一种井下碳化胶结材料充填方法及充填系统

1.本发明涉及矿山井下充填技术领域，具体涉及一种井下碳化胶结材料充填方法及充填系统。


背景技术：

2.随着地球浅部矿产资源逐渐枯竭，深部矿产资源开采已成必然趋势。深部开采面临着地应力增加、软岩增多、巷道围岩变形、高温热害等一系列问题，与此同时，至2015年底我国金属非金属地下矿山共有采空区12.8亿m3，产生的大量采空区诱发了许多工程安全和生态安全问题，矿山开采面临着升级转型的迫切需求。胶结充填采矿法作为我国金属矿山绿色、安全开采的主要经济手段，可以有效的实现对开采区域的岩层移动控制，并同时具有环境保护和提高矿石回收率的综合功效。但深部充填质量的高要求以及输送易造成管道磨损及堵管问题阖待解决，考虑深部井下分选、就地充填与矿区环境保护协调发展成为无废料技术的一个重要发展方向。
3.在众多的co2处置方法中，矿物碳酸化将co2转化为稳定的碳酸盐长期固定下来，是实现co2封存的更为安全稳定的手段。因此，如何充分利用矿山采空区资源与现有矿山胶结材料为co2地下封存服务，在解决采空区问题的同时实现co2封存，有望大大提高矿山资源利用与环境保护的效率，降低综合成本的同时实现绿色生产。例如，公开号cn110344877a的发明专利申请提供了一种采用模具浇筑多孔介质充填体再砌筑充填条带的工艺流程，进而在采空区内压入二氧化碳进行封存；公开号为cn114961845a的发明专利申请公开了一种利用尾砂胶结充填体局部充填采空区在地下金属矿构建co2长期封存场所；公开号为cn115095387a名称为一种尾砂碳化胶结充填的方法的发明专利申请，提出了利用复合胶结材料进行分层充填，从而达到矿物碳化封存井下回风巷的二氧化碳的方法；公开号为cn113213829b的发明专利申请公开了一种将采空充填区封闭隔绝处理，选用高钙镁固废为胶凝材料，将钢铁厂脱硫脱硝后的烟气注入采空区进行二氧化碳地质封存的方法。
4.上述相关技术，公开号为cn110344877a、cn114961845a、cn113213829b的发明专利申请主要采用气密材料密封采空区和联络巷建立co2储库，为后期注入co2提供空间，后期压入co2工艺复杂且封存成本高；公开号cn115095387a的专利申请提供的方法在短时间可封存的co2量少，减排效率低。但上述相关技术均未考虑井下生产过程产生co2的就地封存处置。
5.因此，针对上述技术不足，本发明提出一种能够将井下生产过程产生co2的就地封存处置的充填方法及充填系统。


技术实现要素：

6.本发明的主要目的是提供井下碳化胶结材料充填方法以及充填系统，旨在将井下生产过程产生co2的就地封存处置。
7.为实现上述目的，本发明提出一种井下碳化胶结材料充填方法，所述胶结材料包
括充填骨料和胶凝材料，所述方法包括以下步骤：
8.选定充填骨料和胶凝材料；
9.确定充填骨料与胶凝材料的配比参数；
10.在地下硐室构建井下充填站，所述井下充填站包括料浆制备系统及充填管道系统；
11.将充填骨料和胶凝材料输送至所述料浆制备系统，并将胶凝材料制备成胶凝料浆，用风机将含有co2的井下污风通过管道注入所述料浆制备系统；
12.料浆制备系统将容纳的充填骨料、胶凝料浆和含有co2的井下污风进行混合搅拌制备成碳化充填料浆；
13.将制备的碳化充填料浆输送至采空区进行充填。
14.优选地，所述确定充填骨料与胶凝材料的配比参数的步骤，还包括：
15.根据所述充填骨料和所述胶凝材料的性质及配比参数，确定含有co2的井下污风充入料浆制备系统的流速、料浆制备系统进行混合搅拌的速度及进行混合搅拌的时间。
16.优选地，所述料浆制备系统包括搅拌装置，所述将充填骨料和胶凝材料输送至所述料浆制备系统，并将胶凝材料制备成胶凝料浆，用风机将含有co2的井下污风通过管道注入所述料浆制备系统的步骤，包括：
17.将全尾砂浆通过管道输送至浓缩造浆装置进行浓密，制得全尾砂浆作为充填骨料；
18.将胶凝材料输送到料浆制备系统，然后按照配比向胶凝材料加入水，将胶凝材料与水混合搅拌制备胶凝料浆；
19.将各胶结材料通过管道输送至搅拌装置，并通过co2注入管将含有co2的污风注入所述搅拌装置。
20.优选地，所述将制备的碳化充填料浆输送至采空区进行充填的步骤，还包括：
21.向采空区内通入含co2的井下污风，保持采空区内co2的含量维持在设定浓度，以对充填体进行碳化养护直至所述充填体达到设定的强度。
22.优选地，所述将制备的碳化充填料浆输送至采空区进行充填的步骤，还包括：
23.测量所述碳化充填料浆形成的充填体强度；
24.待所述充填体达到设定强度后结束充填。
25.优选地，所述充填骨料为全尾砂浆或全尾砂浆与干尾砂的混合物，所述胶凝材料为水泥。
26.优选地，所述充填骨料与所述胶凝材料的配比参数根据全尾砂级配级别和充填体的强度要求而确定。
27.此外，为实现上述目的，本发明还提出一种充填系统，用于根据上述任一项所述的充填方法对井下采空区进行充填；所述充填系统为所述井下充填站；
28.所述料浆制备系统包括浓缩造浆装置、制浆站、井下水仓以及搅拌装置所述浓缩造浆装置通过管路与所述制浆站连通，所述井下水仓与所述制浆站分别通过管路与所述搅拌装置连通，所述浓缩造浆装置用于将全尾砂浆经浓缩后放出全尾砂浆，所述制浆站用于将所述胶凝材料制备成胶凝料浆，所述井下水仓用于提供井下的生产生活和充填用水，同时对排水等进行收集利用，所述搅拌装置用于将充填料浆、胶凝料浆以及含有co2的井下污
风搅拌混合制备成所述碳化充填料浆；
29.所述碳化充填料浆运输系统包括充填泵和充填管路，所述充填管路一端用于与所述搅拌装置连通，所述充填管路另一端用于与所述采空区连通，所述充填泵用于提供动力将所述碳化胶结材料通过所述充填管路输送至采空区进行充填。
30.优选地，所述制浆站包括胶凝材料仓、制浆装置和胶凝料浆输送管道，所述胶凝材料仓用于向所述制浆装置输送胶凝材料，所述制浆装置通过管路与所述井下水仓相连，所述制浆装置用于将胶凝材料与水混合搅拌制备成胶凝料浆，所述胶凝料浆输送管路一端用于所述制浆装置连通，所述胶凝料浆输送管路另一端用于与所述搅拌装置连通以将所述胶凝料浆输送至搅拌装置。
31.优选地，所述料浆制备系统还包括尾砂料仓，所述尾砂料仓用于存储干尾砂，以根据配比向浓缩造浆装置内加入干尾砂制备砂浆。
32.本发明的技术方案中，在地下硐室构建井下充填站，所述井下充填站包括料浆制备系统及碳化充填料浆运输系统，用将井下含有co2的污风通过管道注入所述料浆制备系统，所述料浆制备系统将充填骨料、胶凝料浆和井下污风一同搅拌制成碳化充填料浆，过程中吸收井下污风中含的co2，随后将制备的碳化充填料浆输送至采空区进行充填；从而实现了井下生产过程产生co2的就地封存处置。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
34.图1为本发明方法一实施例的流程示意图；
35.图2为本发明方法另一实施例的流程示意图；
36.图3为本发明充填系统一实施例的示意图。
37.附图标号说明：
38.1-地表充填站；11-排尾厂；12-渣浆泵；13-地表输送管道；14-全尾砂浆输送管路；15-地表水仓；16-输水管路；2-料浆制备系统；21-浓缩造浆装置；22-制浆站；221-胶凝材料仓；222-辅助胶凝材料仓；223-螺旋称重机；224-螺旋给料机；225-制浆装置；226-胶凝料浆输送管路；227-罐车；23-井下水仓；24-轴通气式充填搅拌桶；241-进料口；242-出料口；243-底部进气口；244-安全阀；245-搅拌杆；246-通气孔；25-风机；26-回风系统；27-气体缓冲罐；28-co2注入管；3-碳化充填料浆运输系统；31-充填泵；32-充填管路；4-浓度计；5-流量调节阀；6-电磁流量计；7-采空区(充填区)；8-回采作业面。
39.本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其
他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
42.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
43.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
45.请参阅图1至图3，在本发明的第一实施例中，所述胶结材料包括充填骨料和胶凝材料，所述方法包括以下步骤：
46.步骤s1：选择胶结材料：选定充填骨料和胶凝材料；
47.步骤s2：确定充填配比：确定充填骨料与胶凝材料的配比参数；
48.步骤s3：构筑井下充填站：在地下硐室构建井下充填站，所述井下充填站包括料浆制备系统2及碳化充填料浆运输系统3；
49.步骤s4：胶结材料输送：将充填骨料和胶凝材料输送至所述料浆制备系统2，并将胶凝材料制备成胶凝料浆，用风机25将含有co2的井下污风通过管道注入所述料浆制备系统2；
50.步骤s5：制备碳化充填料浆：料浆制备系统2将容纳的充填骨料、胶凝料浆和含有co2的井下污风进行混合搅拌制备成碳化充填料浆；
51.步骤s6：输送充填：将制备的碳化充填料浆输送至采空区7进行充填。
52.本实施例中，碳化充填料浆通过充填泵31驱动经充填管路32输送至采空区7进行充填。
53.在一优选实施例中，所述料浆制备系统2还包括用于存储含有co2的井下污风的气体缓冲罐27；
54.进一步地：所述用风机25将含有co2的井下污风通过管道注入所述料浆制备系统2的步骤包括：
55.利用风机25将回采作业面8产生的含co2的井下污风经回风系统26沿风筒运输并储存至气体缓冲罐27；
56.气体缓冲罐27根据设定的流速控制井下污风通过co2注入管28注入所述料浆制备系统2。
57.本发明的技术方案中，在地下硐室构建井下充填站，所述井下充填站包括料浆制
备系统2及碳化充填料浆运输系统3，用将井下含有co2的污风通过管道注入所述料浆制备系统2，所述料浆制备系统2将充填骨料、胶凝料浆和井下污风一同搅拌制成碳化充填料浆，过程中吸收井下污风中含的co2，随后将制备的碳化充填料浆输送至采空区7进行充填；从而实现了井下生产过程产生co2的就地封存处置。同时，由于充填料浆在井下充填站制备完成，随后输送至井下采空区7进行充填，相较现有在地表制备充填料浆后输送至井下采空区7的方法输送距离更短，输送时间更短；同时由于输送时间更短，减小了所述充填料浆在管路内凝固导致堵塞管路的概率。
58.基于本发明的第一实施例，本发明的第二实施例中，所述步骤s2，还包括：
59.步骤s21：根据所述充填骨料和所述胶凝材料的性质及配比参数，确定含有co2的井下污风充入料浆制备系统2的流速、料浆制备系统2进行混合搅拌的速度及进行混合搅拌的时间。
60.在进行现场填充前需进行多次多种料浆质量分数、水泥比例、反应参数的预实验，优化各矿化材料的配比，确定含有co2的井下污风充入料浆制备系统2的流速、料浆制备系统2进行混合搅拌的速度及进行混合搅拌的时间，以使所制备的碳化充填料浆的流动特性满足输送要求。
61.基于本发明的第一实施例，本发明的第三实施例中，所述料浆制备系统2包括搅拌装置和浓缩造浆装置21，所述步骤s4，包括：
62.步骤s41：将全尾砂浆通过管道输送至浓缩造浆装置21进行浓密，将浓密后的全尾砂浆作为充填骨料；
63.步骤s42：将胶凝材料输送到料浆制备系统2，然后按照配比向胶凝材料加入水，将胶凝材料与水混合搅拌制备胶凝料浆；
64.步骤s43：将各胶结材料通过管道输送至搅拌装置，并通过co2注入管28将含有co2的污风注入所述搅拌装置。
65.本实施例中，所述胶凝料浆中胶凝材料的质量占比为60-72％。
66.在一优选实施例中，所述浓缩造浆装置21为立式砂仓。
67.具体地，所述步骤s41包括：
68.步骤s41a：通过浓度计4监测并记录排尾厂11排出的全尾砂浆浓度；
69.步骤s41b：将排尾厂11排出的全尾砂浆由渣浆泵12沿地表输送管道13输送到井口，地表输送管道13输送的全尾砂浆在一定初速度条件下经料浆输送管路自流输送至立式砂仓；
70.步骤s41c：立式砂仓采用高压水气联合流态化造浆将全尾砂浆浓缩提升浓度。
71.基于本发明的第一实施例，本发明的第四实施例中，所述步骤s6，还包括：
72.步骤s61：向采空区7内通入含co2的井下污风，保持采空区7内co2的含量维持在设定浓度，以对充填体进行碳化养护直至所述充填体达到设定的强度。通过风机25将回采作业面8产生的含co2的井下污风吹入采空区7，进一步吸收co2，同时提高充填体的强度。
73.基于本发明的第一实施例，本发明的第五实施例中，所述步骤s6，还包括：
74.步骤s62：测量所述碳化充填料浆形成的充填体强度；
75.步骤s63：待所述充填体达到设定强度后结束充填。
76.本实施例中，所述充填体养护28天的抗压强度控制在2.4-3.81mpa。
77.优选地，所述充填骨料为全尾砂浆或全尾砂浆与干尾砂的混合物，所述胶凝材料为水泥。所述全尾砂浆为具有碳化固结性能的任意一种，在一优选实施例中，所述胶凝材料为42.5普通硅酸盐水泥。
78.优选地，所述充填骨料与所述胶凝材料的配比参数根据全尾砂级配级别和充填体的强度要求而确定。本实施例中，所述胶凝材料与充填骨料的配比参数为1：4-1：10，在全尾砂粒径较粗时所述胶凝材料与充填骨料的配比参数为1：6-1：12。
79.在现场充填中，充填骨料与胶凝材料配比参数同时还应该满足以下要求：以最终制得的碳化充填料浆分层度不大于20mm，塌落度大于180mm，可泵送时间不小于4h，终凝时间不低于8h，充填体养护28天的抗压强度控制在2.4-3.81mpa，胶凝材料消耗量不超过300kg/m3为标准。
80.此外，为实现上述目的，本发明还提出一种充填系统，所述充填系统用于根据上述任一项所述的充填方法对井下采空区7进行充填；所述充填系统为所述井下充填站；
81.所述料浆制备系统2包括浓缩造浆装置21、制浆站22、井下水仓23以及搅拌装置所述浓缩造浆装置21通过管路与所述制浆站22连通，所述井下水仓23与所述制浆站22分别通过管路与所述搅拌装置连通，所述浓缩造浆装置21用于将全尾砂浆浓缩后放出，所述制浆站22用于将所述胶凝材料制备成胶凝料浆，所述井下水仓23用于提供井下的生产生活和充填用水，同时对排水等进行收集利用，所述搅拌装置用于将充填料浆、胶凝料浆以及含有co2的井下污风搅拌混合制备成所述碳化充填料浆；
82.请参照图2和图3，所述碳化充填料浆运输系统3包括充填泵(充填工业泵)31和充填管路32，所述充填管路32一端用于与所述搅拌装置连通，所述充填管路32另一端用于与所述采空区7连通，所述充填泵31用于提供动力将所述碳化胶结材料通过所述充填管路32输送至采空区7进行充填。
83.请参照图3，本实施例中，所述充填系统还包括地表充填站1；所述地表充填站1包括排尾厂11、渣浆泵12、地表输送管路13、全尾砂浆输送管路14、地表水仓15和输水管路16；所述排尾厂11通过所述地表输送管路13与所述全尾砂浆输送管路14一端连通，所述全尾砂浆输送管路14另一端与所述浓缩造浆装置21连通，所述排尾厂11排出的全尾砂浆由所述渣浆泵12驱动通过所述地表输送管路13与所述全尾砂浆输送管路14输送至所述浓缩造浆装置21；所述地表水仓15通过输水管路16与井下水仓23与连通，地表水仓15经输水管路16向井下水仓23输入水，所述输水管路16设置有用于测量水流量的电磁流量。
84.具体地，所述全尾砂浆输送管路14和胶凝料浆输送管路226分别设置有浓度计4和流量调节阀5；所述流量调节阀5用于控制全尾砂浆流入所述搅拌装置的量；所述胶凝料浆输送管路226还设置有电磁流量计6；所述电磁流量计6和流量调节阀5共同作用控制所述胶凝料浆流入所述搅拌装置的量。
85.请参照图3，在一优选实施例中，所述搅拌装置(密闭搅拌桶)为轴通气式充填搅拌桶24，所述轴通气式充填搅拌桶24筒壁设置有进料口241、出料口242和底部进气口243，所述进料口241为三通阀，所述进料口241分别与全尾砂浆输送管路14和胶凝料浆输送管路226连通，所述出料口242连通充填管路32，所述底部进气口243设置有搅拌杆245，所述搅拌杆245一端用于连通co2注入管28，所述搅拌杆245另一端向所述轴通气式充填搅拌桶24内部空间延伸，所述搅拌杆245中空，所述搅拌杆245延伸至所述述轴通气式充填搅拌桶24内
部空间的一段侧壁布有通气孔246；这样的设计可以使得搅拌杆245在在搅拌过程中向被搅拌的充填骨料和胶凝料浆内部通入含有co2的井下污风，增加co2的井下污风与充填骨料和胶凝料浆之间的接触面积，提高胶结材料吸收co2的效率。
86.具体地，所述轴通气式充填搅拌桶24还设置有安全阀244，所述安全阀244用于在所述轴通气式充填搅拌桶24内部气压超过设定值时打开进行泄压直至所述轴通气式充填搅拌桶24内气压恢复到设定值。
87.请参照图2和图3，优选地，所述制浆站22包括胶凝材料仓(水泥仓)221、制浆装置225和胶凝料浆输送管道226，所述胶凝材料仓221用于向所述制浆装置225输送胶凝材料，所述制浆装置225通过管路与所述井下水仓23相连，所述制浆装置225用于将胶凝材料与水混合搅拌制备成胶凝料浆，所述胶凝料浆输送管路226一端用于所述制浆装置225连通，所述胶凝料浆输送管路226另一端用于与所述搅拌装置连通以将所述胶凝料浆输送至搅拌装置。
88.请参照图3，本实施例中，所述制浆站22还设置有辅助胶凝材料仓222、螺旋称重机223和螺旋给料机224，胶凝材料用罐车227吹入到胶凝材料仓221，辅助胶凝材料用罐车227吹入到辅助胶凝材料仓222，所述胶凝材料及辅助胶凝材料经所述螺旋称重机223称重后通过所述螺旋给料机224经所述胶凝材料输送管路输送至所述制浆站22。
89.优选地，所述料浆制备系统2还包括尾砂料仓，所述尾砂料仓用于存储干尾砂，以根据配比向浓缩造浆装置21内加入干尾砂制备全尾砂浆。将尾矿库堆存的干尾砂存储在尾砂料仓中，在需要时向浓缩造浆装置21内加入干尾砂，可以提高浓缩制得的全尾砂浆的浓度，本实施例中，所述全尾砂浆中全尾砂质量占比为70-78％。
90.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种井下碳化胶结材料充填方法，其特征在于，所述胶结材料包括充填骨料和胶凝材料，所述方法包括以下步骤：选定充填骨料和胶凝材料；确定充填骨料与胶凝材料的配比参数；在地下硐室构建井下充填站，所述井下充填站包括料浆制备系统及充填管道系统；将充填骨料和胶凝材料输送至所述料浆制备系统，并将胶凝材料制备成胶凝料浆，用风机将含有co2的井下污风通过管道注入所述料浆制备系统；料浆制备系统将容纳的充填骨料、胶凝料浆和含有co2的井下污风进行混合搅拌制备成碳化充填料浆；将制备的碳化充填料浆输送至采空区进行充填。2.根据权利要求1所述井下碳化胶结材料充填方法，其特征在于，所述确定充填骨料与胶凝材料的配比参数的步骤，还包括：根据所述充填骨料和所述胶凝材料的性质及配比参数，确定含有co2的井下污风充入料浆制备系统的流速、料浆制备系统进行混合搅拌的速度及进行混合搅拌的时间。3.根据权利要求1所述井下碳化胶结材料充填方法，其特征在于，所述料浆制备系统包括搅拌装置，所述将充填骨料和胶凝材料输送至所述料浆制备系统，并将胶凝材料制备成胶凝料浆，同时用风机将含有co2的井下污风通过管道注入所述料浆制备系统的步骤，包括：将全尾砂浆通过管道输送至浓缩造浆装置进行浓密，将浓密后的全尾砂浆作为充填骨料；将胶凝材料输送到料浆制备系统，然后按照配比向胶凝材料加入水，将胶凝材料与水混合搅拌制备胶凝料浆；将各胶结材料通过管道输送至搅拌装置，并通过co2注入管将含有co2的污风注入所述搅拌装置。4.根据权利要求1所述井下碳化胶结材料充填方法，其特征在于，所述将制备的碳化充填料浆输送至采空区进行充填的步骤，还包括：向采空区内通入含co2的井下污风，保持采空区内co2的含量维持在设定浓度，以对充填体进行碳化养护直至所述充填体达到设定的强度。5.根据权利要求1所述井下碳化胶结材料充填方法，其特征在于，所述将制备的碳化充填料浆输送至采空区进行充填的步骤，还包括：测量所述碳化充填料浆形成的充填体强度；待所述充填体达到设定强度后结束充填。6.根据权利要求1所述井下碳化胶结材料充填方法，其特征在于，所述充填骨料为全尾砂浆或全尾砂浆与干尾砂的混合物，所述胶凝材料为水泥。7.根据权利要求1所述井下碳化胶结材料充填方法，其特征在于，所述充填骨料与所述胶凝材料的配比参数根据全尾砂级配级别和充填体的强度要求而确定。8.一种充填系统，其特征在于，用于根据权利要求1至7中任一项所述的充填方法对井下采空区进行充填；所述充填系统为所述井下充填站；所述料浆制备系统包括浓缩造浆装置、制浆站、井下水仓以及搅拌装置所述浓缩造浆
装置通过管路与所述制浆站连通，所述井下水仓与所述制浆站分别通过管路与所述搅拌装置连通，所述浓缩造浆装置用于将全尾砂浆浓缩后放出，所述制浆站用于将所述胶凝材料制备成胶凝料浆，所述井下水仓用于提供井下的生产生活和充填用水，同时对排水等进行收集利用，所述搅拌装置用于将充填料浆、胶凝料浆以及含有co2的井下污风搅拌混合制备成所述碳化充填料浆；所述料浆运输系统包括充填泵和充填管路，所述充填管路一端用于与所述搅拌装置连通，所述充填管路另一端用于与所述采空区连通，所述充填泵用于提供动力将所述碳化胶结材料通过所述充填管路输送至采空区进行充填。9.根据权利要求8所述的充填系统，其特征在于，所述制浆站包括胶凝材料仓、制浆装置和胶凝料浆输送管道，所述胶凝材料仓用于向所述制浆装置输送胶凝材料，所述制浆装置通过管路与所述井下水仓相连，所述制浆装置用于将胶凝材料与水混合搅拌制备成胶凝料浆，所述胶凝料浆输送管路一端用于所述制浆装置连通，所述胶凝料浆输送管路另一端用于与所述搅拌装置连通以将所述胶凝料浆输送至搅拌装置。10.根据权利要求9所述充填系统，其特征在于，所述料浆制备系统还包括尾砂料仓，所述尾砂料仓用于存储干尾砂，以根据配比向浓缩造浆装置内加入干尾砂制备砂浆。

技术总结
本发明公开一种井下碳化胶结材料充填方法及充填系统，所述胶结材料包括充填骨料和胶凝材料，所述方法包括以下步骤：选定充填骨料和胶凝材料；确定充填骨料与胶凝材料的配比参数；在地下硐室构建井下充填站，所述井下充填站包括料浆制备系统及碳化充填料浆运输系统；将充填骨料和胶凝材料输送至所述料浆制备系统，并将胶凝材料制备成胶凝料浆，用风机将含有CO2的井下污风通过管道注入所述料浆制备系统；料浆制备系统将容纳的材料进行混合搅拌制备成碳化充填料浆；将制备的碳化充填料浆输送至采空区进行充填。本发明提出的技术方案旨在将井下生产过程产生CO2的就地封存处置。的就地封存处置。的就地封存处置。


技术研发人员：陈秋松 王道林 冯岩 刘浪 朱黎明 刘一锴 袁昕懿 张超 张鹏
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/8/24