[发明专利]一种流态化矸石穿层嗣后充填采煤系统及方法

权利要求书

1.一种流态化矸石穿层嗣后充填采煤系统，其特征在于，所述充填系统包括料浆制备系统、料浆输送系统和采空区充填系统，

所述料浆制备系统包括矸石仓、水仓和搅拌机(6)，所述矸石仓、水仓均与所述搅拌机(6)连接；

所述料浆输送系统包括充填泵(7)、充填管道(8)，所述充填管道(7)通过充填泵(7)与所述搅拌机(6)连接；

所述采空区充填系统包括采空区注浆管，所述采空区注浆管匹配设于穿层注浆钻孔中，所述穿层注浆钻孔贯穿连通工作面与相邻分层工作面采空区；所述充填管道(7)与所述采空区注浆管连接，通过所述采空区注浆管向相邻分层工作面采空区进行充填。

2.根据权利要求1所述的一种流态化矸石穿层嗣后充填采煤系统，其特征在于，所述料浆制备系统、料浆输送系统和采空区充填系统均布置在井下。

3.根据权利要求1所述的一种流态化矸石穿层嗣后充填采煤系统，其特征在于，所述料浆制备系统还包括破碎机、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(6)连接；所述破碎机包括颚式破碎机(2)和复合式破碎机(4)，其中，所述颚式破碎机(2)通过第一输送机(3)与复合式破碎机(4)连接，所述复合式破碎机(4)通过第二输送机(5)与所述搅拌机(6)连接，所述颚式破碎机(2)用于初步破碎，所述复合式破碎机(4)用于二次破碎。

4.根据权利要求1所述的一种流态化矸石穿层嗣后充填采煤系统，其特征在于，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％。

5.根据权利要求1所述的一种流态化矸石穿层嗣后充填采煤系统，其特征在于，所述料浆输送系统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道(8)上；所述充填管道(8)设于高抽巷、低抽巷或其他层位废弃巷道中，所述采空区注浆管通过所述三通管与所述充填管道(8)连接；所述的巷道当处于采空区下层位时需及时进行封孔处理。

6.根据权利要求1所述的一种流态化矸石穿层嗣后充填采煤系统，其特征在于，所述穿层注浆钻孔的孔径为Φ200.0mm。

7.根据权利要求1所述的一种流态化矸石穿层嗣后充填采煤系统，其特征在于，所述穿层注浆钻孔的数量为至少一个，当所述穿层注浆钻孔的数量大于1时，相邻所述穿层注浆钻孔的钻孔间距为2r₀。

8.根据权利要求1所述的一种流态化矸石穿层嗣后充填采煤系统，其特征在于，所述穿层注浆钻孔的钻孔深度L取决于穿层注浆钻孔所在的施工巷道层位，其计算公式为：

式中，H为注浆钻孔施工巷道距离工作面距离，m；M为采高，m。

9.根据权利要求1所述的一种流态化矸石穿层嗣后充填采煤系统，其特征在于，所述采空区充填系统还包括高压阀门，所述采空区注浆管上设置有所述高压阀门。

10.根据权利要求1～9任一所述的一种流态化矸石穿层嗣后充填采煤系统的充填方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)矸石仓中的矸石和水仓中的水通过搅拌机(6)进行搅拌制备成料浆；

(2)所述料浆经充填泵(7)泵入充填管道(8)，输送至充填区域；

(3)充填管道(8)中的料浆通过设置在穿层注浆钻孔中的采空区注浆管，对相邻分层工作面采空区进行充填。