[发明专利]一种流态化矸石本层邻面嗣后充填系统及方法

权利要求书

1.一种流态化矸石本层邻面嗣后充填系统，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、蓄水池和搅拌机(5)，所述矸石仓、蓄水池均与所述搅拌机(3)连接；

所述料浆输送系统包括充填泵(4)、充填管路(5)，所述充填管路(5)通过充填泵(4)与所述搅拌机(3)连接；

所述采空区充填系统包括煤壁注浆钻孔(8)，所述煤壁注浆钻孔(8)设置在区段煤柱上；所述充填管路(5)的末端连接至所述煤壁注浆钻孔(8)中向采空区进行充填。

2.根据权利要求1所述的一种流态化矸石本层邻面嗣后充填系统，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本层邻面嗣后充填系统，其特征在于，所述料浆制备系统还包括破碎机(1)、输送机(2)，所述破碎机(1)的出口通过输送机(2)与所述矸石仓的矸石入口连接，所述矸石仓的矸石出口通过输送机(2)与所述搅拌机(3)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。

4.根据权利要求1所述的一种流态化矸石本层邻面嗣后充填系统，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本层邻面嗣后充填系统，其特征在于，所述料浆输送系统还包括三通管(7)和环形流量计(6)，所述充填管路(5)由若干钢管连接组成，相邻所述钢管之间连接有所述环形流量计(6)；所述充填管路(5)设于回风巷中，所述煤壁注浆钻孔(8)通过所述三通管(7)与所述充填管路(5)连接。

6.根据权利要求1所述的一种流态化矸石本层邻面嗣后充填系统，其特征在于，所述煤壁注浆钻孔(8)的钻孔半径r₀为0.1～0.2m，所述煤壁注浆钻孔(8)的钻孔深度即是煤柱的宽度，为3～10m。

7.根据权利要求1或6所述的一种流态化矸石本层邻面嗣后充填系统，其特征在于，所述煤壁注浆钻孔(8)不少于一个，当所述煤壁注浆钻孔(8)的数量大于1时，相邻的所述煤壁注浆钻孔(8)的间距L为2倍料浆扩散半径，其计算公式为：

式中，P₀为注浆压力，MPa；T表示注浆时间，s；b为裂隙开度，mm；r₀为钻孔半径，m；μ为料浆动力粘度，N·s/m²。

8.根据权利要求1所述的一种流态化矸石本层邻面嗣后充填系统，其特征在于，所述采空区充填系统还包括高压阀门(9)和管口压力计(10)，每个所述煤壁注浆钻孔(8)前均设有所述高压阀门(9)和管口压力计(10)，根据管口压力控制注浆时间。

9.根据权利要求1所述的一种流态化矸石本层邻面嗣后充填系统的充填方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)矸石仓中的矸石和蓄水池中的水通过搅拌机(3)进行搅拌制备成料浆；

(2)所述料浆经充填泵(4)泵入充填管路(5)，输送至充填区域；

(3)充填管路(5)中的料浆通过所述煤壁注浆钻孔(8)对采空区进行充填。