CN213928441U - 适用于矿区矸石处理促进生态治理的井上下回填成套装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了适用于矿区矸石处理促进生态治理的井上下回填成套装置，包括井上回填部分和井下回填部分，所述井上回填部分包括井上供料部和井上下料部；所述井上供料部设置在地面上，用于充填材料与粘合剂混合；所述井上下料部进料端连接供料部出料端，用于向井下浅层岩层裂隙带及浅层采空区送料充填；本实用新型根据现有需求进行设计，上回填部分和井下回填部分的配合使用，解决地面矸石山治理难题的同时，实现新近产生的矸石的同步处理，提高矿区生态环境治理效果，采用定点的可控封堵装置及孔洞设计，有效提升裂隙带回填效果，实现控制岩层裂隙带发育，辅助地表沉陷控制，达到地表沉降发生时的水土流失、植被破坏治理目的。

Description

适用于矿区矸石处理促进生态治理的井上下回填成套装置

技术领域

本实用新型涉及矿区生态环境保护技术领域，具体是适用于矿区矸石处理促进生态治理的井上下回填成套装置。

背景技术

煤矿开采及巷道掘进活动产生大量废弃矸石，堆积地面形成矸石山，会占用土地、耕地，破坏地表水，同时，开采活动致使岩层裂隙发育，如若不及时处理，会导致地表发生大面积盆地式下沉，不利于地表控制，会加剧水土流失、植被破坏等现象的产生。

现有专利申请号为201610641406.7公布的一种根据地表沉陷特征进行采空区部分充填的方法，通过地表下沉等值线图设计充填体位置，进而选择充填位置及区域设计，的确有效提高地表充填效果，加大煤炭采出率，但未将地表沉陷控制与工业废弃物治理联系考虑，未提出有效充填设计；而专利申请号为201510128042.8的一种控制地下层状矿产开采沉陷区地表水土流失的方法，通过土体水理性差异分析，以此提高土体塑性，实现水土流失控制，但该发明是从土壤改良方向入手，解决矿区水土治理问题，未涉及地表沉陷及充填方向。

上述专利技术虽将矿区生态治理、地表控制考虑在内，但针对矸石环境治理摄入不够，难以达到废弃矸石的有效治理效果，没有将矸石治理、地表沉降治理等环境问题进行协同考虑。针对以上问题，现在提出适用于矿区矸石处理促进生态治理的井上下回填成套装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供适用于矿区矸石处理促进生态治理的井上下回填成套装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

适用于矿区矸石处理促进生态治理的井上下回填成套装置，包括井上回填部分和井下回填部分，所述井上回填部分包括井上供料部和井上下料部；

所述井上供料部设置在地面上，用于充填材料与粘合剂混合；

所述井上下料部进料端连接供料部出料端，用于向井下浅层岩层裂隙带及浅层采空区送料充填，包括左侧管路、右侧管路和中部管路，所述左侧管路、右侧管路和中部管路上半部分均分段安装有可控封堵装置；

所述井下回填部分包括井下供料部和井下充填部；

所述井下供料部设置在井下，用于井下充填部的供料；

所述井下充填部，用于井下深层采空区和深层岩层裂隙带的回填。

优选的，所述井上供料部包括用于矸石破碎的井上破碎机，所述井上破碎机出料端通过井上输料皮带连接地面搅拌站，所述地面搅拌站其中一个进料端通过地面黄泥浆输送管连接地面黄泥站，所述地面搅拌站出料端连接一号PM泵站，所述一号PM泵站出料端通过地面材料输送管路连接地面混合站，所述地面混合站其中一个进料端通过地面粘合剂输送管连接井上粘合剂送料装置，所述地面混合站出料端通过二号PM泵站连接左侧管路、右侧管路和中部管路的进料端。

优选的，所述左侧管路、右侧管路和中部管路形成“三爪”型下料管路，所述左侧管路、右侧管路和中部管路侧壁上均设有若干组孔洞，所述二号PM泵站一侧设有用于控制井上下料部工作的地面数控平台和流量压力检测台。

优选的，所述井上输料皮带带宽1m，长度10m，所述左侧管路、右侧管路和中部管路均使用直径30cm的铁管制作，同一管路上的相邻所述可控封堵装置之间距离为10m，所述中部管路下半部分为没有孔洞和可控封堵装置的直管。

优选的，所述井下供料部包括井下破碎机，所述井下破碎机出料端通过井下输料皮带连接井下混合站，所述井下混合站其中一个进料端通过井下粘合剂输送管连接井下粘合剂送料装置，所述井下混合站另一个进料端通过井下黄泥浆输送管连接井下黄泥站，所述井下黄泥站进料端通过管路连接地面黄泥站。

优选的，所述井下充填部包括送浆管、矸石充填管和深层裂隙带充填管，所述送浆管进料端连接井下黄泥站，所述送浆管出料端出料端延伸至井下采空区，所述矸石充填管进料端连接井下混合站，所述矸石充填管出料端延伸至井下采空区，所述深层裂隙带充填管进料端连接通过三号PM泵站连接井下混合站，所述深层裂隙带充填管出料端延伸至井下深层缝隙带。

优选的，所述深层裂隙带充填管内分段安装有可控封堵装置，所述深层裂隙带充填管侧壁上设有若干组孔洞，所述深层裂隙带充填管使用直径30cm的铁管制作。

优选的，所述井下混合站一侧设有用于控制井下充填部工作的井下数控平台和流量压力检测台。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.通过井上回填部分的设置，实现浅层岩层及浅层采空区的矸石回填治理，有效控制由于岩层裂隙发育，致使出现的地表沉陷问题，从根源治理由于地表沉陷而导致的矿区水土流失、植被破坏问题；通过井下回填部分的设置，实现深层岩层及深层采空区的新近矸石的回填治理；

2.井上回填部分和井下回填部分的配合使用，解决地面矸石山治理难题的同时，实现新近产生的矸石的同步处理，提高矿区生态环境治理效果，增进矿区社会效益，深化矿区生态保护力度，提升矿区工业固废减排效益；

3.采用定点的可控封堵装置及孔洞设计，有效提升裂隙带回填效果，实现控制岩层裂隙带发育，辅助地表沉陷控制，达到地表沉降发生时的水土流失、植被破坏治理目的；

4.通过地面矸石治理、新近形成的矸石治理和地表沉降治理的综合技术，实现矿区生态环境治理。

附图说明

图1为本实用新型中井上回填部分的工作方式结构示意图。

图2为本实用新型中井下回填部分的工作方式结构示意图。

图中：1--井上破碎机、2--井上输料皮带、3--地面搅拌站、4--地面黄泥浆输送管、5--地面黄泥站、6--一号PM泵站、7--地面材料输送管路、8--地面混合站、9--地面粘合剂输送管、10--井上粘合剂送料装置、11--左侧管路、12--右侧管路、13--中部管路、14-- 二号PM泵站、15--地面数控平台、16--流量压力检测台、17--可控封堵装置、18--孔洞；

19--井下破碎机、20--井下输料皮带、21--井下混合站、22--井下粘合剂输送管、23-- 井下黄泥浆输送管、24--井下粘合剂送料装置、25--井下黄泥站、26--管路、27--送浆管、 28--矸石充填管、29--三号PM泵站、30--深层裂隙带充填管、31--井下数控平台。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型实施例中，适用于矿区矸石处理促进生态治理的井上下回填成套装置，包括井上回填部分和井下回填部分，所述井上回填部分包括井上供料部和井上下料部；

所述井上供料部设置在地面上，用于充填材料与粘合剂混合；

所述井上下料部进料端连接供料部出料端，用于向井下浅层岩层裂隙带及浅层采空区送料充填，包括左侧管路11、右侧管路12和中部管路13，所述左侧管路11、右侧管路 12和中部管路13上半部分均分段安装有可控封堵装置17；

所述井上供料部包括用于矸石破碎的井上破碎机1，所述井上破碎机1出料端通过井上输料皮带2连接地面搅拌站3，所述地面搅拌站3其中一个进料端通过地面黄泥浆输送管4连接地面黄泥站5，所述地面搅拌站3出料端连接一号PM泵站6，所述一号PM泵站6 出料端通过地面材料输送管路7连接地面混合站8，所述地面混合站8其中一个进料端通过地面粘合剂输送管9连接井上粘合剂送料装置10，所述地面混合站8出料端通过二号 PM泵站14连接左侧管路11、右侧管路12和中部管路13的进料端。

所述左侧管路11、右侧管路12和中部管路13形成“三爪”型下料管路，所述左侧管路11、右侧管路12和中部管路13侧壁上均设有若干组孔洞18，所述二号PM泵站14一侧设有用于控制井上下料部工作的地面数控平台15和流量压力检测台16。

所述井上输料皮带2带宽1m，长度10m，所述左侧管路11、右侧管路12和中部管路13均使用直径30cm的铁管制作，同一管路上的相邻所述可控封堵装置17之间距离为10m，所述中部管路13下半部分为没有孔洞18和可控封堵装置17的直管。

针对不同地域的裂隙带发育程度不一、裂隙张开度差距大，裂隙回填难度高、供压需求高的特点，在裂隙回填时，均通过定点的可控封堵装置及孔洞设计，送填材料途径裂隙带时，开启可控封堵装置，实现送填材料逐段充填、分段打压的方式，有效提升送填效果，实现裂隙深部的高效回填，并配套有流量、压力监测平台，实现裂隙回填效果的实时反馈；

用粘合剂开展固液混合，其目的一是形成类块状的整体材料，以此提高充填材料整体强度，达到充填要求；二是在裂隙内形成较好封堵效果，提高岩层控制能力；粘合剂可选择聚合物粘结砂浆，具有以下优势：粘结强度高，对裂隙带产生较好封堵效果；粘结剂水性无毒，符合井下充填环保要求；耐高湿、耐老化效果理想；

如图1所示，井上回填部分工作时，井上破碎机1将矸石粒径破碎，破碎后的碎矸通过井上输料皮带2送入地面搅拌站3，地面搅拌站3通过外连的地面黄泥浆输送管4同地面黄泥站5相连，充填材料在地面搅拌站3中实现固液混合后通过一号PM泵站6打压后使用地面材料输送管路7将材料送至地面混合站8，地面混合站8通过地面粘合剂输送管 9连接井上粘合剂送料装置，通过地面数控平台15，控制可控封堵装置17，实现逐段封堵，分段充填，充填材料经管路的孔洞18在高压下向裂隙内渗流，达到裂隙充填目的，中部管路13的下半部分设计为没有孔洞和控封堵装置的直管，向浅层采空区充填时，打开中部管路13的上的可控封堵装置17，充填材料能直接下放至浅层采空区。

所述井下回填部分包括井下供料部和井下充填部；

所述井下供料部设置在井下，用于井下充填部的供料；

所述井下充填部，用于井下深层采空区和深层岩层裂隙带的回填。

所述井下供料部包括井下破碎机19，所述井下破碎机19出料端通过井下输料皮带20 连接井下混合站21，所述井下混合站21其中一个进料端通过井下粘合剂输送管22连接井下粘合剂送料装置24，所述井下混合站21另一个进料端通过井下黄泥浆输送管23连接井下黄泥站25，所述井下黄泥站25进料端通过管路26连接地面黄泥站5。

所述井下充填部包括送浆管27、矸石充填管28和深层裂隙带充填管30，所述送浆管 27进料端连接井下黄泥站25，所述送浆管27出料端出料端延伸至井下采空区，所述矸石充填管28进料端连接井下混合站21，所述矸石充填管28出料端延伸至井下采空区，所述深层裂隙带充填管30进料端连接通过三号PM泵站29连接井下混合站21，所述深层裂隙带充填管30出料端延伸至井下深层缝隙带。

所述深层裂隙带充填管30内分段安装有可控封堵装置17，所述深层裂隙带充填管30 侧壁上设有若干组孔洞18，所述深层裂隙带充填管30使用直径30cm的铁管制作。

所述井下混合站21一侧设有用于控制井下充填部工作的井下数控平台31和流量压力检测台16；

如图2所示，井下回填部分工作时，井下破碎机19进行矸石粒径破碎，破碎后的碎矸通过井下输料皮带20送入井下混合站21，井下粘合剂送料装置24和井下黄泥站25向井下混合站输送粘合剂和黄泥浆，井下黄泥站15中的黄泥浆能通过送浆管27进入采空区，实现采空区黄泥灌浆；井下混合站21中的材料一方面通过三号PM泵站29由矸石充填管 28送入采空区，实现深层采空区矸石充填，井下混合站21中的材料另一方面连接深层裂隙带充填管30，该管同样设计为分段安装可控封堵装置17，并形成孔洞设计18，通过井下数控平台31和流量压力检测台16控制可控封堵装置17工作，能实现对深层岩层裂隙带的矸石回填。

本实用新型的工作原理是：

井上破碎机1将矸石破碎，碎矸连同粘合剂及黄泥浆进入地面搅拌站3进行固液耦合处理，达到充填要求后通过连接的“三爪”型下料管路分别向浅层岩层裂隙带及浅层采空区送填；

井下破碎机19将矸石破碎，碎矸连同粘合剂及黄泥浆进入井下混合站21进行固液耦合处理，形成的充填材料分别向深层岩层裂隙带及深层采空区送填，同时，实现黄泥浆充填；

井上回填部分和井下回填部分配合使用，对地面矸石山及新近形成的矸石进行高效处理，实现矿区废弃矸石的综合治理，对矿区固废减排、矿区生态治理起到极大促进意义。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。

Claims (8)

1.适用于矿区矸石处理促进生态治理的井上下回填成套装置，包括井上回填部分和井下回填部分，其特征在于：

所述井上回填部分包括井上供料部和井上下料部；

所述井上供料部设置在地面上，用于充填材料与粘合剂混合；

所述井上下料部进料端连接供料部出料端，用于向井下浅层岩层裂隙带及浅层采空区送料充填，包括左侧管路(11)、右侧管路(12)和中部管路(13)，所述左侧管路(11)、右侧管路(12)和中部管路(13)上半部分均分段安装有可控封堵装置(17)；

所述井下回填部分包括井下供料部和井下充填部；

所述井下供料部设置在井下，用于井下充填部的供料；

所述井下充填部，用于井下深层采空区和深层岩层裂隙带的回填。

2.根据权利要求1所述的适用于矿区矸石处理促进生态治理的井上下回填成套装置，其特征在于：所述井上供料部包括用于矸石破碎的井上破碎机(1)，所述井上破碎机(1)出料端通过井上输料皮带(2)连接地面搅拌站(3)，所述地面搅拌站(3)其中一个进料端通过地面黄泥浆输送管(4)连接地面黄泥站(5)，所述地面搅拌站(3)出料端连接一号PM泵站(6)，所述一号PM泵站(6)出料端通过地面材料输送管路(7)连接地面混合站(8)，所述地面混合站(8)其中一个进料端通过地面粘合剂输送管(9)连接井上粘合剂送料装置(10)，所述地面混合站(8)出料端通过二号PM泵站(14)连接左侧管路(11)、右侧管路(12)和中部管路(13)的进料端。

3.根据权利要求2所述的适用于矿区矸石处理促进生态治理的井上下回填成套装置，其特征在于：所述左侧管路(11)、右侧管路(12)和中部管路(13)形成“三爪”型下料管路，所述左侧管路(11)、右侧管路(12)和中部管路(13)侧壁上均设有若干组孔洞(18)，所述二号PM泵站(14)一侧设有用于控制井上下料部工作的地面数控平台(15)和流量压力检测台(16)。

4.根据权利要求3所述的适用于矿区矸石处理促进生态治理的井上下回填成套装置，其特征在于：所述井上输料皮带(2)带宽1m，长度10m，所述左侧管路(11)、右侧管路(12)和中部管路(13)均使用直径30cm的铁管制作，同一管路上的相邻所述可控封堵装置(17)之间距离为10m，所述中部管路(13)下半部分为没有孔洞(18)和可控封堵装置(17)的直管。

5.根据权利要求1所述的适用于矿区矸石处理促进生态治理的井上下回填成套装置，其特征在于：所述井下供料部包括井下破碎机(19)，所述井下破碎机(19)出料端通过井下输料皮带(20)连接井下混合站(21)，所述井下混合站(21)其中一个进料端通过井下粘合剂输送管(22)连接井下粘合剂送料装置(24)，所述井下混合站(21)另一个进料端通过井下黄泥浆输送管(23)连接井下黄泥站(25)，所述井下黄泥站(25)进料端通过管路(26)连接地面黄泥站(5)。

6.根据权利要求5所述的适用于矿区矸石处理促进生态治理的井上下回填成套装置，其特征在于：所述井下充填部包括送浆管(27)、矸石充填管(28)和深层裂隙带充填管(30)，所述送浆管(27)进料端连接井下黄泥站(25)，所述送浆管(27)出料端出料端延伸至井下采空区，所述矸石充填管(28)进料端连接井下混合站(21)，所述矸石充填管(28)出料端延伸至井下采空区，所述深层裂隙带充填管(30)进料端连接通过三号PM泵站(29)连接井下混合站(21)，所述深层裂隙带充填管(30)出料端延伸至井下深层缝隙带。

7.根据权利要求6所述的适用于矿区矸石处理促进生态治理的井上下回填成套装置，其特征在于：所述深层裂隙带充填管(30)内分段安装有可控封堵装置(17)，所述深层裂隙带充填管(30)侧壁上设有若干组孔洞(18)，所述深层裂隙带充填管(30)使用直径30cm的铁管制作。

8.根据权利要求6所述的适用于矿区矸石处理促进生态治理的井上下回填成套装置，其特征在于：所述井下混合站(21)一侧设有用于控制井下充填部工作的井下数控平台(31)和流量压力检测台(16)。

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