本申请涉及煤矿绿色开采，尤其涉及一种煤矸石充注采后减水方法。
背景技术：
1、如何将采空塌陷区综合治理、保水采煤与煤矸石综合利用有机结合，已成为煤矿经济发展的重要研究课题。亟需一种科学有效、长期稳定、经济可行的综合治理方法为煤矿的安全生产和矿区的生态环境保护保驾护航，综合治理已成为矿井长远发展的必然要求。
2、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本申请提供一种煤矸石充注采后减水方法，至少在一定程度上提供了一种科学有效、长期稳定、经济可行的煤矿综合治理方法。
2、本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。
3、根据本申请的一个方面，提供一种煤矸石充注采后减水方法，其特征在于，包括：根据煤矿采空区位置及煤矸石浆液的扩散半径，确定注浆孔的位置及排距；对煤矿采空区上覆岩层进行分析，确定出垮落带发育高度；根据所述垮落带发育高度，计算出注浆终孔与对应的注浆孔之间的垂深，所述注浆终孔位于垮落带顶部；根据所述注浆孔的位置、排距和所述垂深进行钻孔；向注浆孔中注入煤矸石浆液，以填充煤矿中的采空区，所述煤矸石浆液的泌水率符合预设要求。
4、在本申请的一个实施例中，还包括：对煤矿中煤矸石制成的浆液的性质进行分析，并基于分析结果制备扩散半径和泌水率符合预设要求的煤矸石浆液。
5、在本申请的一个实施例中，所述分析结果包括：煤矸石浆液的实测密度与漏斗粘度关系曲线、不同粒径级配下煤矸石浆液的沉降时间及平均沉降速度、满足预设可注性要求的煤矸石浆液中大粒径煤矸石粉的占比范围、煤矸石浆液在采空区的扩散半径满足预设要求时的浆液参数和每千克煤矸石所配制的不同质量浓度的煤矸石浆液的泌水量中的一种或多种；所述对煤矿中煤矸石制成的浆液的性质进行分析，包括：设置多组水灰比下的煤矸石浆液，分析每组水灰比下煤矸石浆液的实测密度与漏斗粘度，确定煤矸石浆液的实测密度与漏斗粘度关系曲线，不同水灰比下的煤矸石浆液使用同一批煤矸石粉制得；和/或，通过固定水灰比、改变煤矸石粉的粒径级配，以及固定煤矸石粉的粒径级配、改变水灰比的方式，配置出多组煤矸石浆液，分析每组煤矸石浆液的浆体参数，确定不同粒径级配下煤矸石浆液的沉降时间及平均沉降速度；和/或，设置多组水灰比，在每组水灰比下设置两组煤矸石浆液，所述两组煤矸石浆液中小粒径煤矸石粉占比相同，一组煤矸石浆液中应用第一大粒径范围的煤矸石粉，另一组煤矸石浆液中应用第二大粒径范围的煤矸石粉，同一水灰比下的两组煤矸石浆液中第一大粒径范围的煤矸石粉与第二大粒径范围的煤矸石粉的占比相同，且不同水灰比下使用同一粒径范围的煤矸石粉的两组煤矸石浆液中大粒径范围的煤矸石粉的占比不同；分析每组水灰比下两组煤矸石浆液的整体稳定性，确定满足预设可注性要求的煤矸石浆液中大粒径煤矸石粉的占比范围；和/或，通过对不同质量浓度下煤矸石浆液扩散规律的数值模拟研究，确定煤矸石浆液在采空区的扩散半径满足预设要求时的浆液参数；和/或，通过泌水试验，测定每千克煤矸石所配制的不同质量浓度的煤矸石浆液的泌水量。
6、在本申请的一个实施例中，所述浆体参数包括：浆体密度、粘度、扩展度、析水率、饱和密度和饱和含水量中的至少一种。
7、在本申请的一个实施例中，所述小粒径煤矸石粉的粒径范围为0～0.18mm，所述第一大粒径范围为0.60mm～1.18mm，所述第二大粒径范围为1.18mm～2.36mm。
8、在本申请的一个实施例中，所述浆液参数包括：注浆管半径、注浆压力、浆液密度和浆液初始粘度中的至少一种。
9、在本申请的一个实施例中，还包括：确定垮落带的空隙率；根据所述空隙率，计算垮落带可注入煤矸石浆液的体积；根据所述体积，计算需要的煤矸石的质量，以便于根据所述需要的煤矸石的质量预先准备煤矸石。
10、在本申请的一个实施例中，所述确定垮落带的空隙率，可以包括：按照如下公式计算垮落带的空隙率：
11、
12、其中，kp为垮落带处破碎岩石的碎胀系数；为垮落带的空隙率。
13、在本申请的一个实施例中，所述根据所述空隙率，计算垮落带可注入煤矸石浆液的体积，包括：按照如下公式计算垮落带可注入煤矸石浆液的体积：
14、
15、其中，b为采空区中工作面宽度；l为采空区中工作面长度；b为采空区中工作面采高；为垮落带的空隙率；v为垮落带可注入煤矸石浆液的体积。
16、在本申请的一个实施例中，所述根据所述体积，计算需要的煤矸石的质量，包括：按照如下公式计算需要的煤矸石的质量：
17、ve＝v×f
18、m＝ve×ρsat×(1-ωsat)
19、其中，v为垮落带可注入煤矸石浆液的体积；f为充填系数；ve为垮落带有效充填空间；ωsat为自然析水后煤矸石饱和体含水量；ρsat为自然析水后煤矸石饱和体密度；m为需要的煤矸石的质量。
20、本申请的实施例提供的技术方案至少包括以下有益效果：
21、本申请的实施例提供的技术方案，将通过在将钻孔打到垮落带顶部形成注浆通道，并向注浆孔中注入煤矸石浆液的方式，可以将煤层顶板裂隙充填封堵，阻断补给通道，减小矿井涌水量，同时煤矸石浆液的制作能够消耗部分矿井水。将煤矸石进行井下处置，解决了煤矸石地表堆放污染环境的问题，实现了煤矿绿色开采。
22、进一步地，在煤矿安全开采方面，利用煤矸石浆液全部充填后，减少向采空区漏风，有利于工作面防火管理。
23、进一步地，通过充填开采极大地减少了岩层移动和地表沉降变形，保护了地下水环境和地表生态环境。
24、进一步地，通过采空区塌陷区煤矸石注浆充填，充填采动导水裂隙，封堵矿井涌水通道，减少了矿井涌水量，减轻了矿井排水、地面水处理的压力，减少了处理矿井水、煤矸石的费用。
25、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
1.一种煤矸石充注采后减水方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分析结果包括：煤矸石浆液的实测密度与漏斗粘度关系曲线、不同粒径级配下煤矸石浆液的沉降时间及平均沉降速度、满足预设可注性要求的煤矸石浆液中大粒径煤矸石粉的占比范围、煤矸石浆液在采空区的扩散半径满足预设要求时的浆液参数和每千克煤矸石所配制的不同质量浓度的煤矸石浆液的泌水量中的一种或多种；
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述浆体参数包括：浆体密度、粘度、扩展度、析水率、饱和密度和饱和含水量中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述小粒径煤矸石粉的粒径范围为0～0.18mm，所述第一大粒径范围为0.60mm～1.18mm，所述第二大粒径范围为1.18mm～2.36mm。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述浆液参数包括：注浆管半径、注浆压力、浆液密度和浆液初始粘度中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述确定垮落带的空隙率，可以包括：
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述空隙率，计算垮落带可注入煤矸石浆液的体积，包括：
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述体积，计算需要的煤矸石的质量，包括：
