本發(fā)明涉及采空區(qū)填充技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種井下采空區(qū)的充填方法以及充填系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

礦物是國(guó)家生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)材料，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，礦石的需求急速增長(zhǎng)。

在一般礦產(chǎn)中，例如錫林郭勒盟山金阿爾哈達(dá)鉛鋅礦，在回采時(shí)一直依賴采用空?qǐng)龇ㄟM(jìn)行回采，多年來(lái)形成了許多的采空區(qū)需要治理，此項(xiàng)需要大量的充填材料進(jìn)行充填。

但是，目前該礦采場(chǎng)數(shù)目相對(duì)較少，循環(huán)較為困難，經(jīng)常出現(xiàn)充填尾砂不足的現(xiàn)象，所以，會(huì)容易造成采充動(dòng)態(tài)平衡難以有效控制的問(wèn)題，影響后期采空區(qū)的治理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種井下采空區(qū)的充填方法以及充填系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的對(duì)井下采空區(qū)充填尾砂不足而造成的充動(dòng)態(tài)平衡難以有效控制的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明提供的一種井下采空區(qū)的充填方法，將研磨后的草原砂與分級(jí)尾砂和水泥按照如下比例配置成充填料漿：

草原砂：分級(jí)尾砂：水泥＝1～2:4:1；

將所述充填料漿填充在井下采空區(qū)，并經(jīng)固化形成充填體。

進(jìn)一步的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，在配置所述充填料漿時(shí)加入水和絮凝劑。

進(jìn)一步的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述草原砂被研磨成的粒度為400目。

進(jìn)一步的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，將所述草原砂、分級(jí)尾砂和水泥攪拌12至18分鐘。

本申請(qǐng)還提供了一種井下采空區(qū)的充填系統(tǒng)，包括水泥供給單元、草原砂供給單元和尾砂供給單元；

所述水泥供給單元、草原砂供給單元和尾砂供給單元共同連通有高濃度攪拌桶；

所述水泥供給單元用于為所述高濃度攪拌桶提供水泥；

所述草原砂供給單元包括震動(dòng)篩分機(jī)，用于在草原砂進(jìn)入所述高濃度攪拌桶之前對(duì)草原砂進(jìn)行震動(dòng)篩分；

所述尾砂供給單元包括砂倉(cāng)和水力旋流器，用于在尾砂進(jìn)入所述高濃度攪拌桶之前對(duì)尾砂進(jìn)行分級(jí)和濃縮處理。

進(jìn)一步的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述水泥供給單元包括水泥倉(cāng)和剛性葉輪給料機(jī)；

所述剛性葉輪給料機(jī)用于將所述水泥倉(cāng)中的水泥提供給所述高濃度攪拌桶。

進(jìn)一步的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述草原砂供給單元還包括一級(jí)破碎機(jī)和二級(jí)破碎機(jī)，用于對(duì)經(jīng)過(guò)所述震動(dòng)篩分機(jī)震動(dòng)篩分后的草原砂進(jìn)行研磨；

所述一級(jí)破碎機(jī)與二級(jí)破碎機(jī)之間連接有輸送裝置。

進(jìn)一步的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述水泥供給單元、草原砂供給單元和尾砂供給單元與所述高濃度攪拌桶之間均設(shè)置有電磁流量計(jì)。

進(jìn)一步的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述水泥供給單元和草原砂供給單元與所述電磁流量計(jì)之間均設(shè)置有螺旋給料機(jī)。

進(jìn)一步的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，還包括水源，所述水源與所述高濃度攪拌桶連通。

進(jìn)一步的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述水源包括高位水池；

用于為所述高濃度攪拌桶提供壓力水。

進(jìn)一步的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述壓力水通過(guò)泵加壓或重力自流的形式形成。

進(jìn)一步的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述高濃度攪拌桶連接有井下輸送管網(wǎng)，用于將配置完畢的充填料漿運(yùn)送至采場(chǎng)。

進(jìn)一步的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述輸送裝置包括輸送帶和輸送筒。

進(jìn)一步的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，水泥經(jīng)由水泥罐車通過(guò)吹灰管風(fēng)力輸送至水泥倉(cāng)。

在上述技術(shù)方案中，為了解決對(duì)井下采空區(qū)充填尾砂，但是尾砂不足而造成的充動(dòng)態(tài)平衡難以有效控制的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種新的充填物，即通過(guò)將草原砂和分級(jí)尾砂與水泥進(jìn)行混合攪拌，形成新的充填料漿，通過(guò)該充填料漿對(duì)井下采空區(qū)進(jìn)行充填。

在該技術(shù)方案中，利用了草原砂與分級(jí)尾砂在各方面性質(zhì)上極其接近的特性，所以選用了草原砂代替分級(jí)尾砂進(jìn)行充填的方案。

但是，雖然草原砂與分級(jí)尾砂在各方面性質(zhì)上極其接近，可當(dāng)草原砂混入比例過(guò)多時(shí)，還是會(huì)容易產(chǎn)生堵管事故，進(jìn)而影響生產(chǎn)，所以，草原砂只能夠通過(guò)部分代替分級(jí)尾砂來(lái)形成新的充填料漿，而不能完全代替。

在本申請(qǐng)的技術(shù)方案中，限定了以草原砂：分級(jí)尾砂：水泥＝1～2:4:1的比例進(jìn)行混合配制，并在混合配制之前還需要將草原砂預(yù)先研磨，經(jīng)研磨至粒度合適后才進(jìn)行混合配置。

通過(guò)上述方式配制后的充填料漿可以適于自流輸送充填井下采空區(qū)。充填料漿固化后充填體強(qiáng)度可以達(dá)到要求，比之無(wú)草原砂的固化充填體效果更好，礦山設(shè)備及人員在充填體上作業(yè)更加安全，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著，為相同礦山提供經(jīng)驗(yàn)。

而同時(shí)，由于一般在礦山初期時(shí)建立尾礦庫(kù)，井巷掘進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的矸石，即草原砂堆積在尾礦庫(kù)，需征用大量土地進(jìn)行堆積，且起風(fēng)時(shí)產(chǎn)生大量揚(yáng)塵，浪費(fèi)土地資源，污染環(huán)境，而通過(guò)將草原砂轉(zhuǎn)用為配制可以充填井下采空區(qū)的充填物，也可以同時(shí)解決了浪費(fèi)土地資源以及污染環(huán)境的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的井下采空區(qū)的充填方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的井下采空區(qū)的充填系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的井下采空區(qū)的充填系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的井下采空區(qū)的充填系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖三。

附圖標(biāo)記：

4-高濃度攪拌桶； 5-電磁流量計(jì)； 6-螺旋給料機(jī)；

7-水源； 11-水泥倉(cāng)； 12-剛性葉輪給料機(jī)；

13-水泥罐車； 21-震動(dòng)篩分機(jī)； 22-一級(jí)破碎機(jī)；

23-二級(jí)破碎機(jī)； 24-輸送裝置； 25-無(wú)軌設(shè)備；

26-尾礦庫(kù)； 31-砂倉(cāng)； 32-選廠尾砂。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的井下采空區(qū)的充填方法的流程圖；如圖1所示，本實(shí)施例提供的一種井下采空區(qū)的充填方法，將研磨后的草原砂與分級(jí)尾砂和水泥按照如下比例配置成充填料漿：

草原砂：分級(jí)尾砂：水泥＝1～2:4:1；

將所述充填料漿填充在井下采空區(qū)，并經(jīng)固化形成充填體。

在具體的實(shí)施例中，為了解決對(duì)井下采空區(qū)充填尾砂，而尾砂不足而造成的充動(dòng)態(tài)平衡難以有效控制的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種新的充填物，即通過(guò)將草原砂和分級(jí)尾砂與水泥進(jìn)行混合攪拌，形成新的充填料漿，通過(guò)該充填料漿對(duì)井下采空區(qū)進(jìn)行充填。

在該技術(shù)方案中，利用了草原砂與分級(jí)尾砂在各方面性質(zhì)上極其接近的特性，所以選用了草原砂代替分級(jí)尾砂進(jìn)行充填的方案。

但是，雖然草原砂與分級(jí)尾砂在各方面性質(zhì)上極其接近，可當(dāng)草原砂混入比例過(guò)多時(shí)，還是會(huì)容易產(chǎn)生堵管事故，進(jìn)而影響生產(chǎn)，所以，草原砂只能夠通過(guò)部分代替分級(jí)尾砂來(lái)形成新的充填料漿，而不能完全代替。

在本申請(qǐng)的技術(shù)方案中，限定了以草原砂：分級(jí)尾砂：水泥＝1～2:4:1的比例進(jìn)行混合配制，并在混合配制之前還需要將草原砂預(yù)先研磨，經(jīng)研磨至粒度合適后才進(jìn)行混合配置，這樣，通過(guò)上述比例配置的充填料漿就能夠很好的實(shí)現(xiàn)充填井下采空區(qū)，而不會(huì)造成堵管的問(wèn)題，保證了充填的效果，使施工處在一個(gè)安全的地面上，提高了施工的安全性。

上述使用的水泥一般為硅酸鹽水泥，通過(guò)上述方式配制后的充填料漿可以適于自流輸送充填井下采空區(qū)。

而同時(shí)，由于一般在礦山初期時(shí)建立尾礦庫(kù)，井巷掘進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的矸石，即草原砂堆積在尾礦庫(kù)，需征用大量土地進(jìn)行堆積，且起風(fēng)時(shí)產(chǎn)生大量揚(yáng)塵，浪費(fèi)土地資源，污染環(huán)境，而通過(guò)將草原砂轉(zhuǎn)用為配制可以充填井下采空區(qū)的充填物，也可以同時(shí)解決了浪費(fèi)土地資源以及污染環(huán)境的問(wèn)題。

進(jìn)一步的，在配置所述充填料漿時(shí)加入水和絮凝劑。

在配置所述充填料漿的過(guò)程中，在草原砂、分級(jí)尾砂和水泥中再加入適量的水以及絮凝劑，使所述充填料漿調(diào)濃后，適合于充填在井下采空區(qū)即可。

進(jìn)一步的，所述草原砂被研磨成的粒度為400目。

當(dāng)草原砂被研磨為粒度為400目后，便能夠與分級(jí)尾砂和水泥進(jìn)行適配的混合，使充填料漿能夠適于充填井下采空區(qū)。

進(jìn)一步的，將所述草原砂、分級(jí)尾砂和水泥攪拌12至18分鐘。

在一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選為通過(guò)15min鐘造漿后便可進(jìn)行放砂作業(yè)。

圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的井下采空區(qū)的充填系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖一；如圖2所示，本發(fā)明還提供了一種井下采空區(qū)的充填系統(tǒng)，包括水泥供給單元、草原砂供給單元和尾砂供給單元；

所述水泥供給單元、草原砂供給單元和尾砂供給單元共同連通有高濃度攪拌桶4；

所述水泥供給單元用于為所述高濃度攪拌桶4提供水泥；

所述草原砂供給單元包括震動(dòng)篩分機(jī)21，用于在草原砂進(jìn)入所述高濃度攪拌桶4之前對(duì)草原砂進(jìn)行震動(dòng)篩分；

所述尾砂供給單元包括砂倉(cāng)31和水力旋流器，用于在尾砂進(jìn)入所述高濃度攪拌桶4之前對(duì)尾砂進(jìn)行分級(jí)和濃縮處理。

在具體的實(shí)施例中，為了解決對(duì)井下采空區(qū)充填尾砂，而尾砂不足而造成的充動(dòng)態(tài)平衡難以有效控制的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種新的充填物，即通過(guò)將草原砂和分級(jí)尾砂與水泥進(jìn)行混合攪拌，形成新的充填料漿，通過(guò)該充填料漿對(duì)井下采空區(qū)進(jìn)行充填。而該充填料漿便是通過(guò)所述井下采空區(qū)的充填系統(tǒng)制備而成，同時(shí)通過(guò)井下采空區(qū)的充填系統(tǒng)充填至井下采空區(qū)，實(shí)現(xiàn)井下采空區(qū)的充填。

由上可知，在該技術(shù)方案中，利用了草原砂與分級(jí)尾砂在各方面性質(zhì)上極其接近的特性，所以選用了草原砂代替分級(jí)尾砂進(jìn)行充填的方案。

但是，雖然草原砂與分級(jí)尾砂在各方面性質(zhì)上極其接近，可當(dāng)草原砂混入比例過(guò)多時(shí)，還是會(huì)容易產(chǎn)生堵管事故，進(jìn)而影響生產(chǎn)，所以，草原砂只能夠通過(guò)部分代替分級(jí)尾砂來(lái)形成新的充填料漿，而不能完全代替。

在本申請(qǐng)的技術(shù)方案中，限定了以草原砂：分級(jí)尾砂：水泥＝1～2:4:1的比例進(jìn)行混合配制，并在混合配制之前還需要將草原砂預(yù)先研磨，經(jīng)研磨至粒度合適后才進(jìn)行混合配置，這樣，通過(guò)上述比例配置的充填料漿就能夠很好的實(shí)現(xiàn)充填井下采空區(qū)，而不會(huì)造成堵管的問(wèn)題，保證了充填的效果，使施工處在一個(gè)安全的地面上，提高了施工的安全性。

借助上述充填料漿的配置方法，在井下采空區(qū)的充填系統(tǒng)中，首先通過(guò)所述草原砂供給單元的震動(dòng)篩分機(jī)21將草原砂進(jìn)行一次篩分，粒度達(dá)到400目的草原砂就可以直接輸送到高濃度攪拌桶4中進(jìn)行配置。

而預(yù)先設(shè)置的尾砂則會(huì)經(jīng)過(guò)砂倉(cāng)31和水力旋流器進(jìn)行處理，通過(guò)水力旋流器對(duì)尾砂進(jìn)行分級(jí)后，再將分級(jí)后的分級(jí)尾砂在砂倉(cāng)31內(nèi)通過(guò)自然沉降進(jìn)行濃縮，濃縮一段時(shí)間后再按照配置的比例與水泥和草原砂配合的給料至高濃度攪拌桶4。

圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的井下采空區(qū)的充填系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖二；如圖3所示，進(jìn)一步的，所述水泥供給單元包括水泥倉(cāng)11和剛性葉輪給料機(jī)12；

所述剛性葉輪給料機(jī)12用于將所述水泥倉(cāng)11中的水泥提供給所述高濃度攪拌桶4。

而在所述水泥的給料中，是通過(guò)剛性葉輪給料機(jī)12來(lái)操作，將預(yù)設(shè)的水泥倉(cāng)11中的水泥提供給所述高濃度攪拌桶4，其中，水泥一般是采用硅酸鹽水泥。

進(jìn)一步的，所述草原砂供給單元還包括一級(jí)破碎機(jī)22和二級(jí)破碎機(jī)23，用于對(duì)經(jīng)過(guò)所述震動(dòng)篩分機(jī)21震動(dòng)篩分后的草原砂進(jìn)行研磨；

所述一級(jí)破碎機(jī)22與二級(jí)破碎機(jī)23之間連接有輸送裝置24。

由于草原砂會(huì)首先經(jīng)過(guò)震動(dòng)篩分機(jī)21震動(dòng)篩分，粒度達(dá)到400目的草原砂會(huì)被先輸送到高濃度攪拌桶4中進(jìn)行配置，而粒度達(dá)不到要求的草原砂便會(huì)經(jīng)由一級(jí)破碎機(jī)22粗碎后再通過(guò)輸送裝置24轉(zhuǎn)運(yùn)至二級(jí)破碎機(jī)23細(xì)磨，待粒度達(dá)到400目后，便會(huì)被輸送至高濃度攪拌桶4中進(jìn)行配置，這樣就會(huì)保證配置時(shí)的草原砂的粒度能夠達(dá)到400目的要求。

進(jìn)一步的，所述水泥供給單元、草原砂供給單元和尾砂供給單元與所述高濃度攪拌桶4之間均設(shè)置有電磁流量計(jì)5。

由于水泥、草原砂和分級(jí)尾砂需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的比例配置來(lái)形成充填料漿，所以，為了在水泥、草原砂和分級(jí)尾砂分別給料的時(shí)候，能夠保證適配的比例，所以在給料時(shí)就通過(guò)電磁流量計(jì)5來(lái)計(jì)量出適配的量，以方便在高濃度攪拌桶4中直接配置。

進(jìn)一步的，所述水泥供給單元和草原砂供給單元與所述電磁流量計(jì)5之間均設(shè)置有螺旋給料機(jī)6。

在水泥和草原砂給料的時(shí)候，通過(guò)螺旋給料機(jī)6來(lái)給料，用于控制給料量，然后再經(jīng)過(guò)電磁流量計(jì)5。

圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的井下采空區(qū)的充填系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖三；如圖4所示，進(jìn)一步的，還包括水源7；

所述水源7與所述高濃度攪拌桶4連通。通過(guò)設(shè)置水源7，可以對(duì)充填料漿的濃度進(jìn)行調(diào)整，將水源7連通至高濃度攪拌桶4中，當(dāng)需要進(jìn)行加水的時(shí)候，便可以直接加水調(diào)整濃度；不僅如此，在不使用的時(shí)候，還可以用來(lái)沖洗設(shè)備或疏通管道。

其中，所述水源包括高位水池；

用于為所述高濃度攪拌桶提供壓力水。

通過(guò)帶有壓力的水，便可以提高沖洗設(shè)備或疏通管道的效果。

同時(shí)，所述壓力水通過(guò)泵加壓或重力自流的形式形成。

進(jìn)一步的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述高濃度攪拌桶4連接有井下輸送管網(wǎng)，用于將配置完畢的充填料漿運(yùn)送至采場(chǎng)。

進(jìn)一步的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述輸送裝置24包括輸送帶。但是，本申請(qǐng)僅僅提供了有限的實(shí)施例，所述輸送裝置24包括但不限于輸送帶，任何基于本申請(qǐng)的技術(shù)方案，在未經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)獲得的新的技術(shù)方案，均包含在本申請(qǐng)技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。

進(jìn)一步的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，水泥是經(jīng)由水泥罐車13通過(guò)吹灰管風(fēng)力輸送至水泥倉(cāng)11。

草原砂則是通過(guò)無(wú)軌設(shè)備25從尾礦庫(kù)26運(yùn)取并卸載至震動(dòng)篩分機(jī)21、一級(jí)破碎機(jī)22和二級(jí)破碎機(jī)23的。

尾砂是通過(guò)管路從選廠尾砂32輸送至砂倉(cāng)31的。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。