一种煤矿采空区远距离浆料充填输送系统及方法与流程

本发明属于煤矿充填开采技术领域，特别是涉及一种煤矿采空区远距离浆料充填输送系统，还涉及一种煤矿采空区远距离浆料充填输送方法。

背景技术：

目前，我国煤炭开采、洗选、发电过程中产生的矸石、煤泥、粉煤灰，煤化工生产产生的废渣等固体废弃物一般都堆放在地面，这些固体废弃物占用土地，污染环境，亟需将这些固体废弃物进行返井充填，实现煤矿减损绿色充填开采。

现有的煤矿料浆充填开采技术主要存在如下问题：(1)一般料浆充填开采技术多采用柱塞泵进行料浆充填，受技术的限制，该方法存在充填运距短、充填能力小的问题；(2)料浆充填每次都需要对管路进行冲洗，冲洗管路需水量较大，且洗管水井下排放困难；(3)工作面由于各种因素暂停充填时，料浆在管道内可能沉淀，时间稍长则可能堵管；(4)初期设备投资高。

技术实现要素：

本发明的第一个目的在于提供一种煤矿采空区远距离浆料充填输送系统，解决柱塞泵充填开采技术不能远距离输送物料、充填能力小，料浆充填开采每次充填结束后或系统检修时管路冲洗麻烦，井下洗管水排水困难的问题以及循环扰动防料浆沉淀、堵管的问题。

本发明的第二目的在于提供一种煤矿采空区远距离浆料充填输送方法，同样用于解决柱塞泵充填开采技术不能远距离输送物料、充填能力小，料浆充填开采每次充填结束后或系统检修时管路冲洗麻烦，井下洗管水排水困难的问题以及循环扰动防料浆沉淀、堵管等问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的第一种技术方案是，一种煤矿采空区远距离浆料充填输送系统，包括料浆制备系统、储浆罐和自清洗系统，所述料浆制备系统的出浆口与所述储浆罐的进浆口连通，储浆罐的出浆口通过料浆输送泵和充填管路通向填充工作面，所述自清洗系统通过清洗管路将充填管路与储浆罐的进浆口连通。

本发明的第一种技术方案，还具有以下特点，

所述料浆制备系统由给料机、破碎机、第一分级筛、磨机、第二分级筛和供水池构成；所述磨机的进料口分别与第一分级筛的出料口、第二分级筛的出料口连通，磨机的进水口与供水池连接，磨机的出料口与所述第二分级筛的进料口连通，第二分级筛的出料口与所述储浆罐的进浆口连通，第一分级筛的进料口与所述破碎机的出料口连接，破碎机的进料口分别与第一分级筛的出料口、给料机的出料口连通。

所述储浆罐包含第一储浆罐和第二储浆罐，所述充填管路包含第一充填管路和第二充填管路，所述料浆输送泵包含第一料浆输送泵和第二料浆输送泵；所述料浆制备系统的出浆口与所述第一储浆罐的进浆口连通，第一储浆罐的出浆口通过第一料浆输送泵和第一充填管路与所述第二储浆罐的进浆口连通，所述第二储浆罐的出浆口通过第二料浆输送泵和第二充填管路通向填充工作面。

所述第二充填管路为环形封闭管路，环形封闭管路的上端与第二料浆输送泵连通，环形封闭管路的下端通向填充工作面。

所述自清洗系统包含清洗池，清洗池的出口连接有水泵，所述清洗管路包括第一清洗管路、第二清洗管路、第三清洗管路、第四清洗管路和第五清洗管路，所述第一清洗管路连接在水泵和靠近第一充填管路的出浆口处，所述第二清洗管路连接在水泵和环形封闭管路的上端一侧，所述第三清洗管路连接在环形封闭管路靠近下端的两侧之间，所述第四清洗管路的一端连接在环形封闭管路的上端另一侧，另一端分别与第二储浆罐的进浆口、清洗池的进口连通，所述第五清洗管路的一端与第一料浆输送泵的出口连接，另一端与第一储浆罐的进浆口连通。

所述第五清洗管路的另一端还与为供水池的进口连通。

所述第一储浆罐和第二储浆罐内均设置有搅拌器。

所述第一料浆输送泵和第二料浆输送泵均由喂浆泵和隔膜泵依次连接组成。

为了达到上述第二个目的，本发明所采用的第二种技术方案是，一种煤矿采空区远距离浆料充填输送方法，

具体按照以下方式实施：

关闭自清洗系统的清洗管路，打开充填管路，使料浆制备系统制备得到的料浆经充填管路输送至填充工作面；

关闭充填管路，打开自清洗系统的清洗管路，清水池(17)中的清水经清洗管路对充填管路进行清洗，清洗产生的液体回流储浆罐中。

本发明的有益效果是：本发明的一种煤矿采空区远距离浆料充填输送系统及输送方法，其原理是利用管道进行料浆的输送，运输距离长、能力大，管道免清洗，解决了井下洗管水排水困难的问题，预防了料浆沉淀及堵管问题；采煤工作面生产过程中采煤与充填平行作业；该充填系统实现了长距离大运量充填和煤矿减损绿色开采，同时还可以广泛应用于冶金矿山等行业。

附图说明

图1是本发明的一种煤矿采空区远距离浆料充填输送系统的结构示意图。

其中，1.给料机，2.破碎机，3.第一分级筛，4.磨机，5.第二分级筛，6.阀门f1，7.阀门f2，8.搅拌器，9.第一储浆罐，10.喂浆泵，11.隔膜泵，12.阀门f3，13.阀门f4，14.阀门f5，15.第二储浆罐，16.阀门f6，17.清水池，18.水泵，19.阀门f7，20.第二清洗管路，21.阀门f8，22.第三清洗管路，23.阀门f9，24.阀门f10，25.混合管路，26.输送泵，27.搅拌机，28.阀门f11，29.第二充填管路，30.阀门f12，31.第四清洗管路，32.第二料浆输送泵，33.第一料浆输送泵，34.第五清洗管路，35.供水池，36.第一充填管路，37.第一清洗管路，38.料浆制备系统。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明的一种煤矿采空区远距离浆料充填输送系统，包括料浆制备系统38、储浆罐和自清洗系统，料浆制备系统38的出浆口与储浆罐的进浆口连通，储浆罐的出浆口通过料浆输送泵和充填管路通向填充工作面，所述自清洗系统通过清洗管路将充填管路与储浆罐的进浆口连通。

具体来说：

料浆制备系统由给料机1、破碎机2、第一分级筛3、磨机4、第二分级筛5和供水池35构成；磨机4的进料口分别与第一分级筛3的出料口、第二分级筛5的出料口连通，磨机4的进水口与供水池35连接，磨机4的出料口与第二分级筛5的进料口连通，第二分级筛5的出料口与储浆罐的进浆口连通，第一分级筛3的进料口与破碎机2的出料口连接，破碎机2的进料口分别与第一分级筛3的出料口、给料机1的出料口连通；第一分级筛3及第二分级筛5均可将较大的筛分颗粒物料返回重新加工。

储浆罐包含第一储浆罐9和第二储浆罐15，充填管路包含第一充填管路36和第二充填管路29，料浆输送泵包含第一料浆输送泵33和第二料浆输送泵32；料浆制备系统的出浆口与第一储浆罐9的进浆口连通，第一储浆罐9的出浆口通过第一料浆输送泵33和第一充填管路36与第二储浆罐15的进浆口连通，第二储浆罐15的出浆口通过第二料浆输送泵32和第二充填管路29通向填充工作面。

第二充填管路29为环形封闭管路，环形封闭管路的上端与第二料浆输送泵32连通，环形封闭管路的下端通向填充工作面。

自清洗系统包含清洗池17，清洗池17的出口连接有水泵18，清洗管路包括第一清洗管路37、第二清洗管路20、第三清洗管路22、第四清洗管路31和第五清洗管路34，第一清洗管路37连接在水泵18和靠近第一充填管路36的出浆口处，第二清洗管路20连接在水泵18和环形封闭管路的上端一侧，第三清洗管路22连接在环形封闭管路靠近下端的两侧之间，第四清洗管路31的一端连接在环形封闭管路的上端另一侧，另一端分别与第二储浆罐15的进浆口、清洗池17的进口连通，第五清洗管路34的一端与第一料浆输送泵33的出口连接，另一端与第一储浆罐9的进浆口、供水池35的进口连通。

第一储浆罐9和第二储浆罐15内均设置有搅拌器8，搅拌器8用于搅拌料浆，防止其发生沉淀。

第一料浆输送泵33和第二料浆输送泵32均由喂浆泵和隔膜泵依次连接组成，当压力差较小时，可使用喂浆泵辅助工作。

以下简述本发明的一种煤矿采空区远距离浆料充填输送系统的工作原理：

正常进行料浆充填工作时：关闭第一清洗管路37上的阀门f616、第二清洗管路20上的阀门f719、第三清洗管路22上的阀门f923、第四清洗管路31中的阀门f413和阀门f514以及第五清洗管路34中的阀门f27和阀门f16，打开第一充填管路36中阀门f312和第二充填管路29中的阀门f821、阀门f1024，同时关闭阀门f1128和阀门f1230，或者打开阀门f1128和阀门f1230，关闭阀门f821、阀门f1024，或者打开阀门f821、阀门f1024、阀门f1128、阀门f1230，使料浆制备系统制备得到的料浆经第二充填管路29输送至矿下的混合管道25中，与此同时矿井下的搅拌机27生产的水泥浆或其他胶凝材料经输送泵26也输送至混合管道25中，两者混合后输送至填充工作面；

暂停料浆充填工作时，清洗第一充填管路36时：开启第一清洗管路37上的阀门f616和第五清洗管路34阀门f27，关闭第二清洗管路20上的阀门f719、关闭第一充填管路36中阀门f312，关闭阀门f16，清水池17中清水对第一充填管路36进行清洗，清洗产生的液体回流第一储浆罐9中，当清洗液为清水时，关闭第五清洗管路34中的阀门f27、打开第五清洗管路34中的阀门f16，使清水排入供水池35中，结束清洗工作。

暂停料浆充填工作时，清洗第二充填管路29时：开启第二清洗管路20上的阀门f719、第三清洗管路22上的阀门f923和第四清洗管路31上的阀门f514，关闭第一清洗管路37上的阀门f616、关闭第四清洗管路31的阀门f413，关闭第二充填管路29中的阀门f821、阀门f1024、阀门f1128、阀门f1230，清水池17中清水对第二充填管路29进行清洗，清洗产生的液体回流第二储浆罐15中，当清洗液为清水时，开启第四清洗管路31上的阀门f413，关闭阀门f514，使清水流入清水池17中，结束清洗工作。

本发明的一种煤矿采空区远距离浆料充填输送方法，具体按照以下方式实施：

关闭自清洗系统的清洗管路，打开充填管路，使料浆制备系统制备得到的料浆经充填管路输送至填充工作面；

关闭充填管路，打开自清洗系统的清洗管路，清水池17中的清水经清洗管路对充填管路进行清洗，清洗产生的液体回流储浆罐中。

关闭自清洗系统的清洗管路，打开充填管路，使料浆制备系统制备得到的料浆经充填管路输送至填充工作面，具体来说：关闭第一清洗管路37、第二清洗管路20、第三清洗管路22、第四清洗管路31和第五清洗管路34，打开第一充填管路36和第二充填管路29，使料浆制备系统制备得到的料浆输送至填充工作面；

关闭充填管路，打开自清洗系统的清洗管路，清水池17中的清水经清洗管路对充填管路进行清洗，清洗产生的液体回流储浆罐中，具体来说：(1)开启第一清洗管路37和第五清洗管路34，关闭第二清洗管路20、第三清洗管路22和第四清洗管路31，关闭第一充填管路36，开启第二充填管路29，清水池17中清水对第一充填管路36进行清洗，清洗产生的液体回流第一储浆罐9中；(2)开启第二清洗管路20、第三清洗管路22和第四清洗管路31，关闭第一清洗管路37和第五清洗管路34，关闭第一充填管路36和第二充填管路29，清水池17中清水对第二充填管路29进行清洗，清洗产生的液体回流第二储浆罐15中。