(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111946394 A(43)申请公布日 2020.11.17
(21)申请号 202010974684.0(22)申请日 2020.09.16
(71)申请人 中勘资源勘探科技股份有限公司
地址 235000 安徽省淮北市经济开发区龙
湖工业园梧桐路18号(72)发明人 袁飞 王卫 戚雪莹 周子龙
孙睿 庞江涛 (74)专利代理机构 北京同辉知识产权代理事务
所(普通合伙) 11357
代理人 王依(51)Int.Cl.
E21F 15/08(2006.01)E21C 41/18(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图5页
(54)发明名称
一种覆岩隔离注浆充填绿色开采施工系统及其施工工艺
(57)摘要
本发明公开一种覆岩隔离注浆充填绿色开采施工系统及其施工工艺，施工系统包括供水系统、供电系统、供灰系统、制浆系统、搅拌系统、注浆系统以及管路系统。供水系统包括清水泵；供电系统包括变压器；供灰系统包括水泥罐车、灰罐和螺旋输送机；制浆系统包括一级搅拌池及二级搅拌池；注浆系统包括活塞式泥浆泵；管路系统包括石油管及地质管。施工工艺包括供灰转运、供水储存、一次搅拌、二次搅拌和注浆。本发明采用罐装灰制浆工艺，达到环保要求，具有中转储灰能力，能够提供不间断的浆液保障注浆连续、浓度可快速调控保障注浆充填效果。解决了现有技术中煤矿开采容易造成地表下沉，使得地表因采煤影响导致一定范围内农田及其构筑物的破坏的问题。
CN 111946394 ACN 111946394 A
权 利 要 求 书
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1.一种覆岩隔离注浆充填绿色开采施工系统，包括供水系统、供电系统、供灰系统、制浆系统、搅拌系统、注浆系统以及管路系统，其特征在于，所述供水系统由清水泵构成；所述供电系统由变压器构成；所述供灰系统由水泥罐车和灰罐及其螺旋输送机构成；所述制浆系统由一级搅拌池及二级搅拌池构成；所述注浆系统由活塞式泥浆泵构成；所述管路系统由石油管及地质管构成。
2.根据权利1所述的一种覆岩隔离注浆充填绿色开采施工系统，其特征在于，所述供电系统给整个系统供电。
3.根据权利1所述的一种覆岩隔离注浆充填绿色开采施工系统，其特征在于，单日最大采煤量与单日粉煤灰最大量质量比为3:1；根据钻孔数量及距离排布，按照浆液最大扩散半径100米得出同时注浆的钻孔最大数量；单个灰罐单日注浆量400吨；每两个灰罐配备一个一级搅拌池；单个活塞式泥浆泵单日注浆量150吨。
4.根据权利要求1—2任意一项所述覆岩隔离注浆充填绿色开采施工系统的施工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、供灰转运
使用水泥罐车将发电场发电产生的粉煤灰转运至灰罐中；S2、供水储存
使用清水泵将水井中的清水抽取至蓄水池中储存；S3、一次搅拌
将灰罐中存储的粉煤灰通过螺旋输送机转移至一级搅拌池中，将蓄水池中存储的清水通过清水泵转移至一级搅拌池中与粉煤灰混合搅拌充分；
S4、二次搅拌
将一次搅拌好的灰浆通过石油管和地质管远程输送至二级搅拌池再次进行搅拌；S5、注浆
将二次搅拌好的灰浆通过活塞式泥浆泵抽取，沿注浆钻孔注入。
5.根据权利要求4所述的一种覆岩隔离注浆充填绿色开采施工工艺，其特征在于，所述S3中控制清水与粉煤灰的质量比为3:2，控制搅拌转速为1200—1500rpm，搅拌时间为2—3.5h。
6.根据权利要求4所述的一种覆岩隔离注浆充填绿色开采施工工艺，其特征在于，所述S4中控制搅拌转速为2200—3000rpm，搅拌时间为2.5—4h。
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说 明 书
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一种覆岩隔离注浆充填绿色开采施工系统及其施工工艺
技术领域
[0001]本发明属于覆岩隔离注浆充填采煤领域，具体涉及一种覆岩隔离注浆充填绿色开采施工系统及其施工工艺。
背景技术
[0002]煤矿是人类在富含煤炭的矿区开采煤炭资源的区域，一般分为井工煤矿和露天煤矿。传统的煤矿开采容易造成地表下沉，使得地表因采煤影响导致一定范围内农田及其构筑物的破坏。
[0003]覆岩隔离注浆充填绿色开采技术是一种构筑物下压煤开采新方法，通过地面钻孔对采动覆岩离层区进行高压注浆充填，在工作面中部形成一定宽度的压实支撑区，利用压实区与隔离煤柱联合控制覆岩关键层结构的稳定性，从而减小地表下沉，保护地表因采煤影响范围内农田及其构筑物的破坏。[0004]针对上述提出的问题，现提出一种覆岩隔离注浆充填绿色开采施工系统及其施工工艺。
发明内容
[0005]针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种覆岩隔离注浆充填绿色开采施工系统及其施工工艺，解决了现有技术中煤矿开采容易造成地表下沉，使得地表因采煤影响导致一定范围内农田及其构筑物的破坏的问题。[0006]本发明的目的可以通过以下技术方案实现：[0007]一种覆岩隔离注浆充填绿色开采施工系统，包括供水系统、供电系统、供灰系统、制浆系统、搅拌系统、注浆系统以及管路系统，所述供水系统由清水泵构成；所述供电系统由变压器构成；所述供灰系统由水泥罐车和灰罐及其螺旋输送机构成；所述制浆系统由一级搅拌池及二级搅拌池构成；所述注浆系统由活塞式泥浆泵构成；所述管路系统由石油管及地质管构成。[0008]进一步的，所述供电系统给整个系统供电。[0009]进一步的，单日最大采煤量与单日粉煤灰最大量质量比为3:1；根据钻孔数量及距离排布，按照浆液最大扩散半径100米得出同时注浆的钻孔最大数量；单个灰罐单日注浆量400吨；每两个灰罐配备一个一级搅拌池；单个活塞式泥浆泵单日注浆量150吨。[0010]一种覆岩隔离注浆充填绿色开采施工系统的施工工艺，包括如下步骤：[0011]S1、供灰转运
[0012]使用水泥罐车将发电场发电产生的粉煤灰转运至灰罐中；[0013]S2、供水储存
[0014]使用清水泵将水井中的清水抽取至蓄水池中储存；[0015]S3、一次搅拌
[0016]将灰罐中存储的粉煤灰通过螺旋输送机转移至一级搅拌池中，将蓄水池中存储的
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说 明 书
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清水通过清水泵转移至一级搅拌池中与粉煤灰混合搅拌充分；[0017]S4、二次搅拌
[0018]将一次搅拌好的灰浆通过石油管和地质管远程输送至二级搅拌池再次进行搅拌；[0019]S5、注浆
[0020]将二次搅拌好的灰浆通过活塞式泥浆泵抽取，沿注浆钻孔注入。[0021]进一步的，所述S3中控制清水与粉煤灰的质量比为3:2，控制搅拌转速为1200—1500rpm，搅拌时间为2—3.5h。[0022]进一步的，所述S4中控制搅拌转速为2200—3000rpm，搅拌时间为2.5—4h。[0023]本发明的有益效果：[0024]1、本发明采用罐装灰制浆工艺，达到环保要求，具有中转储灰能力，能够提供不间断的浆液保障注浆连续、浓度可快速调控保障注浆充填效果。附图说明
[0025]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0026]图1是本发明实施例的整体开采施工系统示意图；[0027]图2是本发明实施例的供水系统示意图；[0028]图3是本发明实施例的供电系统示意图；[0029]图4是本发明实施例的供灰系统示意图；[0030]图5是本发明实施例的制浆系统示意图；[0031]图6是本发明实施例的注浆系统示意图；[0032]图7是本发明实施例的管路系统示意图；[0033]图8是本发明实施例的开采施工工艺流程图。
具体实施方式
[0034]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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。[0035]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。[0036]如图1—图7所示，一种覆岩隔离注浆充填绿色开采施工系统，包括供水系统、供电系统、供灰系统、制浆系统、搅拌系统、注浆系统以及管路系统，所述供电系统给整个系统供电。所述供水系统由清水泵构成；所述供电系统由变压器构成；所述供灰系统由水泥罐车和灰罐及其螺旋输送机构成；所述制浆系统由一级搅拌池及二级搅拌池构成；所述注浆系统由活塞式泥浆泵构成；所述管路系统由石油管及地质管构成。
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说 明 书
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如图8所示，一种覆岩隔离注浆充填绿色开采施工工艺，包括如下步骤：
[0038]S1、供灰转运
[0039]使用水泥罐车将发电场发电产生的粉煤灰转运至灰罐中；[0040]S2、供水储存
[0041]使用清水泵将水井中的清水抽取至蓄水池中储存；[0042]S3、一次搅拌
[0043]将灰罐中存储的粉煤灰通过螺旋输送机转移至一级搅拌池中，将蓄水池中存储的清水通过清水泵转移至一级搅拌池中与粉煤灰混合搅拌充分，控制清水与粉煤灰的质量比为3:2；
[0044]S4、二次搅拌
[0045]将一次搅拌好的灰浆通过石油管和地质管远程输送至二级搅拌池再次进行搅拌；[0046]S5、注浆
[0047]将二次搅拌好的灰浆通过活塞式泥浆泵抽取，沿注浆钻孔注入。[0048]下面列举几个实施例对本发明提出的施工工艺作进一步解释。[0049]实施例1[0050]S1、供灰转运
[0051]使用水泥罐车将发电场发电产生的粉煤灰转运至灰罐中；[0052]S2、供水储存
[0053]使用清水泵将水井中的清水抽取至蓄水池中储存；[0054]S3、一次搅拌
[0055]将灰罐中存储的粉煤灰通过螺旋输送机转移至一级搅拌池中，将蓄水池中存储的清水通过清水泵转移至一级搅拌池中与粉煤灰混合搅拌充分，控制清水与粉煤灰的质量比为3:2，控制搅拌转速为1500rpm，搅拌时间为2h；[0056]S4、二次搅拌
[0057]将一次搅拌好的灰浆通过石油管和地质管远程输送至二级搅拌池再次进行搅拌，控制搅拌转速为2500rpm，搅拌时间为3h；[0058]S5、注浆
[0059]将二次搅拌好的灰浆通过活塞式泥浆泵抽取，沿注浆钻孔注入。[0060]实施例2[0061]S1、供灰转运
[0062]使用水泥罐车将发电场发电产生的粉煤灰转运至灰罐中；[0063]S2、供水储存
[0064]使用清水泵将水井中的清水抽取至蓄水池中储存；[0065]S3、一次搅拌
[0066]将灰罐中存储的粉煤灰通过螺旋输送机转移至一级搅拌池中，将蓄水池中存储的清水通过清水泵转移至一级搅拌池中与粉煤灰混合搅拌充分，控制清水与粉煤灰的质量比为3:2，控制搅拌转速为1400rpm，搅拌时间为2.5h；[0067]S4、二次搅拌
[0068]将一次搅拌好的灰浆通过石油管和地质管远程输送至二级搅拌池再次进行搅拌，
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控制搅拌转速为3000rpm，搅拌时间为2.5h；[0069]S5、注浆
[0070]将二次搅拌好的灰浆通过活塞式泥浆泵抽取，沿注浆钻孔注入。[0071]实施例3[0072]S1、供灰转运
[0073]使用水泥罐车将发电场发电产生的粉煤灰转运至灰罐中；[0074]S2、供水储存
[0075]使用清水泵将水井中的清水抽取至蓄水池中储存；[0076]S3、一次搅拌
[0077]将灰罐中存储的粉煤灰通过螺旋输送机转移至一级搅拌池中，将蓄水池中存储的清水通过清水泵转移至一级搅拌池中与粉煤灰混合搅拌充分，控制清水与粉煤灰的质量比为3:2，控制搅拌转速为1200rpm，搅拌时间为3.5h；[0078]S4、二次搅拌
[0079]将一次搅拌好的灰浆通过石油管和地质管远程输送至二级搅拌池再次进行搅拌，控制搅拌转速为2200rpm，搅拌时间为4h；[0080]S5、注浆
[0081]将二次搅拌好的灰浆通过活塞式泥浆泵抽取，沿注浆钻孔注入。[0082]需要注意的是，单日最大采煤量与单日粉煤灰最大量质量比为3:1；根据钻孔数量及距离排布，按照浆液最大扩散半径100米得出同时注浆的钻孔最大数量；单个灰罐单日注浆量400吨；每两个灰罐配备一个一级搅拌池；单个活塞式泥浆泵单日注浆量150吨。[0083]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0084]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
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