1.本发明属于煤矸石处理、覆岩离层注浆技术领域，特别是涉及一种台阶式自流型离层注浆充填处理矸石制浆输浆工艺。
背景技术：
2.煤矸石作为煤炭生产的副产品，大量排放会引起土地占用、地表下沉、生态破坏等环境危害。尤其蒙陕地区，地区生态环境脆弱、矸石工业化利用途径少，目前矸石主要用于土地复垦项目，随着土地复垦项目的逐步饱和，矸石处理将成为制约煤炭生产的重要因素。
3.目前成熟的固体充填、膏体充填、巷充均是用于煤炭资源“三下开采”，同时可处理部分矸石，但受限于工艺设备、工序、采充干扰等影响，充填工作面产量、消耗矸石量均有限，对于特大型矿井采用井下充填将会影响矿井产量，且需增加井下作业人员、增加安全隐患。
4.覆岩离层注浆充填作为新型充填工艺用于矿井处理矸石，可解决大处理量、不影响井下开采及煤炭产量等问题，持续稳定解决矿井矸石处理难题。但是目前以大规模处理矸石为目的覆岩离层注浆应用少；覆岩离层注浆制浆工艺均是平面布置，占地面积大；工艺系统布置简单，各工序环节不能有效连接，不能实现制浆过程自流、连续、缓冲和定量；注浆站和注浆孔距离远时，无法解决长距离输送问题。
5.为此我们提出了一种台阶式自流型离层注浆充填处理矸石制浆输浆工艺解决上述问题。
技术实现要素：
6.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种台阶式自流型离层注浆充填处理矸石制浆输浆工艺，避免了煤矸石处理时充填工作面产量、消耗矸石量均有限，对于特大型矿井采用井下充填将会影响矿井产量，且需增加井下作业人员、增加安全隐患，覆岩离层注浆，工艺系统布置简单，各工序环节不能有效连接，不能实现制浆过程自流、连续、缓冲和定量，注浆站和注浆孔距离远时，无法解决长距离输送的问题。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种台阶式自流型离层注浆充填处理矸石制浆输浆工艺，所述工艺基于一制浆输浆工艺系统实现，所述制浆输浆工艺系统包括筛分破碎站，所述筛分破碎站的顶部安装有除铁器，所述除铁器的下方第一层设置有交叉筛，且交叉筛的下方第二层设置有
破碎机，且破碎机的下方第三层设置有刮板输送机，所述刮板输送机的底部设置有若干组入料仓，且入料仓的底部通过溜槽与球磨机相连通，若干组球磨机的出料口底部设置有流浆槽，且流浆槽的一端设置有缓冲池，所述缓冲池位于下方第五层，所述缓冲池底部通过管路与位于第六层的注浆泵相连通，所述筛分破碎站通过第一带式输送机与矸石仓相连接，所述矸石仓的底部安装有下称重
给料机，所述刮板输送机通过第二带式输送机与缓冲仓相连接，且缓冲仓的底部设置有螺旋给料机。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述缓冲池内设置有折浆搅拌机，所述缓冲仓
为双曲线仓。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述球磨机为湿式溢流型。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述制浆输浆工艺系统按照六层台阶布置，分别为第一层设置的交叉筛、第二层设置的破碎机、第三层设置的刮板输送机、第四层设置的球磨机、第五层设置的缓冲池和第六层设置的注浆泵。
11.所述工艺包括以下步骤：
12.s1、块矸石和末矸石存储在矿井矸石仓内，配合矸石仓底部的称重给料机实现缓冲定量，然后通过第一带式输送机进入筛分破碎站最上部，第一带式输送机的机头处设置的除铁器，用以除去矸石中铁杂质。
13.s2、块矸石和末矸石经过除铁后进入第一层的交叉筛，筛上物物料进入第二层的破碎机，筛下物直接落入第三层的刮板输送机。
14.s3、粗
尾矿存储在缓冲仓中，配合其底部设置的螺旋给料机实现缓冲定量，然后通过缓冲仓和第二带式输送机进入刮板输送机；粗尾矿与破碎后块矸石和末矸石混合后通过刮板输送机进入到入料仓，然后通过入料仓底部设置的溜槽进入位于第四层的球磨机中。
15.s4、粗尾矿与破碎后块矸石和末矸石混合经过球磨机后，加入水制成一定浓度矸石浆液，浆液从球磨机端头自流进入流浆槽，然后自流进入位于第五层的缓冲池中，折浆搅拌机配合缓冲池防止浆液沉淀、实现浆液缓冲。
16.s5、煤泥底流通过泵送系统直接进入缓冲池，与球磨机制成的浆液混合，缓冲池的浆液通过底部管路自流进入位于第六层的注浆泵中，然后通过管路输送至二级站，再通过管路输送至钻孔进行离层注浆处理矸石。
17.作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤s2中，交叉筛的入料粒度小于150mm、出料粒度小于10mm，且破碎机的入料粒度10～150mm、出料粒度小于10mm。
18.作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤s4中，缓冲池的直径为4-5.5m，且折浆搅拌机直径为3.5-5m。
19.与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：
20.本发明通过矸石缓冲定量、破碎、筛分、球磨、搅拌缓冲及泵送系统，将四种组分矸石进入制浆工艺三个不同工序环节，按照自上而下六层台阶工艺制成浆液，注浆站与注浆孔之间增设二级站，实现制浆过程自流、连续、缓冲、定量和长距离输送等，可减少制浆站占地面积、减少中间输送环节、缩短物料运输路径、保证制浆稳定、解决长距离输送问题，降低制浆成本，提高离层注浆技术在矸石处理领域的适用性，可大规模、安全处理煤矸石，解决矿井矸石处理难题，对于实现矸石零排放、保证矿井正常生产、实现绿色开采具有重要意义，同时可大幅度提高企业的经济效益。
附图说明
21.图1为本发明的覆岩离层注浆充填工艺流程示意图；
22.图2为本发明的系统俯视结构示意图；
23.图3为本发明的图2中
ⅰ?ⅰ
剖面结构示意图；
24.图4为本发明的图2中
ⅱ?ⅱ
剖面结构示意图。
25.其中：1、筛分破碎站；2、交叉筛；3、破碎机；4、刮板输送机；5、入料仓；6、溜槽；7、球
磨机；8、流浆槽；9、折浆搅拌机；10、缓冲池；11、注浆泵；12、缓冲仓；13、螺旋给料机；14、第二带式输送机；15、矸石仓；16、称重给料机；17、第一带式输送机；18、除铁器。
具体实施方式
26.为了使本发明实现的技术手段；创作特征；达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料；试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
27.实施例
28.如图1-图4所示的一种台阶式自流型离层注浆充填处理矸石制浆输浆工艺，工艺基于一制浆输浆工艺系统实现，制浆输浆工艺系统包括筛分破碎站1，筛分破碎站1的顶部安装有除铁器18，除铁器18的下方第一层设置有交叉筛2，且交叉筛2的下方第二层设置有破碎机3，且破碎机3的下方第三层设置有刮板输送机4，刮板输送机4的底部设置有若干组入料仓5，且入料仓5的底部通过溜槽6与球磨机7相连通，若干组球磨机7的出料口底部设置有流浆槽8，且流浆槽8的一端设置有缓冲池10，缓冲池10位于下方第五层，缓冲池10底部通过管路与位于第六层的注浆泵11相连通，筛分破碎站1通过第一带式输送机17与矸石仓15相连接，矸石仓15的底部安装有下称重给料机16，刮板输送机4通过第二带式输送机14与缓冲仓12相连接，且缓冲仓12的底部设置有螺旋给料机13。
29.在其他实施例中，缓冲池10内设置有折浆搅拌机9，缓冲仓12为双曲线仓；
30.通过该设计，折浆搅拌机9配合缓冲池10防止浆液沉淀、实现浆液缓冲。
31.在其他实施例中，球磨机7为湿式溢流型；
32.通过该设计，由于球磨机7为湿式溢流型，其出料粒度小于0.2mm，便于在其内加入水后将破碎后块矸石和末矸石经研磨后制成一定浓度矸石浆液。
33.工艺包括以下步骤：
34.s1、块矸石和末矸石存储在矿井矸石仓15内，配合矸石仓15底部的称重给料机16实现缓冲定量，然后通过第一带式输送机17进入筛分破碎站1最上部，第一带式输送机17的机头处设置的除铁器18，用以除去矸石中铁杂质。
35.s2、块矸石和末矸石经过除铁后进入第一层的交叉筛2，筛上物物料进入第二层的破碎机3，筛下物直接落入第三层的刮板输送机4。
36.s3、粗尾矿存储在缓冲仓12中，配合其底部设置的螺旋给料机13实现缓冲定量，然后通过缓冲仓12和第二带式输送机14进入刮板输送机4；粗尾矿与破碎后块矸石和末矸石混合后通过刮板输送机4进入到入料仓5，然后通过入料仓5底部设置的溜槽6进入位于第四层的球磨机7中。
37.s4、粗尾矿与破碎后块矸石和末矸石混合经过球磨机7后，加入水制成一定浓度矸石浆液，浆液从球磨机7端头自流进入流浆槽8，然后自流进入位于第五层的缓冲池10中，折浆搅拌机9配合缓冲池10防止浆液沉淀、实现浆液缓冲。
38.s5、煤泥底流通过泵送系统直接进入缓冲池10，与球磨机7制成的浆液混合，缓冲池10的浆液通过底部管路自流进入位于第六层的注浆泵11中，然后通过管路输送至二级
站，再通过管路输送至钻孔进行离层注浆处理矸石。
39.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”；“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”；“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
40.以上显示和描述了本发明的基本原理；主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。技术特征：
1.一种台阶式自流型离层注浆充填处理矸石制浆输浆工艺，所述工艺基于一制浆输浆工艺系统实现，其特征在于：所述制浆输浆工艺系统包括筛分破碎站(1)，所述筛分破碎站(1)的顶部安装有除铁器(18)，所述除铁器(18)的下方第一层设置有交叉筛(2)，且交叉筛(2)的下方第二层设置有破碎机(3)，且破碎机(3)的下方第三层设置有刮板输送机(4)，所述刮板输送机(4)的底部设置有若干组入料仓(5)，且入料仓(5)的底部通过溜槽(6)与球磨机(7)相连通，若干组球磨机(7)的出料口底部设置有流浆槽(8)，且流浆槽(8)的一端设置有缓冲池(10)，所述缓冲池(10)位于下方第五层，所述缓冲池(10)底部通过管路与位于第六层的注浆泵(11)相连通，所述筛分破碎站(1)通过第一带式输送机(17)与矸石仓(15)相连接，所述矸石仓(15)的底部安装有下称重给料机(16)，所述刮板输送机(4)通过第二带式输送机(14)与缓冲仓(12)相连接，且缓冲仓(12)的底部设置有螺旋给料机(13)。2.根据权利要求1所述的一种台阶式自流型离层注浆充填处理矸石制浆输浆工艺，其特征在于：所述缓冲池(10)内设置有折浆搅拌机(9)，所述缓冲仓(12)为双曲线仓。3.根据权利要求1所述的一种台阶式自流型离层注浆充填处理矸石制浆输浆工艺，其特征在于：所述球磨机(7)为湿式溢流型。4.根据权利要求1所述的一种台阶式自流型离层注浆充填处理矸石制浆输浆工艺，其特征在于：所述制浆输浆工艺系统按照六层台阶布置，分别为第一层设置的交叉筛(2)、第二层设置的破碎机(3)、第三层设置的刮板输送机(4)、第四层设置的球磨机(7)、第五层设置的缓冲池(10)和第六层设置的注浆泵(11)。5.根据权利要求1-4所述的一种台阶式自流型离层注浆充填处理矸石制浆输浆工艺，其特征在于：所述工艺包括以下步骤：s1、块矸石和末矸石存储在矿井矸石仓(15)内，配合矸石仓(15)底部的称重给料机(16)实现缓冲定量，然后通过第一带式输送机(17)进入筛分破碎站(1)最上部，第一带式输送机(17)的机头处设置的除铁器(18)，用以除去矸石中铁杂质；s2、块矸石和末矸石经过除铁后进入第一层的交叉筛(2)，筛上物物料进入第二层的破碎机(3)，筛下物直接落入第三层的刮板输送机(4)；s3、粗尾矿存储在缓冲仓(12)中，配合其底部设置的螺旋给料机(13)实现缓冲定量，然后通过缓冲仓(12)和第二带式输送机(14)进入刮板输送机(4)；粗尾矿与破碎后块矸石和末矸石混合后通过刮板输送机(4)进入到入料仓(5)，然后通过入料仓(5)底部设置的溜槽(6)进入位于第四层的球磨机(7)中；s4、粗尾矿与破碎后块矸石和末矸石混合经过球磨机(7)后，加入水制成一定浓度矸石浆液，浆液从球磨机(7)端头自流进入流浆槽(8)，然后自流进入位于第五层的缓冲池(10)中，折浆搅拌机(9)配合缓冲池(10)防止浆液沉淀、实现浆液缓冲；s5、煤泥底流通过泵送系统直接进入缓冲池(10)，与球磨机(7)制成的浆液混合，缓冲池(10)的浆液通过底部管路自流进入位于第六层的注浆泵(11)中，然后通过管路输送至二级站，再通过管路输送至钻孔进行离层注浆处理矸石。6.根据权利要求5所述的一种台阶式自流型离层注浆充填处理矸石制浆输浆工艺，其特征在于：所述步骤s2中，交叉筛(2)的入料粒度小于150mm、出料粒度小于10mm，且破碎机(3)的入料粒度10～150mm、出料粒度小于10mm。7.根据权利要求5所述的一种台阶式自流型离层注浆充填处理矸石制浆输浆工艺，其
特征在于：所述步骤s4中，缓冲池(10)的直径为4-5.5m，且折浆搅拌机(9)直径为3.5-5m。
技术总结
本发明公开了一种台阶式自流型离层注浆充填处理矸石制浆输浆工艺，所述制浆输浆工艺系统包括筛分破碎站，所述筛分破碎站的顶部安装有除铁器，所述除铁器的下方第一层设置有交叉筛，且交叉筛的下方第二层设置有破碎机，且破碎机的下方第三层设置有刮板输送机；本发明实现制浆过程自流、连续、缓冲、定量和长距离输送等，可减少制浆站占地面积、减少中间输送环节、缩短物料运输路径、保证制浆稳定、解决长距离输送问题，降低制浆成本，提高离层注浆技术在矸石处理领域的适用性，可大规模、安全处理煤矸石，解决矿井矸石处理难题，对于实现矸石零排放、保证矿井正常生产、实现绿色开采具有重要意义，同时可大幅度提高企业的经济效益。同时可大幅度提高企业的经济效益。同时可大幅度提高企业的经济效益。
技术研发人员：马新青 郭庆华 晏学功 李德春 郭大林 宋刚 马鹏飞 韩猛 张照伟 赵书浩 宋香凯 武飞 李永强
受保护的技术使用者：中煤邯郸设计工程有限责任公司
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/2/8
声明：
“台阶式自流型离层注浆充填处理矸石制浆输浆工艺的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
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编辑：中冶有色技术网
来源：中煤邯郸设计工程有限责任公司
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2024年12月27日 ~ 29日 
