[发明专利]一种矸石废弃物井下多水平协同处置系统及方法

权利要求书

1.一种矸石废弃物井下多水平协同处置系统，其特征在于，该系统包括地面系统及位于地下的井下制浆系统和井下水平生产系统，所述井下水平生产系统包括第一水平生产系统、…、第i水平生产系统，i为整数且i≥2，

所述地面系统包括地面制浆站和地面注浆钻孔；

所述井下水平生产系统包括井下水平生产工作面、井下采空区、井下钻场和井下注浆钻孔，所述井下水平生产工作面包括第一水平生产工作面、…、第i水平生产工作面，所述井下采空区包括与所述井下水平生产工作面一一对应的第一采空区、…、第i采空区，第1～i-1井下水平生产工作面两巷的内侧均设置有所述井下钻场，所述井下钻场中设置所述井下注浆钻孔；

所述井下制浆系统包括井下制浆硐室和井下输浆管道，所述井下制浆硐室通过所述井下输浆管道连通至每个所述井下钻场和每个所述井下水平生产工作面；所述水平工作面煤矸通过皮带输送至煤矸分选系统后分选至矸石仓，后通过皮带输送至注浆硐室制成料浆；

所述地面注浆钻孔连通至所述第一水平生产系统的采空区，所述第i-1水平生产系统的井下注浆钻孔连通至所述第i采空区。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，根据注浆扩散半径、工作面长度及推进长度确定井下钻场数量N及每个井下钻场注浆钻孔数量n：

式中：

L₁—井下水平生产工作面长度；

L₂—井下水平生产工作面推进长度；

R—注浆扩散半径；

n—每个井下钻场注浆钻孔数量；

N—井下钻场数量。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，如所述井下钻场数量N及每个井下钻场注浆钻孔数量n若非整数，则采用进一法向上取整。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述井下钻场超前所述井下水平生产工作面至少50m。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述井下制浆硐室位于矸石仓与同标高轨道巷连接处的位置。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述井下输浆管道从制浆硐室开始布置，最终敷设至工作面两巷钻场位置。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述井下制浆硐室中设置单级泵或多级泵。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，井下制浆硐室及煤矸分选系统的布置方式至少包括以下两种方法：在各井下水平生产系统同时布置井下制浆硐室及煤矸分选系统，或在各井下水平生产系统分别布置井下制浆硐室，在第i水平生产系统布置煤矸分选系统。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种矸石废弃物井下多水平协同处置系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)矸石山矸石废弃物在地面制浆站制成地面料浆，通过地面注浆钻孔注入到第一水平生产工作面后方的第一采空区中；

(2)第i-1水平生产工作面产生的矸石废弃物，通过井下输浆管道运到井下制浆硐室制成井下料浆；

(3)所述井下料浆通过井下输浆管道输送至第i-1水平生产工作面的井下钻场，经该井下钻场中的井下注浆钻孔注入到第i水平生产工作面后方采空区中。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，料浆注入采空区距离工作面至少间隔15m。