CN1050170C - 井下充填料挤压输送方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种井下充填料挤压输送方法及装置。其工艺是将制备好的充填料送入漏斗，充填料在斜管或垂直管段内在重力作用下至井下的三通管处，三通管的一个管口为充填料进口、第二管口接挤压机构、第三管口为充填料出管口，挤压机构将充填料挤出三通管，使充填料在挤压机构的挤压力和斜管或垂直管段的充填料重力作用下，沿输送管流至采空区，挤压机构因无分配阀，使整个输送装置结构简单，磨损件少，能够输送高浓度浆料。

Description

井下充填料挤压输送方法及装置

本发明属于矿山采区充入充填物的方法及装置技术领域，涉及一种井下充填料挤压输送方法及装置。

泵送充填是基于高浓度固液混合物的流变特性及其在管道内的特有流动状态，并在泵送混凝土的基础而发展起来的一项新的充填技术。其优点在于：充填料浓度高，相应地降低了水灰比，在充填料脱水少甚至不脱水、水泥消耗大幅度降低的条件下，仍可得到完整性好、强度高的优质充填体；充填不受倍线限制，充填距离长。因此，自70年代末以来，泵送充填迅速在国外矿山得到推广应用。近年  来国内金川、铜录山铜铁矿、武山铜矿、山东铝厂和济钢张马屯铁矿等也先后引进了泵送充填技术。目前大多数泵送充填工艺中，所使用的泵为活塞式混凝土泵，如在《第四次全国采矿学术会议论文集》(上册)第280页的“全尾砂胶结膏体泵压充填新工艺的试验研究”一文里，介绍的工艺中所使用的泵就为双缸活塞泵，在活塞泵中，一般都有吸入阀和排出阀组成的分配阀，是混凝土泵的心脏，分配阀结构复杂，耐磨和密封性能要求高。由于这些原因，泵送充填系统投资大，对工人的熟练程度要求高、运行费用高。

本发明的目的是要提供一种结构简单、造价低、输送装置无吸入阀和排出阀(即无需分配阀)，输送的充填料浓度大，输送费用低的井下充填料挤压输送方法及其装置。

实现本发明目的的技术方案是：

本发明井下充填料挤压输送方法是将制备好的充填料送入漏斗，充填料在斜管或垂直管段充填料的重力作用下流至井底的三通管外，三通管的一个管口为充填料进口，第二管口接挤压机构，第三管口为充填料出管口，挤压机构将充填料挤出三通管，使充填料在挤压机构的挤压下和斜管或垂直管段的充填料重力作用下，从三通管的充填料出管口流出，沿输送管流至采空区。在本发明的方法中：主要利用井下地理位置，一般在井上进行胶凝充填料的配料混合、搅拌，将制成的充填料先利用高度差即位能将充填料流至井底的三通管内，三通管处有挤压机构，挤压机构处没有吸入阀和排出阀(即没有分配阀)，这样使挤压机构结构十分简单、减少磨损。

本发明井下填料挤压输送装置包括漏斗，与漏斗相接的斜管或垂直管，水平输送管，斜管或垂直管通过水平过渡管、三通管与水平输送管相接，三通管的另一管接口与挤压机构相接。挤压机构可采用活塞式或柱塞式挤压机构或隔膜式挤压机构。挤压机构中没有吸入阀和排出阀，能直接将充填料挤压出水平输送管。下面结合实施例附图对本发明作进一步详细描述。

图1本发明的工艺流程图；

图2为活塞式挤压机构示意图；

图3本发明的多段斜管或垂直管式工艺流程图。

图中：

1-漏斗            2-斜管或垂直管                3-三通管

4-挤压机构        5-放气管                      6-输送管

7-活塞            8-连杆                        9-电动机

10-示波器         11-水平过渡管                 12-活塞缸

13-曲柄           14-垂直过渡管                 15-传感器

16-支撑架

本发明输送工艺流程中，斜管或垂直管2之间，斜管或垂直管2与三通管3之间可用过滤水平管联接(参见图3)，其条件是充填料浆在重力作用下能够流至安装在井下管路中的三通管内。

挤压机构4为活塞式或柱塞式挤压机构，其活塞缸12与三通管3的一个管口相接，活塞7在活塞缸12中，连杆8与曲柄13连接，电动机9的传动带连接曲柄13，或电动机9通过减速机构与曲柄13连接。挤压结构4也可采用隔膜式挤压结构，隔膜与三通管3的管口相接。挤压机构的动力除了采用曲柄连杆机构外，也可液压驱动。当挤压机构4挤压浆体时，水平管道内浆体加速由输送管6向出口方向运动，而斜管或垂直管2段内浆体减速向下移动，甚至静止不动，挤压机构拉伸浆体时，水平输送管道6内浆体减速向出口方向运动，甚至静止不动，而斜管或垂直管道内浆体加速向下运动。这样在没有分配阀的情况下，能实现快速、高浓度、连续地输送充填料。

实施例：

垂直管高度3.63米，挤压机构为曲柄连杆活塞式，安装在距垂直管道2.8米的过渡水平管道11处，输送物料比重＝2.795克/cm³，其粒径组成如下：

  粒级                                          所占百分比率

+0.125mm                                         20.75％

-0.125+0.071mm                                   31.33％

-0.071+0.04mm                                    40.29％

-0.04mm                                           7.03％

通过培减出口管道(水平输送管道)长度、调节输送浆料浓度和开闭挤压机构；进行系列输送试验，其试验结果如表1：

                                表1

项序号别	输送方法	出口管道长度(m)	浆料重量浓度(％)	流  量(kg/分钟)	备  注
						1	自溜	15	64.75	8.698	管道内有2mm左右沉淀流层
2	自溜	15	70.00	0.2266	流出物为稀水粗颗粒堵管
						3	挤压	15	72.85	7.85	流出浆料为均匀悬浮浆料
4	挤压	12	76.6	2.98	浆料为膏体
						5	挤压	6.2	76.6	2.98	浆料为膏体
6	挤压	4.1	76.6	4.28	浆料为膏体
						7	自溜	4.1	76.6	0.825	浆料为膏体

在现有技术中，采用重力自流输送时，浆料浓度较低，为了防止堵管，要求管道内浆体流速大于临界淤积流速，从上面输送试验看出，采用充填料挤压输送方法与装置时，对充填料流速没有限制，输送浆料为高浓度或膏状，即使静止一段时间，管道内浆体也不会发生沉淀。由于管道内浆体不断地加速和减速运动，即使长距离输送低浓度填充料浆，管道内浆体也不会发生沉淀出现堵管现象。

Claims (5)

1、一种井下充填料挤压输送方法，是将制备好的充填料送入漏斗(1)，充填料在斜管或垂直管(2)段充填料重力作用下流至安装在井下的三通管(3)处，三通管(3)的一个管口为充填料进口、第二管口接挤压机构(4)、第三管口为充填料出管口，挤压机构(4)将充填料挤出三通管(3)，使充填料在挤压机构(4)的挤压力和斜管或垂直管(2)段的充填料重力作用下，从三通管的充填料出管口流出，沿输送管(6)流至采空区，斜管的倾斜角度应保证斜管内浆体靠自重流至三通管(3)处。

2、根据权利要求1所述的井下充填料输送方法，其特征在于在斜管或垂直管(2)与三通管(3)之间有过渡水平管(11)。

3、一种井下充填料挤压输送装置，包括漏斗(1)、与漏斗(1)相接的斜管或垂直管(2)、水平输送管(6)，其特征在于斜管或垂直管(2)通过过渡水平管(11)、三通管(3)与水平输送管(6)相接，三通管(3)的另一管接口与挤压机构(4)相接。

4、根据权利要求3所述的井下充填料输送装置，其特征在于挤压机构(4)为活塞式或柱塞式挤压结构，其活塞缸(12)与三通管(3)的一个管口相接，活塞(7)在活塞缸(12)中，连杆(8)与活塞(7)连接，并且连杆(8)与曲柄(13)连接，电动机(9)的传动带连接曲柄(13)。

5、根据权利要求3所述的井下充填料输送装置，其特征在于挤压机构(4)为隔膜式挤压结构，隔膜与三通管(3)的管口相接。

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