一种深井管道输送卸压充填装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于深井矿山充填及管道输送技术领域，涉及一种深井管道输送卸压充填装置及使用方法，本发明专利技术一种深井充填管道卸压输送装置，由充填管道、卸压箱、单向阀门、压力测量仪、线管、充填站、软木垫板和角钢组成。本发明专利技术能够降低管道压力，降低管道的爆管风险，提高管道输送的稳定性，降低管道出口处料浆流动速度，降低料浆的离析率，确保料浆的强度，降低管道壁厚，延长管道的使用年限，提高了管道的安全性能和确保采空区充填体的强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于深井矿山充填及管道输送
，涉及一种深井管道输送卸压充填装置及使用方法，本专利技术适用于垂直高度大于800m，充填倍线小于4的深井管道输送卸压。
技术介绍
在金属矿产资源开发过程中，地下不可避免就会有采空区。为了提高开采安全水平，需要管道输送对采空区进行填充，对金属矿产资源开发安全具有十分重要的意义。目前管道采用无缝钢管作为输送管道，随着填充量的增大，深井下压力过大，在倍线小的情况下：管道输送压力大，易摩损，爆管风险高；对管道壁厚要求高，管道壁厚导致管道的质量过大，安装管道作业效率低；管道振动频率大，缩减了管道的使用年限。在管道出口处混凝土料浆速度大，料浆易离析，粗颗粒在下、细颗粒在上、水泥易流失，降低混凝土的强度，导致了采空区支护的安全性降低。某矿采用深井输送管道卸压装置进行混凝土料浆充填，料浆主要依靠浆体重力自流输送到采空区。在初级管道输送阶段，输送管道受到过大的压力使得输送管道爆管，影响稳定性。为此，进行了多种措施研究，包括增加管道壁厚、降低浆体的流速等等，但都不能彻底解决深井管道输送问题。因此认为，需要在输送管道上加入卸压装置，降低输送管道接口处的压力和管道出口料浆的流速，即解决了输送管道爆管和稳定问题，又提高了安全性能和采空区充填体的强度。
技术实现思路
本专利技术解决现有技术的问题是管道输送压力大，磨损重，易爆管，缩减了管道的使用年限；对管道壁厚要求高，管道壁厚导致管道的质量过大，安装管道作业效率低；管道输送料浆流速大，管道振动频率大，料浆易离析，水泥易流失，充填体强度低，无法支撑设备和围岩，采矿作业安全性差。本专利技术为了解决上述问题所采用的技术方案为：一种深井充填管道卸压输送装置，由充填管道、卸压箱、单向阀门、压力测量仪、线管、充填站、软木垫板和角钢组成，所述充填管道是耐磨材质管道且通过卡箍分节连接，并且填充管道分为垂直段和水平段，所述卸压箱设置在分节断口处，卸压箱与充填管道焊接连接且在卸压箱和充填管道之间用角钢支护固定，分节断口上部的管道上设置压力测量仪，所述单向阀门设置在充填管道的入口处，所述充填站位于充填管道外部，并且通过管道连接单向阀门，所述软木垫板设置在充填管道外部，所述线管紧贴充填管道外壁，线管内通线路且连接于压力测量仪。进一步，所述的充填管道采用钼铬双合金耐磨管道，并且充填管道外侧涂有沥青。进一步，所述的充填管道规格为直径200mm，单节长3~5m，填管道的垂直段大于800m，水平段小于垂直段高度的4倍。进一步，所述分节断口处是围绕充填管道均匀分布的断口，断口尺寸长度5cm，宽度5cm。进一步，所述的卸压箱的形状为漏斗形，下围直径与充填管道相适应，使得卸压箱焊接在充填管道上，上围直径大于充填管道，卸压箱装置漏斗部分水平角度为45°～60°。进一步，所述的单向阀门与压力测量仪通过线路连接，压力测量仪通过有线感应可控制单向阀门调控阀门的大小，从而控制料浆的流量和流速。一种深井管道输送卸压充填装置的使用方法，利用上述的一种深井管道输送卸压充填装置，具体步骤如下：（S1）在充填管道外部安装软木垫板，以减小振动，软木垫板安装在充填管道的固定支撑的部位，使填充管道、卸压箱和井筒更好的连接，（S2）深井管道卸压装置在使用之前用水湿润，（S3）充填站通过输送管道向充填管道中输送混凝土料浆，混凝土料浆沿着充填管道流向采空区，（S4）混凝土料浆可进入卸压箱，从而降低管道内部压力，（S5）压力测量仪检测卸压箱内部压力，卸压箱内的混凝土料浆达到卸压箱容量的2/3时，压力测量仪可感应并且调控单向阀门降低流速和流量，（S6）当给料流量降低后，卸压箱中的混凝土在重力作用下自动流回垂直输送管道中，（S7）灌浆作业结束后，对管道进行冲洗、清洁，在垂直管道底部附近设置沉淀池，在水平管道处每隔300m设置沉淀池，废料集中收集、处理。本专利技术的有益效果为：能够降低管道压力，提高管道输送的稳定性，降低管道出口处料浆流动速度，降低料浆的离析率，确保料浆的强度，降低管道壁厚，降低管道的爆管风险，延长管道的使用年限，提高了管道的安全性能和确保采空区充填体的强度。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。具体实施方式根据图1所示，一种深井管道输送卸压充填装置，由充填管道1、卸压箱2、单向阀门3、压力测量仪4、线管5、充填站6、软木垫板7和角钢8组成；所述充填管道1是钼铬双合金耐磨管道，管道规格为直径200mm，充填管道的单节长3m，采用卡箍连接，垂直高度大于800m，水平段长度小于垂直段高度的4倍，充填管道总长度小于垂直高度的4~5倍；能够满足高流速、高压力和高磨损的自流充填输送要求，在管道接口处可以加大管道的厚度，增加管道接口处的承载能力；所述卸压箱2设置在分节断口处，卸压箱2与充填管道1焊接连接，为了避免卸压箱2承受较大的重量，在卸压箱2和充填管道1之间用角钢8支护固定，卸压箱2的形状为漏斗形，下围直径与充填管道相适应，使得卸压箱焊接在充填管道上，上围直径大于充填管道，卸压箱装置漏斗部分水平角度为45°～60°，其作用是降低管道内部的压力；所述分节断口处是围绕充填管道均匀分布的断口，断口尺寸长度5cm，宽度5cm；所述单向阀门3与压力测量仪4通过线路连接，单向阀门3在压力过大时通过压力测量仪4有线感应控制单向阀门3从而调控阀门的大小控制料浆的流量和流速；所述充填站6位于充填管道外部，并且通过管道连接单向阀门3，充填站6用于提供混凝土料浆或者水；所述的线管5管径为10mm，是为线路的维修打下基础、防止线路的绝缘层受损、防止火灾，保护线路；所述的软木垫板7在充填管道1外部安装，软木垫板7安装在输送管道1的固定支撑的部位，使输送管道1、卸压箱2和井筒更好的连接，以达到隔振、消振的目的，确保管道的使用寿命和管道内部料浆不离析。深井管道输送卸压充填装置的使用方法为：在充填管道外部安装软木垫板，软木垫板安装在充填管道的固定支撑的部位，使填充管道、卸压箱和井筒更好的连接；深井管道卸压装置在使用之前通过充填站供水，用水湿润充填管道；充填站通过输送管道向充填管道中输送混凝土料浆，混凝土料浆沿着充填管道流向采空区；混凝土料浆可进入卸压箱，从而降低管道内部压力；压力测量仪检测监测卸压箱内部压力，卸压箱内的混凝土料浆达到卸压箱容量的2/3时，压力测量仪可感应并且调控单向阀门降低流速和流量；灌浆作业结束后，料浆通过其重力势能，流到采空区，对管道进行冲洗、清洁，在垂直管道底部附近设置沉淀池，在水平管道处每隔300m设置沉淀池，进行废料集中收集、处理。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深井充填管道卸压输送装置，其特征在于，由充填管道（1）、卸压箱(2)、单向阀门（3）、压力测量仪（4）、线管（5）、充填站（6）、软木垫板（7）和角钢（8）组成，所述充填管道是耐磨材质管道且通过卡箍分节连接，并且填充管道分为垂直段和水平段，所述卸压箱设置在分节断口处，卸压箱与充填管道焊接连接且在卸压箱和充填管道之间用角钢支护固定，分节断口上部的管道上设置压力测量仪，所述单向阀门设置在充填管道的入口处，所述充填站位于充填管道外部，并且通过管道连接单向阀门，所述软木垫板设置在充填管道外部，所述线管紧贴充填管道外壁，线管内通线路且连接于压力测量仪。

【技术特征摘要】
1.一种深井充填管道卸压输送装置，其特征在于，由充填管道（1）、卸压箱(2)、单向阀门（3）、压力测量仪（4）、线管（5）、充填站（6）、软木垫板（7）和角钢（8）组成，所述充填管道是耐磨材质管道且通过卡箍分节连接，并且填充管道分为垂直段和水平段，所述卸压箱设置在分节断口处，卸压箱与充填管道焊接连接且在卸压箱和充填管道之间用角钢支护固定，分节断口上部的管道上设置压力测量仪，所述单向阀门设置在充填管道的入口处，所述充填站位于充填管道外部，并且通过管道连接单向阀门，所述软木垫板设置在充填管道外部，所述线管紧贴充填管道外壁，线管内通线路且连接于压力测量仪。2.根据权利要求1所述的一种深井充填管道卸压输送装置，其特征在于，所述的充填管道采用钼铬双合金耐磨管道，并且充填管道外侧涂有沥青。3.根据权利要求2所述的一种深井充填管道卸压输送装置，其特征在于，所述的充填管道规格为直径200mm，单节长3~5m，充填管道的垂直段高度大于800m，水平段小于垂直段高度的4倍。4.根据权利要求1所述的一种深井充填管道卸压输送装置，其特征在于，所述分节断口处是围绕充填管道均匀分布的断口，断口尺寸长度5cm，宽度5cm。5.根据权利要求1所述的一种深井充填管道卸压输送装置，其特征在于，所述的卸压箱的形状...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦华喆，严少洋，陈新明，罗平平，杨亦轩，王云飞，徐雨，孙冠东，韩振宇，刘子璐，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41