本发明涉及矿山开采，具体为一种回采面断层硬质岩石的化学溶剂弱化装置及其工作方法。
背景技术：
1、矿山开采作为获取矿产资源的重要手段，对于工业发展和国家经济具有至关重要的作用。而在矿山开采过程中也会遇到各种地质难题，如回采面断层开采区域的硬质岩石问题。这些硬质岩石由于其高硬度和复杂的矿物组成；现有的物理破碎方法仍存在一些缺陷：(1)虽能破碎硬质岩石，但对机器损害大，会降低其使用寿命；(2)效率低，对能源消耗大；(3)安全风险高：传统的物理破碎和爆破方法在硬质岩石开采中可能会引发岩石的不稳定，甚至导致坍塌、飞石等安全事故，对矿工的生命安全构成威胁。
2、为此，我们提供一种回采面断层硬质岩石的化学溶剂弱化装置及其工作方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种回采面断层硬质岩石的化学溶剂弱化装置及其工作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种回采面断层硬质岩石的化学溶剂弱化装置，包括位于硬质岩层区域处的设备主体，其特征在于：所述设备主体包括增渗液储罐，所述增渗液储罐的一侧设置有清水池，所述清水池的一侧设置有高压水力压裂泵，所述高压水力压裂泵的出水口处通过第一高压水管与压力流量调节阀连接，所述压力流量调节阀的一侧设置有净化池，所述净化池的一侧设置有回收池，所述回收池的一侧设置有排渣池，所述硬质岩层区域还设有用于进液与出液的若干个钻孔，每个钻孔上设置有高压阀门。
3、优选的，所述回收池包括进水口、出水口、沉淀区、排泥口和过滤区，所述回收池的进水口处设置有用于接收来自钻孔排出的废液和废渣的第二高压水管，所述回收池的出水口与净化池和排渣池连接。
4、优选的，所述沉淀区为矩形或圆形的深槽，所述沉淀区的底部设置有便于沉淀物的收集和清理的倾斜构造，所述沉淀区的底部设置有移动刮泥机，所述过滤区内设有过滤介质，所述过滤介质为粒状活性炭、石英砂或专用的过滤膜。
5、优选的，所述净化池包括进水口、出水口、物理吸附区和生物降解区，所述净化池的进水口与回收池的出水口连接，所述回收池的出水口流出的化学溶液通过净化池的进水口进入净化池内，所述净化池的出水口与增渗液储罐通过管道连接。
6、优选的，所述物理吸附区内设置用于吸附水中的有机物和重金属离子的吸附介质，所述生物降解区内设置有用于将有机物降解为无害的物质的微生物降解介质。
7、优选的，所述排渣池包括进泥口、排泥口，所述排渣池的进泥口与回收池的排泥口连接。
8、优选的，所述设备主体的一侧设置有多个液压支架，所述液压支架的伸缩端设置有煤层与岩层，所述煤层与岩层之间设置有断层。
9、优选的，一种回采面断层硬质岩石的化学溶剂弱化装置的工作方法，包括以下步骤：
10、步骤一：在断层硬质岩层所在区域内，使用自动化设备每隔5m打一个钻孔，孔深控制在10米至20米之间，钻孔数量根据岩层长度进行设置，钻孔完成后增渗压裂的要求进行封孔，确保钻孔的密封性，封孔后每个钻孔设置一个高压阀门，并关闭所有高压阀门，为后续增渗液的注入做好准备；
11、步骤二：选择若干个钻孔作为注液钻孔，若干个钻孔作为出液钻孔，其余钻孔保持封闭，将第一高压水管连接到注液钻孔，第二高压水管的一端连接到出液钻孔，第二高压水管的另一端连接到回收池，打开注液钻孔和出液钻孔的阀门，将高压水力压裂泵的入水口通过管道连接增渗液储罐，启动高压水力压裂泵，调节压力流量调节阀，将增渗液注入岩层中，一段时间后增渗液与部分溶解的矿物残渣从出液钻孔涌出，此时关闭高压水力压裂泵，并让增渗液在岩层中停留一段时间，使增渗液与岩石经过一段时间的充分反应，溶解煤层内的一些物质；
12、步骤三：将高压水力压裂泵的入水口从增渗液储罐中转移到清水池中，同时将第二高压水管连接到回收池中；高压水力压裂泵将清水从注液钻孔压入，清水经过化学溶蚀途径清洗通道，从出液钻孔流出，再经过第二高压水管流入回收池，经回收池沉淀过滤后的化学溶液引入净化池，污泥和固体颗粒物引入排渣池，经过净化池物理吸附和生物降解后的化学溶液引入增渗液储罐进行重复利用；
13、步骤四：重复步骤三，增渗液在注液钻孔、化学溶蚀途径和出液钻孔、回收池、净化池和增渗液储罐之间闭路循环，连续循环24小时，用以通过化学溶液把其流经过的岩层浸泡溶解24小时，并携带出了溶解掉的物质，有效地增加了采空区开采的效率；
14、步骤五：将高压水力压裂泵的入水口从增渗液储罐中转移到清水池中，打开清水池阀门，启动高压水力压裂泵，向进液钻孔中注入清水，废液从出液口流出，并带出了部分溶解了的硬质岩石碎屑，进入回收池中，清洗30分钟，目测出水清澈无杂质，将回收池中的废液排入净化池中，经过净化池的净化后可用的溶液即可再次注入增渗液储罐内重复使用，将回收池的矿物碎屑和固体杂质排入排渣池，在排渣池进行后续的过滤与排渣处理；
15、步骤六：重新选择注液钻孔和出液钻孔，重复步骤二～五，直至区域内的全部钻孔都经过溶解，使每个钻孔间都相互连通，弱化岩层。
16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17、本发明通过在煤层中打钻孔，并注入增渗液，利用酸化反应的作用将弱化硬质岩石，减少了物理破碎的需要，从而显著提高了回采面的开采效率；减少了对开采设备如钻头、破碎锤等的磨损，延长了设备的使用寿命；通过废液的回收和净化处理，实现了化学溶剂的循环使用，促进了资源的可持续利用；相比传统的物理破碎和爆破方法，化学溶剂注入方法在操作过程中产生的粉尘和噪音较低，对矿区的工作环境和周边生态环境的影响较小。
1.一种回采面断层硬质岩石的化学溶剂弱化装置，包括位于硬质岩层区域处的设备主体(11)，其特征在于：所述设备主体(11)包括增渗液储罐(1)，所述增渗液储罐(1)的一侧设置有清水池(2)，所述清水池(2)的一侧设置有高压水力压裂泵(3)，所述高压水力压裂泵(3)的出水口处通过第一高压水管(13)与压力流量调节阀(4)连接，所述压力流量调节阀(4)的一侧设置有净化池(5)，所述净化池(5)的一侧设置有回收池(6)，所述回收池(6)的一侧设置有排渣池(7)，所述硬质岩层区域还设有用于进液与出液的若干个钻孔，每个钻孔上设置有高压阀门。
2.根据权利要求1所述的一种回采面断层硬质岩石的化学溶剂弱化装置，其特征在于：所述回收池(6)包括进水口、出水口、沉淀区、排泥口和过滤区，所述回收池(6)的进水口处设置有用于接收来自钻孔排出的废液和废渣的第二高压水管(14)，所述回收池(6)的出水口与净化池(5)和排渣池(7)连接。
3.根据权利要求2所述的一种回采面断层硬质岩石的化学溶剂弱化装置，其特征在于：所述沉淀区为矩形或圆形的深槽，所述沉淀区的底部设置有便于沉淀物的收集和清理的倾斜构造，所述沉淀区的底部设置有移动刮泥机，所述过滤区内设有过滤介质，所述过滤介质为粒状活性炭、石英砂或专用的过滤膜。
4.根据权利要求3所述的一种回采面断层硬质岩石的化学溶剂弱化装置，其特征在于：所述净化池(5)包括进水口、出水口、物理吸附区和生物降解区，所述净化池(5)的进水口与回收池(6)的出水口连接，所述回收池(6)的出水口流出的化学溶液通过净化池(5)的进水口进入净化池(5)内，所述净化池(5)的出水口与增渗液储罐(1)通过管道连接。
5.根据权利要求4所述的一种回采面断层硬质岩石的化学溶剂弱化装置，其特征在于：所述物理吸附区内设置用于吸附水中的有机物和重金属离子的吸附介质，所述生物降解区内设置有用于将有机物降解为无害的物质的微生物降解介质。
6.根据权利要求5所述的一种回采面断层硬质岩石的化学溶剂弱化装置，其特征在于：所述排渣池(7)包括进泥口、排泥口，所述排渣池(7)的进泥口与回收池(6)的排泥口连接。
7.根据权利要求6所述的一种回采面断层硬质岩石的化学溶剂弱化装置，其特征在于：所述设备主体(11)的一侧设置有多个液压支架(8)，所述液压支架(8)的伸缩端设置有煤层(9)与岩层(10)，所述煤层(9)与岩层(10)之间设置有断层(12)。
8.一种回采面断层硬质岩石的化学溶剂弱化装置的工作方法，基于权利要求7所述的一种回采面断层硬质岩石的化学溶剂弱化装置实现，其特征在于，包括以下步骤：
