CN113339056A - 一种流态化矸石本层本面嗣后充填***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种流态化矸石本层本面嗣后充填***及方法，包括料浆制备***、料浆输送***、采空区充填***。料浆制备***是指将矸石破碎至一定粒度与水充分混合制备成充填料浆，主要包括破碎机、输送机、矸石仓、蓄水池、搅拌机；料浆输送***是指将搅拌充分的充填料浆从制备处输送至采空区充填地点，主要包括充填泵、充填管路、环形流量计和三通管；采空区充填***是指将注浆管路提前布置于采空区后方，主要包括采空区注浆管、采空区注浆管套管和高压阀门。本发明提供的方法使用方便、安全可靠、适用性强，不仅可高效处理固体废弃物矸石，同时可以充填部分采空区，缓解工作面矿压显现。
Description
技术领域
本发明属于充填开采技术领域，尤其涉及一种流态化矸石本层本面嗣后充填***及方法。
背景技术
大规模的矸石堆积山会占用土地资源还会对环境造成很大的危害，诸如含有有害物质的淋溶水造成占用土地土质劣化及地下水体污染，还会造成飞沙扬尘与自燃产生的毒害气体扩散等问题，从源头上减少矸石产出的充填开采在势在必行。而传统的固体充填存在使用矸石占比较小，矸石消耗能力较低，且有运输成本高、设备及添加材料投入成本高等问题。本发明将矸石和水混合通过铺设充填管路输送至本层本面采空区的流态化嗣后充填方法可以增大矸石处理能力，降低添加剂及设备投入成本，且工序简单在提高充填效率的同时可以和回采之间互不干扰。本发明在大规模处理矸石和一定程度上减少地表下陷保护生态环境方面具有重要的意义。
发明内容
发明目的：提供一种高效、工序简单的大规模矸石处理方法，解决了矸石处理能力低、成本高的难题。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种流态化矸石本层本面嗣后充填***及方法，包括料浆制备***、料浆输送***、采空区充填***。料浆制备***是指将矸石破碎至一定粒度与水充分混合制备成充填料浆，主要包括破碎机、输送机、矸石仓、蓄水池、搅拌机；料浆输送***是指将搅拌充分的充填料浆从制备处输送至采空区充填地点，主要包括充填泵、充填管路、环形流量计和三通管；采空区充填***是指将注浆管路提前布置于采空区后方，主要包括采空区注浆管、采空区注浆管套管和高压阀门。
本发明的一个目的是，提供一种流态化矸石本层本面嗣后充填***，所述充填***包括料浆制备***、料浆输送***和采空区充填***，
所述料浆制备***包括矸石仓、蓄水池和搅拌机，所述矸石仓、蓄水池均与所述搅拌机连接；
所述料浆输送***包括充填泵、充填管路，所述充填管路通过充填泵与所述搅拌机连接；
所述采空区充填***包括采空区注浆管，所述充填管路与所述采空区注浆管连接，通过所述采空区注浆管向采空区进行充填。在一种示例中，所述料浆制备***、料浆输送***和采空区充填***均布置在井下。
在一种示例中，所述料浆制备***还包括破碎机、输送机，所述破碎机的出口通过输送机与所述矸石仓的矸石入口连接，所述矸石仓的矸石出口通过输送机与所述搅拌机连接；所述破碎机包括颚式破碎机和复合式破碎机，其中，所述颚式破碎机与复合式破碎机通过输送机连接，所述颚式破碎机用于初步破碎，所述复合式破碎机用于二次破碎；
在一种示例中，所述矸石仓内储存矸石，所述矸石的充填粒径<8mm，所述矸石来源于洗选矸石和掘进矸石，所述矸石的岩性包括泥岩、泥质砂岩或砂岩中至少一种；所述矸石与水混合形成的料浆的质量浓度为70％。
在一种示例中，所述料浆输送***还包括三通管和环形流量计，所述环形流量计设置于所述充填管路上，所述采空区注浆管通过所述三通管与所述充填管路连接。
在一种示例中，所述采空区注浆管随着工作面推进，始终深入工作面后方 100～130m；所述采空区注浆管的末端深入采空区3～10m。
根据本层本面采空区的孔隙分布，可得料浆的最大扩散半径约为100m，为防止料浆扩散至充填开采工作面影响正常的采煤作业，随着工作面向前推进，采空区注浆管末端也应该始终滞后于开采工作面100～130m的距离，且采空区注浆管末端深入采空区3～10m。
在一种示例中，所述充填管路连接有至少一个所述采空区注浆管，当所述采空区注浆管的数量大于1时，相邻所述采空区注浆管间隔80～200m设计。相邻所述采空区注浆管的间隔是根据充填工作面面宽决定的，一般取80～200m都是较为合理的。
在一种示例中，所述采空区注浆管的埋管深度L＝1.5r，为r采空区破碎岩体中料浆扩散半径。
在一种示例中，所述采空区破碎岩体中料浆扩散半径r的计算方法为：通过包括注浆管管口压力、管口内径、采空区破碎岩体孔隙率在内的参数，采用数值模拟软件，按照采场的实际尺寸建立本层本面嗣后充填模型，根据料浆扩散数值模型计算得出所述采空区破碎岩体中料浆扩散半径r，所述数值模拟软件包括 ANSYS或COMSOL。
在一种示例中，所述采空区充填***还包括采空区注浆管套管和高压阀门，所述采空区注浆管设置于所述采空区注浆管套管内，所述采空区注浆管上设置有所述高压阀门。
本发明的另一个目的是，提供上面任一所述的一种流态化矸石本层本面嗣后充填***的充填方法，包括以下步骤：
(1)矸石仓中的矸石和蓄水池中的水通过搅拌机进行搅拌制备成料浆；
(2)所述料浆经充填泵泵入充填管路，输送至充填区域；
(3)充填管路中的料浆通过采空区注浆管对采空区进行回撤、充填。
技术效果：本发明中使用矸石和水通过搅拌机进行充分搅拌制备成料浆，卸料至充填泵，经充填管路输送至待充填区域，再经采空区注浆管进行充填。本发明提供的方法使用方便、安全可靠、适用性强，不仅可高效处理固体废弃物矸石，同时可以充填部分采空区，缓解工作面矿压显现。
附图说明
图1为本层本面矸石嗣后充填方案立体结构示意图。
图2为本层本面矸石嗣后充填方案平面示意图。
图3为筛分破碎***流程图。
图4为充填料浆制备***流程图。其中，1-破碎机，2-输送机，3-矸石仓， 4-蓄水池，5-搅拌机，6-充填泵，7-充填管路，8-环形流量计，9-三通管，10-高压阀门，11-采空区注浆管套管，12-采空区注浆管。
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，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，为了便于本领域技术人员更好的解读和理解本发明，本申请在此特意将本发明中一些常用名称进行解释说明，这些常用名称都代表的同一对象。
矸石仓，在本发明中也称作矸石缓存仓。
输送机，在本发明中主要使用的是计量皮带输送机，也写作皮带输送机。
充填管路，在本发明中也称作充填料浆输送管道。
充填泵，在本发明中也称作充填工业泵。
充填布料管，为采空区注浆管的一部分，即深入采空区3～10m的部分。
高压阀门，在本发明中也称作截止阀。
ANSYS、COMSOL为数值模拟软件，其中，ANSYS软件是有限元分析(FEA) 软件，COMSOL多物理场建模与仿真解决方案的电脑软件，在本技术领域常被用做数值模拟的软件进行仿真建模。
一种流态化矸石本层本面嗣后充填方法，包括以下步骤：
(1)矸石缓存仓内矸石落至下方计量皮带输送机，矸石经计量后输送至搅拌机。水管接至搅拌机进水口并提供满足搅拌用量的水，矸石和水通过连续式搅拌机进行充分搅拌制备成料浆。
(2)在进行流态化矸石本层本面嗣后充填之前，需要按照实际尺寸通过数值模拟软件建立本层本面嗣后充填模型，确定采空区破碎岩体中料浆扩散半径r；可选的，取1.5倍富余系数，则可确定采空区注浆管埋管深度L＝1.5r。
(3)铺设充填管路，充填料浆输送管道进入工作面回风巷后，沿回风顺槽铺设到充填开采工作面端头，充填输送管路的末端深入采空区5.0m。
(4)充填时，采空区由低处向高处依次开启截止阀，将经过料浆制备***制备的料浆通过充填工艺流程对采空区进行充填。
在一种示例中，充填所用的料浆主要为矸石+水，破碎后的矸石粒径小于 8mm，浓度为70％。
可选的，矸石主要来源于新型井下跳汰洗选工艺分选***分选出来的矸石和井下掘进矸石，其岩性为泥岩、泥质砂岩或砂岩，粒径约25mm～300mm，硬度均小于6；掘进矸石主要来源于岩石巷道的掘进，矸石最大粒径可达700mm，硬度均大于8。
在一种示例中，料浆制备***还包括破碎机1、输送机2，破碎机1的出口通过输送机2与矸石仓3的矸石入口连接，矸石仓3的矸石出口通过输送机2与搅拌机5连接。
可选的，如图3的筛分破碎***流程图所示，破碎机1包括颚式破碎机和复合式破碎机，其中，颚式破碎机与复合式破碎机通过输送机连接，颚式破碎机用于初步破碎，复合式破碎机用于二次破碎。洗选矸石和掘进矸石首先经皮带输送机进入颚式破碎机进行初步破碎，再经皮带输送机进入复合式破碎机进行二次破碎，使破碎后的矸石粒径小于8mm，最后经皮带输送机进入矸石缓存仓储存。
在一种示例中，本发明的充填工艺流程包括检查准备、管道充水、灰浆推水、正常充填、水推灰浆、充填工作结束。具体操作如下：
(1)检查准备
通过井下充填站检查、联系，确认***正常，设备完好，方可进入下一步工作。主要包括以下内容：
①干线充填管路检查，主要包括各连接处是否牢靠，密封圈安装与否，管内是否有异物等；
②工作面的截止阀检查，主要包括开、关自如，充填前工作面管上的截止阀为关闭状态；
③布料管检查，主要为连接布料管的管箍是否牢固，连接布料管的截止阀处于关闭状态。
(2)管道充水
专人观察充填管路的末端处出水情况，工作面见水后向充填站报告管道充满水，其作用主要体现在润管，减少泵送时充填料水分流失。
(3)灰浆推水
在正式充填前，先泵送由煤矸石和水制成的灰浆，把管路内的清水排出。此过程充填管路前段为清水，后段为灰浆，即为灰浆推水阶段。作用为进一步润滑管路。充填管路内清水排至排水管，当管内出现矸石灰浆时，关闭靠近排水管的截止阀，开始正常充填阶段。
(4)正常充填
充填的总体顺序具体为：首先打开采空区较低处的截止阀，进行充填，待充填浆料在采空区堆积到一定高度时，向高处开启相邻截止阀，进行充填，依此类推，完成对整个设计区域的充填作业。
(5)水推灰浆(清洗管路、充填设备)
当料浆斗内的充填料浆泵送完之前，向料浆斗放入清水，在充填料浆后面泵送清水洗管，清洗时由蓄水池水泵直接向搅拌机内供水。具体清洗工作包括以下内容：
①充填站停泵以后，整个干线管路冲洗工作结束；
②工作面主管阀清洗；
③布料管卸下清洗；
④搅拌机、充填泵等设备清洗。
(6)充填工作结束
工作结束后，报告控制室。
在一种示例中，本发明在充填管路7上设置环形流量计8，环形流量计8能够测量含有固体微粒的液体或气体，监测充填管路中的输送料浆情况，可在恶劣的管道条件下工作，具有压力损失小、功耗低，且在恶劣条件下流出系数稳定、精度高、可靠性好等优点，能够防止充填管路堵塞及输送不畅，保证充填效率。
在一种示例中，本发明使用的搅拌机为连续式搅拌机，型号为JS6000，该搅拌机是一上部敞开，下部具有可控制开合搅拌机阀门的梨形容器，内部有搅拌装置；井下洗选和掘进矸石破碎至8mm以下后运送至矸石缓存仓储存，矸石缓存仓内矸石落至下方计量皮带输送机，矸石经计量后通过矸石运输皮带输送至搅拌机上方通过上部敞口进入；将水管接至搅拌机进水口并提供满足搅拌用量的水，矸石和水通过连续式搅拌机进行充分搅拌制备成料浆。
在一种示例中，本发明使用的所述截止阀又称截门阀，属于强制密封式阀门，截止阀的启闭件是塞形的阀瓣，密封上面呈平面或海锥面，阀瓣沿阀座的中心线作直线运动。这种类型的截流截止阀阀门非常适合作为切断或调节以及节流用。由于该类阀门的阀杆开启或关闭行程相对较短，而且具有非常可靠的切断功能，又由于阀座通口的变化与阀瓣的行程成正比例关系，非常适合于对流量的调节。
实施例
如图1、2所示，一种流态化矸石本层本面嗣后充填方法，包括三个***即由破碎机1、输送机2、搅拌机5、充填泵6组成的料浆制备***、由7、8、9组成的料浆输送***、由10、11、12组成的采空区充填***，料浆制备***、料浆输送***与采空区充填***全部布置在井下。
如图3所示，为筛分破碎***流程图，充填矸石主要来源于分选矸石和掘进矸石，其岩性为泥岩、泥质砂岩或砂岩，洗选矸石与掘进矸石输送至皮带输送机 2，矸石经皮带输送机2运送至颚式破碎机初步破碎，初步破碎后的物料经皮带输送机运送至复合式破碎机1进行二次破碎，以达到充填粒径<8mm的要求。二次破碎后的矸石经皮带输送机2运送至矸石缓存仓储存。由矸石与水混合制备的充填料浆，矸石粒径小于8mm，浓度为70％。
如图4所示，为充填料浆制备***流程图。矸石缓存仓3内矸石落至下方计量皮带输送机2，矸石经计量后输送至连续式搅拌机5。需要将水管接至连续式搅拌机的进水口并提供满足搅拌用量的水，通过阀组控制蓄水池(4)中流出的水流量；矸石和水通过连续式搅拌机5进行充分搅拌制备成料浆，卸料至充填工业泵6，经充填管路7输送至工作面采空区，最后通过预先铺设好的采空区注浆管12进行充填。
如图1所示，料浆输送***包括充填管路7、环形流量计8和三通管9。
①充填输送管路一端连接充填站工业泵6，另一端连工作面采空区；每隔一段管路(视管路走向而定)连接一个盲板三通，即三通管9。
②充填输送管路在布置时尽量减少弯管数量和管路起伏，以减少浆体的压力损失，避免堵管事故的发生。
③充填输送管路末端可设置多个充填布料管，深入采空区5.0m，每个充填布料管之间相隔50.0m左右，通过截止阀控制充填方向。
管路设计采用Φ203管路，实际充填流量150.0m3/h；管道连接采用重型快卡连接，安装及拆装方便快捷。
充填料浆制备***应基于泵送距离尽量短、转弯尽量少的原则。
如图1、2所示，采空区充填***包括采空区注浆管12、采空区注浆管套管 11和高压阀门10。
工作面回撤空间矸石嗣后充填处理生产工序为回撤、充填，完成该组工序即为一个循环。回撤工序是工作面搬离最后步骤，工作面回撤空间矸石嗣后充填处理工艺流程与本层本面矸石嗣后充填工艺流程相同，充填时，充填管路由回风巷进入回撤工作面由低处向高处依次开启截止阀进行充填。充填工艺流程包括检查准备、管道充水、灰浆推水、正常充填、水推灰浆、充填工作结束。
其中，基于料浆扩散数值模型，得到采空区注浆管埋管深度L，具体流程按如下步骤：
A、确定采场基本尺寸及边界条件；
B、确定注浆管管口压力、管口内径参数；
C、确定采空区破碎岩体孔隙率；
D、借助ANSYS或COMSOL等数值模拟软件，按照实际尺寸建立本层本面嗣后充填模型；
E、利用ANSYS或COMSOL等数值模拟软件，计算出采空区破碎岩体中料浆扩散半径r，取1.5倍富余系数，采空区注浆管埋管深度L＝1.5r。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种流态化矸石本层本面嗣后充填***，其特征在于，所述充填***包括料浆制备***、料浆输送***和采空区充填***，
所述料浆制备***包括矸石仓(3)、蓄水池(4)和搅拌机(5)，所述矸石仓(3)、蓄水池(4)均与所述搅拌机(5)连接；
所述料浆输送***包括充填泵(6)、充填管路(7)，所述充填管路(7)通过充填泵(6)与所述搅拌机(5)连接；
所述采空区充填***包括采空区注浆管(12)，所述充填管路(7)与所述采空区注浆管(12)连接，通过所述采空区注浆管(12)向采空区进行充填。
2.根据权利要求1所述的一种流态化矸石本层本面嗣后充填***，其特征在于，所述料浆制备***、料浆输送***和采空区充填***均布置在井下。
3.根据权利要求1所述的一种流态化矸石本层本面嗣后充填***，其特征在于，所述料浆制备***还包括破碎机(1)、输送机(2)，所述破碎机(1)的出口通过输送机(2)与所述矸石仓(3)的矸石入口连接，所述矸石仓(3)的矸石出口通过输送机(2)与所述搅拌机(5)连接；所述破碎机(1)包括颚式破碎机和复合式破碎机，其中，所述颚式破碎机与复合式破碎机通过输送机连接，所述颚式破碎机用于初步破碎，所述复合式破碎机用于二次破碎；
所述矸石仓(3)内储存矸石，所述矸石的充填粒径<8mm，所述矸石来源于洗选矸石和掘进矸石，所述矸石的岩性包括泥岩、泥质砂岩或砂岩中至少一种；所述矸石与水混合形成的料浆的质量浓度为70％。
4.根据权利要求1所述的一种流态化矸石本层本面嗣后充填***，其特征在于，所述料浆输送***还包括三通管(9)和环形流量计(8)，所述环形流量计(8)设置于所述充填管路(7)上，所述采空区注浆管(12)通过所述三通管(9)与所述充填管路(7)连接。
5.根据权利要求1所述的一种流态化矸石本层本面嗣后充填***，其特征在于，所述采空区注浆管(12)随着工作面推进，始终深入工作面后方100～130m；所述采空区注浆管(12)的末端深入采空区3～10m。
根据本层本面采空区的孔隙分布，可得料浆的最大扩散半径约为100m，为防止料浆扩散至充填开采工作面影响正常的采煤作业，随着工作面向前推进，采空区注浆管末端也应该始终滞后于开采工作面100～130m的距离，且采空区注浆管末端深入采空区3～10m。
6.根据权利要求1所述的一种流态化矸石本层本面嗣后充填***，其特征在于，所述充填管路(7)连接有至少一个所述采空区注浆管(12)，当所述采空区注浆管(12)的数量大于1时，相邻所述采空区注浆管(12)间隔80～200m设计。相邻所述采空区注浆管的间隔是根据充填工作面面宽决定的，一般取80～200m都是较为合理的。
7.根据权利要求1所述的一种流态化矸石本层本面嗣后充填***，其特征在于，所述采空区注浆管(12)的埋管深度L＝1.5r，为r采空区破碎岩体中料浆扩散半径。
8.根据权利要求7所述的一种流态化矸石本层本面嗣后充填***，其特征在于，所述采空区破碎岩体中料浆扩散半径r的计算方法为：通过包括注浆管管口压力、管口内径、采空区破碎岩体孔隙率在内的参数，采用数值模拟软件，按照采场的实际尺寸建立本层本面嗣后充填模型，根据料浆扩散数值模型计算得出所述采空区破碎岩体中料浆扩散半径r，所述数值模拟软件包括ANSYS或COMSOL。
9.根据权利要求1所述的一种流态化矸石本层本面嗣后充填***，其特征在于，所述采空区充填***还包括采空区注浆管套管(11)和高压阀门(10)，所述采空区注浆管(12)设置于所述采空区注浆管套管(11)内，所述采空区注浆管(12)上设置有所述高压阀门(10)。
10.根据权利要求1～9任一所述的一种流态化矸石本层本面嗣后充填***的充填方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)矸石仓(3)中的矸石和蓄水池(4)中的水通过搅拌机(5)进行搅拌制备成料浆；
(2)所述料浆经充填泵(6)泵入充填管路(7)，输送至充填区域；
(3)充填管路(7)中的料浆通过采空区注浆管(12)对采空区进行回撤、充填。
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114673550A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-06-28 | 中国矿业大学(北京) | 一种用于连续充填开采的矸石处理方法 |
| CN115199328A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-10-18 | 中国矿业大学 | 一种煤矿开采嗣后空间矸石注浆充填工程设计方法 |
| CN115199327A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-10-18 | 中国矿业大学 | 一种矸石充填料浆智能化制备与输送管控***及方法 |
| CN115199326A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-10-18 | 中国矿业大学 | 煤矿开采嗣后空间矸石注浆充填弱化覆岩动力灾害方法 |
| CN115259758A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-11-01 | 中国矿业大学 | 一种毫米级矸石料浆配比优化及制备方法 |
| CN115628106A (zh) * | 2022-10-18 | 2023-01-20 | 中国矿业大学 | 一种矿山固废流态化充填处置协同二氧化碳封存方法 |
| CN116877187A (zh) * | 2023-05-18 | 2023-10-13 | 赤峰荣邦矿业有限责任公司 | 自动化尾矿充填装置及充填方法 |
| WO2024109406A1 (zh) * | 2022-11-25 | 2024-05-30 | 华能煤炭技术研究有限公司 | 用于综放架后全断面就地膏体管注式充填***布置方法 |
Citations (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002348898A (ja) * | 2001-05-24 | 2002-12-04 | Mirai Group Co Ltd | 空洞充填工法 |
| 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 |
| CN101169042A (zh) * | 2007-11-23 | 2008-04-30 | 煤炭科学研究总院抚顺分院 | 冒落带边缘倾斜钻孔埋套管采空区、邻近层瓦斯抽放方法 |
| CN102020979A (zh) * | 2009-09-15 | 2011-04-20 | 河北金牛能源股份有限公司 | 一种粘结充填料及利用该充填料进行井下充填的方法 |
| CN102230396A (zh) * | 2011-05-31 | 2011-11-02 | 大连大学 | 煤矿采空区随采随充充填方法 |
| CN102444419A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-05-09 | 山东科技大学 | 一种薄煤层破碎顶板拖管式充填*** |
| CN102493839A (zh) * | 2011-12-10 | 2012-06-13 | 太原理工大学 | 一种充实采空区的方法 |
| CN103342515A (zh) * | 2013-07-21 | 2013-10-09 | 冀中能源峰峰集团有限公司小屯矿 | 红矸石充填料 |
| CN103758567A (zh) * | 2014-01-26 | 2014-04-30 | 山东科技大学 | 一种破碎顶板冒落区注浆充填方法 |
| CN106894827A (zh) * | 2017-03-28 | 2017-06-27 | 安徽理工大学 | 煤矿采煤工作面回采期间防治瓦斯的方法 |
| CN108775240A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-11-09 | 中国矿业大学(北京) | 一种急倾斜煤层流态化开采的方法 |
| CN110821559A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-21 | 中国矿业大学(北京) | 一种利用常规综采液压支架进行泵送矸石采空区处置*** |
| CN111335944A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-06-26 | 中煤能源研究院有限责任公司 | 一种采煤工作面矸石浆体管道协同充填方法 |
| CN111608726A (zh) * | 2020-07-06 | 2020-09-01 | 西安科技大学 | 一种间隔式覆岩碎胀充填钢筋笼囊袋注浆减损方法 |
| CN111894666A (zh) * | 2020-07-06 | 2020-11-06 | 中煤能源研究院有限责任公司 | 一种煤矿井下选磨泵充一体化矸石浆体充填***及方法 |
| CN112145225A (zh) * | 2020-09-22 | 2020-12-29 | 中煤能源研究院有限责任公司 | 一种煤矿掘进矸石井下就地制浆回填***及方法 |
| CN112360462A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-02-12 | 唐山立锦通科技有限公司 | 短壁综采矸石充填注浆的开采工艺 |
| CN112377247A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-02-19 | 中煤能源研究院有限责任公司 | 一种煤矿井下矸石就地分选原位注浆充填方法 |
| CN213064744U (zh) * | 2020-09-07 | 2021-04-27 | 内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司 | 自动转换阀及包括该自动转换阀的煤矿采空区注浆*** |
| CN112796829A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-05-14 | 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 | 一种综放面冒落区井下原矸充填***及充填方法 |
-
2021
- 2021-06-24 CN CN202110702420.4A patent/CN113339056A/zh active Pending
Patent Citations (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002348898A (ja) * | 2001-05-24 | 2002-12-04 | Mirai Group Co Ltd | 空洞充填工法 |
| 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 |
| CN101169042A (zh) * | 2007-11-23 | 2008-04-30 | 煤炭科学研究总院抚顺分院 | 冒落带边缘倾斜钻孔埋套管采空区、邻近层瓦斯抽放方法 |
| CN102020979A (zh) * | 2009-09-15 | 2011-04-20 | 河北金牛能源股份有限公司 | 一种粘结充填料及利用该充填料进行井下充填的方法 |
| CN102230396A (zh) * | 2011-05-31 | 2011-11-02 | 大连大学 | 煤矿采空区随采随充充填方法 |
| CN102493839A (zh) * | 2011-12-10 | 2012-06-13 | 太原理工大学 | 一种充实采空区的方法 |
| CN102444419A (zh) * | 2011-12-31 | 2012-05-09 | 山东科技大学 | 一种薄煤层破碎顶板拖管式充填*** |
| CN103342515A (zh) * | 2013-07-21 | 2013-10-09 | 冀中能源峰峰集团有限公司小屯矿 | 红矸石充填料 |
| CN103758567A (zh) * | 2014-01-26 | 2014-04-30 | 山东科技大学 | 一种破碎顶板冒落区注浆充填方法 |
| CN106894827A (zh) * | 2017-03-28 | 2017-06-27 | 安徽理工大学 | 煤矿采煤工作面回采期间防治瓦斯的方法 |
| CN108775240A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-11-09 | 中国矿业大学(北京) | 一种急倾斜煤层流态化开采的方法 |
| CN110821559A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-21 | 中国矿业大学(北京) | 一种利用常规综采液压支架进行泵送矸石采空区处置*** |
| CN111335944A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-06-26 | 中煤能源研究院有限责任公司 | 一种采煤工作面矸石浆体管道协同充填方法 |
| CN111608726A (zh) * | 2020-07-06 | 2020-09-01 | 西安科技大学 | 一种间隔式覆岩碎胀充填钢筋笼囊袋注浆减损方法 |
| CN111894666A (zh) * | 2020-07-06 | 2020-11-06 | 中煤能源研究院有限责任公司 | 一种煤矿井下选磨泵充一体化矸石浆体充填***及方法 |
| CN213064744U (zh) * | 2020-09-07 | 2021-04-27 | 内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司 | 自动转换阀及包括该自动转换阀的煤矿采空区注浆*** |
| CN112145225A (zh) * | 2020-09-22 | 2020-12-29 | 中煤能源研究院有限责任公司 | 一种煤矿掘进矸石井下就地制浆回填***及方法 |
| CN112377247A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-02-19 | 中煤能源研究院有限责任公司 | 一种煤矿井下矸石就地分选原位注浆充填方法 |
| CN112360462A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-02-12 | 唐山立锦通科技有限公司 | 短壁综采矸石充填注浆的开采工艺 |
| CN112796829A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-05-14 | 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 | 一种综放面冒落区井下原矸充填***及充填方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 邹光华等: "《采矿新技术》", vol. 1, 中国矿业大学出版社有限责任公司, pages: 52 - 53 * |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114673550A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-06-28 | 中国矿业大学(北京) | 一种用于连续充填开采的矸石处理方法 |
| CN115199328A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-10-18 | 中国矿业大学 | 一种煤矿开采嗣后空间矸石注浆充填工程设计方法 |
| CN115199327A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-10-18 | 中国矿业大学 | 一种矸石充填料浆智能化制备与输送管控***及方法 |
| CN115199326A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-10-18 | 中国矿业大学 | 煤矿开采嗣后空间矸石注浆充填弱化覆岩动力灾害方法 |
| CN115259758A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-11-01 | 中国矿业大学 | 一种毫米级矸石料浆配比优化及制备方法 |
| CN115259758B (zh) * | 2022-07-25 | 2023-06-23 | 中国矿业大学 | 一种毫米级矸石料浆配比优化及制备方法 |
| CN115199326B (zh) * | 2022-07-25 | 2024-04-09 | 中国矿业大学 | 煤矿开采嗣后空间矸石注浆充填弱化覆岩动力灾害方法 |
| CN115199328B (zh) * | 2022-07-25 | 2024-05-28 | 中国矿业大学 | 一种煤矿开采嗣后空间矸石注浆充填工程设计方法 |
| CN115628106A (zh) * | 2022-10-18 | 2023-01-20 | 中国矿业大学 | 一种矿山固废流态化充填处置协同二氧化碳封存方法 |
| WO2024082838A1 (zh) * | 2022-10-18 | 2024-04-25 | 中国矿业大学 | 一种矿山固废流态化充填处置协同二氧化碳封存方法 |
| WO2024109406A1 (zh) * | 2022-11-25 | 2024-05-30 | 华能煤炭技术研究有限公司 | 用于综放架后全断面就地膏体管注式充填***布置方法 |
| CN116877187A (zh) * | 2023-05-18 | 2023-10-13 | 赤峰荣邦矿业有限责任公司 | 自动化尾矿充填装置及充填方法 |
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