一种井上与井下联动的料浆混合及输送方法

专利2026-06-13  0


本发明涉及煤矿充填开采,尤其涉及一种井上与井下联动的料浆混合及输送方法。


背景技术:

1、充填采煤技术以资源采出率高、环境保护程度大的特点,被广泛应用于“三下”采煤,胶结充填工艺的充填体的抗变形能力较固体充填的覆岩变形控制能力更强,成为生态敏感地区的优选工艺。

2、现阶段胶结充填工艺的输送效率远低于采煤效率、充填体早期强度、凝结时间长,导致采煤效率大大降低,甚至出现堵管。充填体早期强度达不到控制要求,充填支架不能前移,采煤工序搁置。充填体早期强度提高后,终凝强度随之提高,远超覆岩变形控制需要,充填成本急剧增加。针对上述问题,往往采用大功率充填泵提高料浆输送效率,但前期投入成本显著提高,投资回收期大大延长。另外,通过掺加外加剂提高料浆基本特性,但针对长距离输送,很难解决料浆流动性与早强性的矛盾。因此,可通过转变料浆输送方式,以适应长距离输送的料浆流动性需求,避免料浆堵管;通过合理调控料浆配比,在充填体终凝强度不变的条件下,提高早期强度。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种井上与井下联动的料浆混合及输送方法,能够解决充填料浆堵管现象,统筹兼顾料浆流动性与充填体强度需求。

2、本发明是一种井上与井下联动的料浆混合及输送方法,包含井上料浆混合和井下料浆混合工序;井上料浆混合时,在地表的充填站3通过料仓2下料拌合料浆,并添加悬浮剂、减水剂等外加剂,利用重力势能,通过充填管道4输送至井下空场搅拌站5;井下料浆混合时,在料浆中添加早强剂、速凝剂等外加剂,通过充填泵加压,经充填管道输送至工作面,形成充填体6。

3、本发明的有益效果:本发明与现有相关发明相比,具有以下优势:(1)根据地表充填站与井下空场搅拌站的落差,根据无充填泵条件下的充填倍线需求,确立空场搅拌站的横向相对位置,充分利用重力势能,减少充填泵的使用,降低充填成本;(2)井上料浆拌合时,添加悬浮剂、减水剂,提高料浆的流动性,井下料浆拌合时,添加早强剂、速凝剂,缩短料浆的凝结时间,提高充填体的早期强度,解决料浆流动性与早强性矛盾;(3)通过井上与井下两次拌合,避免料浆在长距离输送过程中产生的离析、沉降,极大的降低堵管概率;(4)可通过调节充填泵功率控制料浆输送效率,满足工作面充填效率需求。



技术特征:

1.一种井上与井下联动的料浆混合及输送方法,其特征在于包含井上料浆混合和井下料浆混合工序;井上料浆混合时,在地表的充填站(3)通过料仓(2)下料拌合料浆,并添加悬浮剂、减水剂等外加剂,利用重力势能,通过充填管道(4)输送至井下空场搅拌站(5);井下料浆混合时,在料浆中添加早强剂、速凝剂等外加剂,通过充填泵加压,经充填管道输送至工作面,形成充填体(6)。

2.根据权利要求1所述的井上与井下联动的料浆混合及输送方法,其特征在于,所述料浆采用矸石、粉煤灰、水泥和水拌合而成,料浆浓度高于80%,初凝后的充填体强度高于2mpa,终凝后的充填体强度高于6mpa。

3.根据权利要求1所述的井上与井下联动的料浆混合及输送方法,其特征在于,所述外加剂包括悬浮剂、减水剂、早强剂和速凝剂;悬浮剂富含聚丙烯酸钠和聚乙烯亚胺;减水剂富含木质素磺酸盐;速凝剂富含铝酸盐、碳酸盐;早强剂富含硫酸盐。

4.根据权利要求1所述的井上与井下联动的料浆混合及输送方法,其特征在于,所述空场搅拌站(5)包含三个搅拌仓,1号搅拌仓(6)用于备料,储存井上输送的料浆,2号搅拌仓(7)用于添加早强剂、速凝剂等外加剂后并充分拌合,3号搅拌仓(8)用于井下输送的备料;三个搅拌仓位置呈阶梯式降低,1号搅拌仓(6)位置最高,3号搅拌仓(8)位置最低,三者通过管道连接;井上输送的料浆通过1号搅拌仓(6)储存后,输入2号搅拌仓(7),并添加外加剂,经过充分拌合后,进入3号搅拌仓(8)。

5.根据权利要求1所述的井上与井下联动的料浆混合及输送方法,其特征在于,所述空场搅拌站(5)的位置需结合地表的充填站(3)位置和充填倍线选取,充填站(3)与空场搅拌站(5)的充填倍线小于5。

6.根据权利要求1所述的井上与井下联动的料浆混合及输送方法,其特征在于,所述充填泵(9)采用柱塞式充填泵,其功率根据工作面充填量和井上输送效率确定,柱塞泵的泵送效率高于井上料浆输送效率。

7.一种井上与井下联动的料浆混合及输送方法,其步骤为:


技术总结
本发明公开了一种井上与井下联动的料浆混合及输送方法,涉及煤矿充填开采技术领域,解决煤矿充填料浆堵管问题。井上与井下联动的料浆混合及输送方法包括井上料浆混合和井下料浆混合工序;井上料浆混合时,在地表的充填站通过料仓下料拌合料浆,并添加悬浮剂、减水剂等外加剂,利用重力势能,通过充填管道输送至井下空场搅拌站;井下料浆混合时,在料浆中添加早强剂、速凝剂等外加剂,通过充填泵加压,经充填管道输送至工作面,形成充填体。本发明通过两次料浆拌合,结合不同外加剂,实现充填料浆的高流动性和早强性,提高充填效率。

技术研发人员:徐斌,刘靖鑫,李宝玉,池冰梅,王浩权
受保护的技术使用者:山东理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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