一种采空区二氧化碳矿化注浆充填防灭火系统

本技术属于采空区治理，更具体地说，是涉及一种采空区二氧化碳矿化注浆充填防灭火系统。

背景技术：

1、近年来，很多煤矿由于开采多年形成了许多大面积采空区，由于采空区的影响，许多矿区频繁发生地表沉降与地面塌陷等事故，不仅破坏了大量林地、农田等土地资源以及重要的交通道路和民用建筑，还严重威胁了矿区附近人民的生命财产安全。因此，研究出有效的注浆技术来提高采空区充填支撑的强度，减缓地表沉陷对矿区周边环境影响至关重要。另一方面，工作面采空区也是火灾发生的重点区域，观察采空区自然发火的几个影响因素，隔绝氧气是一种比较高效的方法，从而如何对矸石裂隙产生的漏风通道进行注浆堵漏，有效进行采空区的氧气隔绝是重点关注问题。

2、综上所述，如何提高采空区充填矸石的支撑强度、实现co2的矿化以及防止采空区自然火灾的发生都是该领域亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本实用新型就是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种采空区二氧化碳矿化注浆充填防灭火系统。

2、为解决上述技术问题，为此本实用新型包括浆液制备系统及充填系统，还包括托管注浆系统，浆液制备系统包括输送机构、储存机构、搅拌机构及混料机构，搅拌机构与混料机构通过连接装置连接，充填系统包括充填驱动装置、浆液充填管道，充填系统通过浆液充填管道与托管注浆系统连接，托管注浆系统包括二氧化碳输送管道、采空区预埋管，采空区预埋管上设置有气体散出孔。

3、输送机构设有给料机，混料机构设有受料斗，受料斗用于进行浆液缓冲及暂时储存。

4、浆液制备系统还设有转运机构，转运机构用于转运浆液原料，将储存机构与输送机构连接，浆液制备系统与充填系统连接。

5、浆液充填管道包括浆液充填主管、浆液充填支管和浆液充填托管，浆液充填主管与浆液充填支管连接，浆液充填支管与浆液充填托管连接。

6、浆液充填主管布设在轨道顺槽及采空区留巷侧，浆液充填支管布设在工作面内，而浆液充填托管设置在采空区内。

7、浆液充填托管上依序设置有若干的排列的浆液充填托管，浆液充填托管上连接有控制阀和流量监测装置。

8、浆液充填支管和浆液充填托管均固定在工作面设置的液压支架上。

9、二氧化碳输送管道布设在轨道顺槽内，且二氧化碳输送管道的端部与采空区预埋管连接。

10、采空区预埋管布设在采空区回采巷道侧且伸入到采空区内，采空区预埋管表面均匀设置有若干通气孔，用于采空区注浆后向其中注入co2。

11、采空区预埋管为橡胶管，且采空区预埋管至少设置有一条。

12、与现有技术相比，本实用新型具备以下有益效果：

13、本实用新型通过注浆充填防灭火系统，浆液在注入采空区凝固后还能够隔绝氧气，从而用于防止采空区遗煤发生自燃，并且可以缓解地表塌陷以及对co2进行封存利用，同时实现对co2的矿化。一方面通过物料进行浆液制备，使其具有支撑强度，并对其进行发泡开孔，通过矿化充填注浆可以提高采空区充填支撑的强度，从而减缓地表沉陷对矿区环境影响。

14、另一方面根据工作面采空区的实际充填需求来对井下采空区铺设浆液充填管道，并随着工作面的开采在冒落区预埋co2输送管道，通过预埋的管道向采空区输送co2，使co2和浆液在采空区持续进行反应，既提高浆液固化后的强度，又实现对co2的矿化封存利用。本实用新型通过对采空区矸石裂隙产生的漏风通道进行注浆堵漏，进而隔绝采空区的氧气，防止采空区遗煤自燃。

技术特征：

1.一种采空区二氧化碳矿化注浆充填防灭火系统，包括浆液制备系统及充填系统，其特征在于，还包括托管注浆系统，所述浆液制备系统包括输送机构、储存机构、搅拌机构及混料机构，所述搅拌机构与所述混料机构通过连接装置连接，所述充填系统包括充填驱动装置、浆液充填管道，所述充填系统通过浆液充填管道与所述托管注浆系统连接，所述托管注浆系统包括二氧化碳输送管道、采空区预埋管，所述采空区预埋管上设置有气体散出孔。

2.根据权利要求1所述的一种采空区二氧化碳矿化注浆充填防灭火系统，其特征在于，所述输送机构设有给料机，所述混料机构设有受料斗，所述受料斗用于进行浆液缓冲及暂时储存。

3.根据权利要求1所述的一种采空区二氧化碳矿化注浆充填防灭火系统，其特征在于，所述浆液制备系统还设有转运机构，所述转运机构用于转运浆液原料，将所述储存机构与所述输送机构连接，所述浆液制备系统与所述充填系统连接。

4.根据权利要求1或3所述的一种采空区二氧化碳矿化注浆充填防灭火系统，其特征在于，所述浆液充填管道包括浆液充填主管、浆液充填支管和浆液充填托管，所述浆液充填主管与所述浆液充填支管连接，所述浆液充填支管与所述浆液充填托管连接。

5.根据权利要求4所述的一种采空区二氧化碳矿化注浆充填防灭火系统，其特征在于，所述浆液充填主管布设在轨道顺槽及采空区留巷侧，所述浆液充填支管布设在工作面内，而所述浆液充填托管设置在采空区内。

6.根据权利要求4所述的一种采空区二氧化碳矿化注浆充填防灭火系统，其特征在于，所述浆液充填托管上依序设置有若干的排列的浆液充填托管，所述浆液充填托管上连接有控制阀和流量监测装置。

7.根据权利要求4所述的一种采空区二氧化碳矿化注浆充填防灭火系统，其特征在于，所述浆液充填支管和浆液充填托管均固定在工作面设置的液压支架上。

8.根据权利要求1所述的一种采空区二氧化碳矿化注浆充填防灭火系统，其特征在于，所述二氧化碳输送管道布设在轨道顺槽内，且所述二氧化碳输送管道的端部与采空区预埋管连接。

9.根据权利要求1或8所述的一种采空区二氧化碳矿化注浆充填防灭火系统，其特征在于，所述采空区预埋管布设在采空区回采巷道侧且伸入到采空区内，所述采空区预埋管表面均匀设置有若干通气孔，用于采空区注浆后向其中注入co2。

10.根据权利要求1或8所述的一种采空区二氧化碳矿化注浆充填防灭火系统，其特征在于，所述采空区预埋管为橡胶管，且所述采空区预埋管至少设置有一条。

技术总结
本技术公开了一种采空区二氧化碳矿化注浆充填防灭火系统，其属于采空区治理技术领域，其解决了现有技术中如何提高采空区充填矸石的支撑强度、实现CO<subgt;2</subgt;的矿化的问题。本技术包括浆液制备系统及充填系统，还包括托管注浆系统，浆液制备系统包括输送机构、储存机构、搅拌机构及混料机构，搅拌机构与混料机构通过连接装置连接，充填系统包括充填驱动装置、浆液充填管道，充填系统通过浆液充填管道与托管注浆系统连接，托管注浆系统包括二氧化碳输送管道、采空区预埋管，采空区预埋管上设置有气体散出孔。本技术通过注浆充填系统，可以提高采空区充填支撑的强度，并将浆液与CO<subgt;2</subgt;混合，实现对CO<subgt;2</subgt;进行矿化封存。

技术研发人员：张猛,陆伟,王昌祥,周勇强,廖昌龙
受保护的技术使用者：安徽理工大学
技术研发日：20230612
技术公布日：2024/1/15