粉尘与矸石混合的充填浆体及充填方法与流程

本发明属于煤矿开采，涉及粉尘与矸石混合的充填浆体，本发明还涉及利用该充填浆体进行充填的方法。

背景技术：

1、随着我国针对煤矿工人作业环境的要求逐渐严格，为了消除粉尘的危害，防止粉尘爆炸，保护职工身体健康，粉尘防治措施的要求不断提高。在掘进工作面、破碎站、洗煤厂等重点产尘环节，均布置了湿式除尘器、喷雾降尘等综合治理措施，大大改善了职工的作业环境，达到了粉尘防治的效果。但湿式除尘器及喷雾降尘由于其除尘原理限制，除尘过程中会产生大量泥浆，泥浆主要由粉尘与除尘用水混合而成。传统的做法是通过巷道两侧水沟将泥浆排至井底水仓或缓存池进行静态沉降，再通过人工清理沉降物。该处理方法工人劳动量大，泥浆难清理，需频繁清理水仓，且沉降物为淤泥，仍然无法合理处置，增加煤矿生产负担。

2、另一方面，煤矿在采取浆体充填方式处理煤矸石时，由于设备限制往往在破碎过程中无法产生足量的小于200目细颗粒，由于细颗粒比例较低容易造成粗颗粒的沉降，影响矸石浆体的安全输送。

技术实现思路

1、本发明的第一目的是提供一种粉尘与矸石混合的充填浆体，具有增加矸石浆体中细颗粒的占比、提高矸石浆体充填输送的稳定性的特点。

2、本发明的第二目的是提供一种利用上述充填浆体进行充填的方法。

3、本发明所采用的第一技术方案是，粉尘与矸石混合的充填浆体，充填浆体由泥浆与矸石粉末按比例混合而成，泥浆与矸石粉末混合比例为n：

4、n＝(cm-cz)/(cz-1)

5、其中，cz为泥浆与矸石混合后的最终浆液质量浓度，cm为泥浆质量浓度，且cm<cz。

6、本发明第一技术方案的特点还在于：

7、泥浆由的粉尘和水组成。

8、矸石粉末的直径小于3mm。

9、本发明所采用的第二技术方案是，粉尘与矸石混合的充填浆体进行充填的方法，具体按照以下步骤实施：

10、步骤1、将废弃泥浆缓存至带有搅拌功能的缓存池中；

11、步骤2、将矸石通过破碎机进行若干级破碎，破碎成直径小于3mm的矸石粉末，并存储在成品料仓中待后续称取；

12、步骤3、通过渣浆泵将步骤1中的泥浆从缓存池抽出，在浓度计测试输送管道中测量泥浆质量浓度为cm，同时，将步骤2成品料仓中的矸石粉末通过变频给料机给料至搅拌机；

13、步骤4、将步骤3中质量浓度为cm的泥浆与矸石粉末按照质量比例n混合，并通过搅拌机搅拌均匀形成矸石浆体，最终得到泥浆与矸石混合的充填浆体；

14、步骤5、采用充填泵通过管道的形式将步骤4中充填浆体输送至充填位置，充填至采空区空隙空间。

15、本发明第二技术方案的特点还在于：

16、质量比例n按以下公式计算：

17、n＝(cm-cz)/(cz-1)

18、其中，cz为步骤4泥浆与矸石混合后的最终浆液质量浓度，cm为泥浆质量浓度，且cm<cz。

19、本发明的有益效果是：

20、本发明粉尘与矸石混合的充填浆体，通过将泥浆与破碎后的矸石粉末按一定比例混合制成浆体充填材料，且通过调整泥浆与矸石粉末的质量比例得到不同浓度的充填浆体，进而满足不同工况环境下的充填要求；同时通过在矸石浆体中添加泥浆，增加了煤矸石浆体中细颗粒的占比，提高矸石浆体充填输送的稳定性，降低了处理成本。

21、本发明利用上述充填浆体进行充填的方法，该方法工艺简单，无需浓缩的过程，且充填效果显著；通过该方法合理处置泥浆，减少煤矿生产负担，可实现煤矿产生的泥浆无害化、资源批量化处理。

技术特征：

1.粉尘与矸石混合的充填浆体，其特征在于，所述充填浆体由泥浆与矸石粉末按比例混合而成，所述泥浆与矸石粉末混合比例为n：

2.根据权利要求1所述的粉尘与矸石混合的充填浆体，其特征在于，所述泥浆由的粉尘和水组成。

3.根据权利要求1所述的粉尘与矸石混合的充填浆体，其特征在于，所述矸石粉末的直径小于3mm。

4.根据权利要求1-3所述的粉尘与矸石混合的充填浆体进行充填的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

5.根据权利要求4所述的利用粉尘与矸石混合的充填浆体进行充填的方法，其特征在于，所述质量比例n按以下公式计算：

技术总结
本发明公开的粉尘与矸石混合的充填浆体，充填浆体由泥浆与矸石粉末按比例混合而成，通过泥浆与矸石粉末按比例混合，增加了矸石浆体中细颗粒的占比，提高矸石浆体充填输送的稳定性；本发明还公开了利用粉尘与矸石混合的充填浆体进行充填的方法，包括步骤1、将废弃泥浆缓存至缓存池；步骤2、将矸石通过破碎机进行若干级破碎；步骤3、将步骤1中的泥浆从缓存池抽出，在浓度计测试输送管道中测量泥浆质量浓度为C<subgt;m</subgt;；步骤4、将步骤3中质量浓度为C<subgt;m</subgt;的泥浆与矸石粉末按照质量比例n混合，并搅拌形成充填浆体；步骤5、将步骤4中充填浆体输送至充填位置充填。通过该方法合理处置泥浆，减少煤矿生产负担，实现了煤矿煤泥水的无害化、资源化批量处置。

技术研发人员：朱磊,宋天奇,刘成勇,古文哲,吴玉意,刘治成,潘浩,秋丰岐,孙俊彦,李娟,何志伟,张鹏,盛奉天
受保护的技术使用者：中煤能源研究院有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13