作用，防止矸石流动。
本实施例中，所述传送带2、破碎机3、抽吸机4通过驱动装置10利用皮带进行驱动。
本实施例中，所述抽吸机4与U型管42间设有闭合阀41。控制闭合阀41打开的大小程度，能够控制输出到第二输送泵6的矸石的粗细程度。
请参阅图2和图3，本实施例中，所述闭合阀41内可转动地设有多片挡片43，每片所述挡片43的转轴44一端贯穿到闭合阀41外，且均固定有转动条45，每根所述转动条45通过连接杆46铰接到一起，位于中心的转轴44能够由伺服驱动装置驱动改变角度。通过控制每个挡片43的倾斜角度，能够使从挡片43间通过的气流折弯不同角度，折弯的角度越大，颗粒较大的矸石由于惯性大更不容易通过挡片43间隙，从而能够起到筛选不同颗粒大小矸石的效果，以控制第一输送泵5和第二输送泵6中矸石大小的比例。
本实施例中，所述内管7和外管8出料口的上下均设有固定密封环91和活动密封环92。通过固定密封环91和活动密封环92将钻孔密封，能够使内管7或外管8中的浆料横向延伸到结构空隙区中，避免将钻孔堵塞。
请参阅图4，本实施例中，所述固定密封环91上方固定有固定板93，所述活动密封环92下方可活动地设有活动板94，所述固定密封环91与活动密封环92间可活动地设有工字型的连接台95，所述连接台95上端与固定密封环91贴合，下端与活动密封环92贴合；
所述固定板93、活动板94、连接台95靠近固定密封环91或活动密封环92的一侧均设有向内收缩的推环96。所述固定密封环91和活动密封环92为弹性橡胶材质支撑，其在自然状态下直径略小于钻孔，当活动板94和连接台95收到向上的推力时，推环96会将固定密封环91和活动密封环92挤压推出，使固定密封环91或活动密封环92与钻孔内壁紧密贴合，提高其密封性。
请参阅图5，本实施例中，所述外管8的外壁螺纹连接有外管套81，所述外管套81顶部可转动地连接到对应的活动板94中，所述外内管7的外壁螺纹连接有内管套71，所述内管套71顶部可转动地连接到对应的活动板94中。也就是说，通过转动外管套81或内管套71，能够使对应的固定密封环91和活动密封环92将钻孔密封。
一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置的使用方法，包括
S1、将选取的矸石放置在传送带2上，传送到破碎机3内进行破碎。破碎机3能够将矸石破碎成适当大小的颗粒。
S2、破碎机3将破碎后的矸石与水混合，形成粗浆料；同时，抽吸机4将破碎机3内的小颗粒矸石吸入第二输送泵6中，并与水混合，形成细浆料。
S3、粗浆料通过内管7注入钻孔，为结构空隙区提供较好的支撑作用，细浆料通过外管8注入钻孔，为结构空隙区提供较紧密的填充作用，防止矸石流动。
S2-1、通过调整挡片43的倾斜角度，可以控制不同颗粒大小矸石的筛选效果，以控制第一输送泵5和第二输送泵6中矸石大小的比例。
S3-1、通过转动外管套81和内管套71，使密封环91和活动密封环92张开直径增大，使密封环与钻孔内壁紧密贴合，确保钻孔的有效密封，确保浆料能够注入结构空隙区中。
S3-2、从下至上以覆岩破断角向多层砌体梁结构处(位置A、B、C)进行注浆，且内管7与外管8上下错开到相邻的两层砌体梁结构处中进行注浆。也就是说，每层砌体梁结构处中的结构空隙区先被内管7注入粗浆料进行支撑，后被外管8注入细浆料进行填充，确保结构空隙区既有较强的支撑性，又能防止粗矸石移位，且所述内管7与外管8同步对同一钻孔内的不同砌体梁结构层进行注浆，能够提供施工效率。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置，包括支架(1)，其特征在于，所述支架(1)中设有传送带(2)，所述传送带(2)的输出端连通到破碎机(3)内，所述破碎机(3)顶部设有抽吸机(4)，所述破碎机(3)的输出端连接到第一输送泵(5)中，所述抽吸机(4)的输出端经过U型管(42)连接到第二输送泵(6)中，所述第一输送泵(5)和第二输送泵(6)能够混合水和矸石碎；
还包括外管(8)，所述外管(8)内可活动地贯穿有内管(7)，所述外管(8)与内管(7)的末端侧边有出料口，所述内管(7)连接到第一输送泵(5)中，所述外管(8)连接到第二输送泵(6)中。
2.根据权利要求1所述的一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置，其特征在于，所述抽吸机(4)与U型管(42)间设有闭合阀(41)。控制闭合阀(41)打开的大小程度，能够控制输出到第二输送泵(6)的矸石的粗细程度。
3.根据权利要求2所述的一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置，其特征在于，所述闭合阀(41)内可转动地设有多片挡片(43)，每片所述挡片(43)的转轴(44)一端贯穿到闭合阀(41)外，且均固定有转动条(45)，每根所述转动条(45)通过连接杆(46)铰接到一起，位于中心的转轴(44)能够由伺服驱动装置驱动改变角度。
4.根据权利要求1所述的一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置，其特征在于，所述内管(7)和外管(8)出料口的上下均设有固定密封环(91)和活动密封环(92)。
5.根据权利要求4所述的一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置，其特征在于，所述固定密封环(91)上方固定有固定板(93)，所述活动密封环(92)下方可活动地设有活动板(94)，所述固定密封环(91)与活动密封环(92)间可活动地设有工字型的连接台(95)，所述连接台(95)上端与固定密封环(91)贴合，下端与活动密封环(92)贴合；
所述固定板(93)、活动板(94)、连接台(95)靠近固定密封环(91)或活动密封环(92)的一侧均设有向内收缩的推环(96)。
6.根据权利要求5所述的一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置，其特征在于，所述外管(8)的外壁螺纹连接有外管套(81)，所述外管套(81)顶部可转动地连接到对应的活动板(94)中，所述外内管(7)的外壁螺纹连接有内管套(71)，所述内管套(71)顶部可转动地连接到对应的活动板(94)中。
7.根据权利要求1～6任一项，一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置的使用方法，包括
S1、将选取的矸石放置在传送带2上，传送到破碎机3内进行破碎。破碎机3能够将矸石破碎成适当大小的颗粒；
S2、破碎机3将破碎后的矸石与水混合，形成粗浆料；同时，抽吸机4将破碎机3内的小颗粒矸石吸入第二输送泵6中，并与水混合，形成细浆料；
S3、粗浆料通过内管7注入钻孔，为结构空隙区提供较好的支撑作用，细浆料通过外管8注入钻孔，为结构空隙区提供较紧密的填充作用，防止矸石流动。
8.根据权利要求7所述的一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置的使用方法，其特征在于，
S2-1、通过调整挡片43的倾斜角度，可以控制不同颗粒大小矸石的筛选效果，以控制第一输送泵5和第二输送泵6中矸石大小的比例。
9.根据权利要求7所述的一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置的使用方法，其特征在于，
S3-1、通过转动外管套81和内管套71，使密封环91和活动密封环92张开直径增大，使密封环与钻孔内壁紧密贴合，确保钻孔的有效密封，确保浆料能够注入结构空隙区中。
10.根据权利要求7所述的一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置的使用方法，其特征在于，
S3-2、从下至上以覆岩破断角向多层砌体梁结构处进行注浆，且内管7与外管8上下错开到相邻的两层砌体梁结构处中进行注浆。
CN202310944826.2A 2023-07-31 2023-07-31 一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置及方法 Pending CN116971827A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310944826.2A CN116971827A (zh) 2023-07-31 2023-07-31 一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310944826.2A CN116971827A (zh) 2023-07-31 2023-07-31 一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116971827A true CN116971827A (zh) 2023-10-31

Family

ID=88476274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310944826.2A Pending CN116971827A (zh) 2023-07-31 2023-07-31 一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116971827A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110656937B (zh) 一种流态化煤气同采系统及其同采方法
CN112814732B (zh) 一种废石与尾砂混合料浆制备与泵送充填装置
WO2018176892A1 (zh) 一种薄煤层综合开采与瓦斯治理网络一体协同控制系统及方法
CN112377247B (zh) 一种煤矿井下矸石就地分选原位注浆充填方法
CN101215976B (zh) 井下矸石泵送充填系统及方法
CN203925502U (zh) 一种水力采煤和充填同步进行的系统
CN112796829A (zh) 一种综放面冒落区井下原矸充填系统及充填方法
CN111894589A (zh) 一种工业废弃物绿色充填置换开采方法
CN111852552A (zh) 充填料浆制备系统及其制备方法
CN109137819A (zh) 一种尾矿库移动式旋流分级筑坝系统与实施方法
CN113338988B (zh) 一种双模出渣掘进机及其复合出渣系统
CN209990500U (zh) 一种注浆充填系统
CN214303937U (zh) 一种废石与尾砂混合料浆制备与泵送充填装置
CN105422105A (zh) 土压平衡盾构机的渣土回收利用方法
CN117108283B (zh) 一种利用煤层自身储能的流态化采煤方法
CN112610271B (zh) 一种采煤沉陷区治理用钻孔罐浆回填设备及方法
CN109973142A (zh) 一种对井下巷道进行密实充填的方法及充填系统
CN117027931A (zh) 一种金属矿井下短流程尾废协同膏体充填工艺
CN207048793U (zh) 一种逐级减压式盾构机
CN113339057A (zh) 一种流态化矸石穿层嗣后充填采煤系统及方法
CN116971827A (zh) 一种井下采空区固废处理的源头注浆减沉装置及方法
CN102808624A (zh) 煤矸同采系统及方法
JPH10339093A (ja) 流体搬送式土砂排出装置
RU2312989C1 (ru) Способ разработки алмазоносных кимберлитовых трубок и плавучая установка для его осуществления
CN213574195U (zh) 一种注浆系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination