CN103147794B - 负压抽气吸水式强化疏干机 - Google Patents

Abstract

一种负压抽气吸水式强化疏干机，包括移动小车、安装在移动小车上的剪叉式液压升降平台、负压抽气吸水装置、水箱、疏水花管清理装置、夹轨器及平行安装在剪叉式液压升降平台顶部的两根燕尾槽、复数个疏水花管装置、疏水软管、集水装置、T型换向阀。疏水花管装置安装在两根燕尾槽上，疏水软管一端与疏水花管装置出水口连接，疏水软管另一端与集水装置进水口连接，集水装置出水口通过管道与T型换向阀第一进水口连接，T型换向阀出水口通过管道与负压抽气吸水装置进水口连接，负压抽气吸水装置出水口通过管道与水箱进水口连接，水箱出水口通过管道与疏水花管清理装置中的高压水泵进水口连接，高压水泵出水口通过管道与T型换向阀第二进水口连接。

Description

负压抽气吸水式强化疏干机

技术领域

本发明涉及一种疏水装置，特别是一种用于矿山沉积岩采掘中顶板静水强化疏水的装置。

背景技术

在矿山沉积岩层内，采掘顶板若为泥质胶结细粒砂岩，在无水地段这种砂岩较为坚硬，采掘支撑顶板不易塌落；但这种砂岩遇水则会膨胀，难以支护，常因顶板湿软砂岩塌落，造成安全事故。当砂岩含水率达到一定程度砂岩就会变成豆腐渣状，若水在砂岩内达到临界状态，便形成流砂，根本无法支护。

顶板中的静水可分为二种，即结合水和自由水。目前，国内外对顶板静水中自由水的疏干，一般采用坑内外引排水、钻孔泄水和利用采准巷道通风滴干的办法。但富含在砂岩内的自由水靠自然泄水方法速度太慢，泄水时间少则一年半载，多则二、三年，这种泄水方法延误工期，影响生产。为此，相当一部分含水量大的矿山，不能保持开拓、采准、备采这三级矿量的平衡，造成了严重的采掘失调。

实践和实验证明，含泥量在12%以上、含水率在12%以下的泥质胶结细粒砂岩，采掘工作面顶板和围岩就可以安全支护，若此砂岩含水率大于12%，顶板和围岩支撑的难度将随着含水率的增加而逐步加大，特别是含水率在15%以上，顶板和围岩会边支撑边塌落。在井巷掘进中，对于含水率为12%～14%的泥质胶结细粒砂岩顶板，一般是1米一架木棚的支护，并且需要用背板密顶密帮的支撑围岩；在采空区采用0.8m×0.8m支护网度的情况下，顶板必须要用木板密集护顶，否则就会塌落。这种支护方式每年要消耗大量木材，不仅成本高，效率低，而且很不安全。

泥质胶结细粒砂岩顶板含水湿软，难支护，易塌落不仅是含水率高的矿山遇到的难题，也是当今世界地下工程的普遍难题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种用于矿山沉积岩采掘中顶板静水强化疏水的装置。

本发明的技术方案是：一种负压抽气吸水式强化疏干机，由移动小车、安装在移动小车上的剪叉式液压升降平台、负压抽气吸水装置、水箱、疏水花管清理装置和两个夹轨器及平行安装在剪叉式液压升降平台顶部的两根燕尾槽、复数个疏水花管装置、疏水软管、T型换向阀、排水管、集水装置、疏水花管清理装置出水管和疏水花管清理装置进水管组成。

所述的疏水花管装置由水槽组件、复数根疏水花管、两个燕尾滑块和紧固螺钉组成。水槽组件上设有封闭式水槽，水槽组件的底部设有出水口，出水口与水槽相通。水槽组件的上部设有复数个疏水花管螺纹接口，疏水花管螺纹接口与水槽相通。疏水花管由管体及紧紧包裹在管体上的疏水膜组成，管体的一端开口，一端封闭，管体的开口端设有外螺纹，在管体的筒壁和封闭端设有复数个疏水孔。疏水花管通过螺纹连接分别安装在水槽组件的疏水花管螺纹接口上。两个燕尾滑块通过紧固螺钉分别安装在水槽组件底部的两端。

T型换向阀安装在负压抽气吸水装置的外壳内，T型换向阀的换向手柄设在负压抽气吸水装置的外壳外，T型换向阀用于吸水时或清理花管堵塞物时的水流的换向。疏水花管装置通过紧固螺钉和燕尾滑块固定安装在剪叉式液压升降平台顶部的两根燕尾槽上，疏水软管的一端分别与疏水花管装置的水槽组件底部的出水口连接，疏水软管的另一端分别与设在负压抽气吸水装置内的集水装置的进水口连接，集水装置的出水口通过管道与T型换向阀的第一进水口连接，T型换向阀的出水口通过管道与负压抽气吸水装置的进水口连接，负压抽气吸水装置的出水口通过排水管与水箱连接，疏水花管清理装置进水管的一端与水箱连接，疏水花管清理装置进水管的另一端与高压水泵的进水口连接，高压水泵的出水口通过疏水花管清理装置出水管与T型换向阀的第二进水口连接。疏水花管清理装置由电动机和高压水泵组成，由电动机带动高压水泵工作。两个夹轨器安装在移动小车的端部，用途是夹紧钢轨，防止负压抽气吸水式强化疏干机工作时移动。水箱上设有排水阀门，用于排除水箱中多于的水。

负压抽气吸水式强化疏干机工作过程如下：

1、将移动小车移到工作面，用夹轨器夹紧钢轨对移动小车进行定位，然后启动剪叉式液压升降平台，并上升到顶板工作面，再通过燕尾滑块上的紧固螺钉调节各疏水花管装置的间距并固定，将各疏水花管装置上的疏水花管分别对准砂岩顶板上的泄水孔并升到泄水孔顶端，做好疏水前的准备工作，此时T型换向阀的第二进水口与高压水泵的水流通道处于关闭状态；

2、启动负压抽气吸水装置，利用负压原理对砂岩顶板中的自由水进行吸水即强化疏干，吸出来的水通过T型换向阀进入负压抽气吸水装置，再通过排水管进入水箱中，多余的水由水箱上的排水阀门流入坑道；

3、根据疏水花管的堵塞情况，及时启动剪叉式液压升降平台，并将疏水花管装置降到顶板工作面以下，调节T型换向阀，打开T型换向阀的第二进水口与高压水泵的水流通道，启动高压水泵，从水箱中抽水，形成高压水从疏水花管内向外喷出，清理疏水花管表面疏水膜上的堵塞物，此时T型换向阀与负压抽气吸水装置的水流通道处于关闭状态。

如此反复连续工作，便可以将砂岩顶板的含水率疏干到12%以下，顶板就能顺利、安全支护。

本发明与现有技术相比具有如下特点：

本发明提供的负压抽气吸水式强化疏干机能在矿山沉积岩采掘中，对富含静水且含泥量在20%～12%的泥质胶结细粒砂岩顶板，通过负压抽气吸水强化疏干后，将砂岩含水率降到12%以下，使砂岩板结而不塌落，能方便顶板支护，能高效安全生产，并且疏水工期可缩短一半以上。并可在同类矿山推广应用，亦可在隧道和各种地下工程中应用。

以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。

附图说明

附图1本发明的结构示意图；

附图2为附图1中的俯视图；

附图3为附图1中的右视图；

附图4为疏水花管装置的结构示意图；

附图5为附图4中的俯视图；

附图6为疏水花管的结构示意图；

附图7为负压抽气吸水式强化疏干机管线图和负压抽气吸水及疏水花管清理水流示意图，其中P1为负压抽气吸水水流，P2为清理疏水花管的高压水流。

具体实施方式

一种负压抽气吸水式强化疏干机，由移动小车1、安装在移动小车1上的剪叉式液压升降平台2、负压抽气吸水装置6、水箱9、疏水花管清理装置10和两个夹轨器8及平行安装在剪叉式液压升降平台2顶部的两根燕尾槽3、四个疏水花管装置4、疏水软管5、T型换向阀7、排水管11、集水装置12、疏水花管清理装置出水管13和疏水花管清理装置进水管14组成。

所述的疏水花管装置4由水槽组件4-1、四根疏水花管4-2、两个燕尾滑块4-3和紧固螺钉4-4组成。水槽组件4-1上设有封闭式水槽4-1-1，水槽组件4-1的底部设有出水口4-1-2，出水口4-1-2与水槽4-1-1相通。水槽组件4-1的上部设有四个疏水花管螺纹接口4-1-3，四个疏水花管螺纹接口4-1-3均匀布置在水槽组件4-1上，疏水花管螺纹接口4-1-3与水槽4-1-1相通。疏水花管4-2由管体4-2-1及紧紧包裹在管体4-2-1上的疏水膜4-2-2组成，管体4-2-1的一端开口，一端封闭，管体4-2-1的开口端设有外螺纹，在管体4-2-1的筒壁和封闭端设有复数个疏水孔4-2-1-1。疏水花管4-2通过螺纹连接分别安装在水槽组件4-1的疏水花管螺纹接口4-1-3上。两个燕尾滑块4-3通过紧固螺钉4-4分别安装在水槽组件4-1底部的两端。

T型换向阀7安装在负压抽气吸水装置6的外壳内，T型换向阀7的换向手柄设在负压抽气吸水装置6的外壳外，T型换向阀7用于吸水时或清理花管堵塞物时的水流的换向。疏水花管装置4通过紧固螺钉4-4和燕尾滑块4-3固定安装在剪叉式液压升降平台2顶部的两根燕尾槽3上，疏水软管5的一端分别与疏水花管装置4的水槽组件4-1底部的出水口4-1-2连接，疏水软管5的另一端分别与设在负压抽气吸水装置6内的集水装置12的四个进水口连接，集水装置12的出水口通过管道与T型换向阀7的第一进水口连接，T型换向阀7的出水口通过管道与负压抽气吸水装置6的进水口连接，负压抽气吸水装置6的出水口通过排水管11与水箱9连接，疏水花管清理装置进水管14的一端与水箱9连接，疏水花管清理装置进水管14的另一端与高压水泵10-2的进水口连接，高压水泵10-2的出水口通过疏水花管清理装置出水管13与T型换向阀7的第二进水口连接。疏水花管清理装置10由电动机10-1和高压水泵10-2组成，由电动机10-1带动高压水泵10-2工作。两个夹轨器8安装在移动小车1的端部，用途是夹紧钢轨，防止负压抽气吸水式强化疏干机工作时移动。水箱9上设有排水阀门9-1，用于排除水箱9中多于的水。

负压抽气吸水式强化疏干机工作过程如下：

1、将移动小车1移到工作面，用夹轨器8夹紧钢轨15对移动小车1进行定位，然后启动剪叉式液压升降平台2，并上升到顶板工作面，再通过燕尾滑块4-3上的紧固螺钉4-4调节各疏水花管装置4的间距并固定，将各疏水花管装置4上的疏水花管4-2分别对准砂岩顶板上的泄水孔并升到泄水孔顶端，做好疏水前的准备工作，此时T型换向阀7的第二进水口与高压水泵10-2的水流通道处于关闭状态；

2、启动负压抽气吸水装置6，利用负压原理对砂岩顶板中的自由水进行吸水即强化疏干，吸出来的水通过T型换向阀7进入负压抽气吸水装置6，再通过排水管11进入水箱9中，多余的水由水箱9上的排水阀门9-1流入坑道；

3、根据疏水花管4-2的堵塞情况，及时启动剪叉式液压升降平台2，并将疏水花管装置4降到顶板工作面以下，调节T型换向阀7，打开T型换向阀7的第二进水口与高压水泵10-2的水流通道，启动高压水泵10-2，从水箱9中抽水，形成高压水从疏水花管4-2内向外喷出，清理疏水花管4-2表面疏水膜上的堵塞物，此时T型换向阀7与负压抽气吸水装置6的水流通道处于关闭状态。

如此反复连续工作，便可以将砂岩顶板的含水率疏干到12%以下，顶板就能顺利、安全支护。

Claims (2)

1.一种负压抽气吸水式强化疏干机，其特征是：由移动小车、安装在移动小车上的剪叉式液压升降平台、负压抽气吸水装置、水箱、疏水花管清理装置和两个夹轨器及平行安装在剪叉式液压升降平台顶部的两根燕尾槽、复数个疏水花管装置和疏水软管、T型换向阀、排水管、集水装置、疏水花管清理装置出水管和疏水花管清理装置进水管组成；

所述的疏水花管装置由水槽组件、复数根疏水花管、两个燕尾滑块和紧固螺钉组成，水槽组件上设有封闭式水槽，水槽组件的底部设有出水口，出水口与水槽相通，水槽组件的上部设有复数个疏水花管螺纹接口，疏水花管螺纹接口与水槽相通；疏水花管由管体及紧紧包裹在管体上的疏水膜组成，管体的一端开口，一端封闭，管体的开口端设有外螺纹，在管体的筒壁和封闭端设有复数个疏水孔；疏水花管通过螺纹连接分别安装在水槽组件的疏水花管螺纹接口上，两个燕尾滑块通过紧固螺钉分别安装在水槽组件底部的两端；

T型换向阀安装在负压抽气吸水装置的外壳内，T型换向阀的换向手柄设在负压抽气吸水装置的外壳外；疏水花管装置通过紧固螺钉和燕尾滑块固定安装在剪叉式液压升降平台顶部的两根燕尾槽上，疏水软管的一端分别与疏水花管装置的水槽组件底部的出水口连接，疏水软管的另一端分别与设在负压抽气吸水装置内的集水装置的进水口连接，集水装置的出水口通过管道与T型换向阀的第一进水口连接，T型换向阀的出水口通过管道与负压抽气吸水装置的进水口连接，负压抽气吸水装置的出水口通过排水管与水箱连接，疏水花管清理装置进水管的一端与水箱连接，疏水花管清理装置进水管的另一端与高压水泵的进水口连接，高压水泵的出水口通过疏水花管清理装置出水管与T型换向阀的第二进水口连接；疏水花管清理装置由电动机和高压水泵组成，由电动机带动高压水泵工作；两个夹轨器安装在移动小车的端部，水箱上设有排水阀门。

2.根据权利要求1所述的一种负压抽气吸水式强化疏干机，其特征是：所述的疏水花管装置为四个，水槽组件上部的疏水花管螺纹接口为四个，四个疏水花管螺纹接口均匀布置在水槽组件上，四根疏水花管通过螺纹连接分别安装在水槽组件的疏水花管螺纹接口上。