CN111456806A - 一种用于尾矿膏体充填的套接式地下输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于尾矿膏体充填的套接式地下输送装置，包括与钻孔固定套接的钻孔套管以及与钻孔套管套接的料浆充填管，所述料浆充填管的顶部通过升降机构托举，在钻孔的下部构造有井下硐室，所述井下硐室内设置有料浆缓冲腔，所述料浆缓冲腔通过法兰与料浆充填管的底部连通，料浆缓冲腔的一侧通过法兰连接有井下充填管。本申请的用于尾矿膏体充填的套接式地下输送装置，采用钻孔套管与料浆充填管套接的结构形式，料浆充填管不与钻孔直接装配，当料浆充填管出现磨损泄漏时，可以在不破坏钻孔的情况下实现料浆充填管的更换，确保了钻孔可永久使用，有效节约了充填成本。

Description

一种用于尾矿膏体充填的套接式地下输送装置

技术领域

本发明涉及尾矿膏体充填地下输送管道技术领域，具体涉及一种用于尾矿膏体充填的套接式地下输送装置。

背景技术

在矿产资源的开发利用过程中势必产生大量固体废弃物，矿山通过将剩余的固体废弃物重新充填到井下空场，从而降低了井下空场坍塌事故的发生以及废弃物对环境的污染。其中膏体充填主要是将一种或多种固体废料、水泥和水按一定比例，在一定的条件下进行配比，配制成具有一定稳定性、流动性、可塑性的膏状的浆体，通过外加力或重力作用下以柱塞流的形态，用管道输送到地下采空区完成充填作业的技术。膏体充填技术为固体废弃物处置提供了最佳途径，不仅将固体废弃物变废为宝，而且充填体对采空区提供支撑作用，保障了开采过程的安全性，降低了矿石的损失贫化，提高矿产资源的利用率。

在膏体充填过程中，传统的尾矿膏体充填料浆地下输送管道结构常采用单层输送管道结构，即钻孔后，在钻孔内直接铺设用于料浆输送的料浆充填管。这种方式存在的弊端是：在料浆充填过程中，膏体料浆在料浆充填管内长期冲刷、气蚀，易导致料浆充填管因磨损、破损而产生泄漏(一般情况下，现有的料浆充填管在通用口径设计时，其能满足的膏体料浆正常通过量≤30万立方米，大于该数值后，管道通常会出现磨损泄漏)，而现有的料浆充填管由于直接与钻孔装配，二者相互挤压固定，因此，无法在不破坏钻孔的情况下更换料浆充填管，进而影响膏体料浆的正常充填。要恢复膏体充填，则需重新钻孔、铺设管路，而尾砂膏体充填钻孔施工因其施工精度要求高(误差值≤1°)常需采用先进的螺杆定向钻+随钻测量技术，其施工费用高昂，单价高达2500元/米以上。一旦发生钻孔报废，将会给矿山造成巨大的损失，其损失常超百万元。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于尾矿膏体充填的套接式地下输送装置，以便在不破坏钻孔的情况下实现料浆充填管的更换，确保钻孔可永久使用，从而节约充填成本。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：一种用于尾矿膏体充填的套接式地下输送装置，包括与钻孔固定套接的钻孔套管以及与钻孔套管套接的料浆充填管，所述料浆充填管的顶部通过升降机构托举，在钻孔的下部构造有井下硐室，所述井下硐室内设置有料浆缓冲腔，所述料浆缓冲腔通过法兰与料浆充填管的底部连通，料浆缓冲腔的一侧通过法兰连接有井下充填管。

进一步，所述钻孔套管与料浆充填管之间设置有减振环。

进一步，所述减振环为耐磨橡胶减振环。

进一步，所述料浆充填管的两侧均设置有升降机构，所述升降机构包括升降缸、与升降缸的活塞杆连接的托板以及水平穿过托板的支撑螺杆，所述支撑螺杆与托板转动套接，所述料浆充填管的两侧均沿竖直方向并列间隔开设有多个螺纹孔，所述螺纹孔不贯穿料浆充填管侧壁，两侧的支撑螺杆分别与对应侧的其中一个螺纹孔螺纹连接。

进一步，所述升降缸为升降油缸或升降气缸。

进一步，所述钻孔内壁与钻孔套管外壁之间填充有水泥层。

进一步，所述螺纹孔处形成增大料浆充填管壁厚的凸起结构。

进一步，所述钻孔套管、料浆充填管和井下充填管均由多节管道焊接而成。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种用于尾矿膏体充填的套接式地下输送装置，包括与钻孔固定套接的钻孔套管以及与钻孔套管套接的料浆充填管，所述料浆充填管的顶部通过升降机构托举，在钻孔的下部构造有井下硐室，所述井下硐室内设置有料浆缓冲腔，所述料浆缓冲腔通过法兰与料浆充填管的底部连通，料浆缓冲腔的一侧通过法兰连接有井下充填管。本申请的用于尾矿膏体充填的套接式地下输送装置，采用钻孔套管与料浆充填管套接的结构形式，料浆充填管不与钻孔直接装配，当料浆充填管出现磨损泄漏时，可以在不破坏钻孔的情况下实现料浆充填管的更换，整个充填过程中，钻孔及钻孔套管均处于无损状态，避免了钻孔报废的风险，无需施工备用钻孔，充填钻孔可永久性使用，大大节约了充填成本。

补充来说，本申请的优点体现在如下方面：

1、钻孔套管外壁与钻孔内壁之间充填有水泥层，水泥层不仅可以对钻孔套管可靠固定，而且可以对钻孔可起到较好的护壁作用，防止钻孔内部发生垮塌。2、料浆缓冲腔可以对膏体料浆的流动进行缓冲，避免了料浆对井下充填管的冲击、磨损。3、充填管提升装置可将磨损的料浆充填管从钻孔套管内取出并更换，取出过程中，钻孔在钻孔套管和水泥层的保护下不会破坏，避免了钻孔的报废。4、减振环避免了钻孔套管与料浆充填管之间因振动引起的刚性摩擦。5、钻孔套管、料浆充填管和井下充填管均由多节管道焊接而成，焊接方式为倒坡口后满焊的方式，比传统的丝扣连接更安全、使用寿命更长。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细说明，如图1所示：一种用于尾矿膏体充填的套接式地下输送装置，包括与钻孔固定套接的钻孔套管1以及与钻孔套管1套接的料浆充填管3，所述钻孔内壁与钻孔套管外壁之间填充有水泥层2，水泥层2不仅可以对钻孔套管1可靠固定，而且可以对钻孔可起到较好的护壁作用，防止钻孔内部发生垮塌。所述钻孔套管1与料浆充填管3之间设置有减振环4，所述减振环为耐磨橡胶减振环，减振环4套接在料浆充填管3上，减振环避免了钻孔套管与料浆充填管之间因振动引起的刚性摩擦。

在钻孔的下部构造有井下硐室6，方便井下管路的维护、检修、拆卸；所述井下硐室6内设置有料浆缓冲腔8，所述料浆缓冲腔8通过法兰5与料浆充填管3的底部连通，料浆缓冲腔8的一侧通过法兰连接有井下充填管7。料浆缓冲腔8为加大腔式结构，当料浆竖向灌入时，在重力作用下，其流速相对较大，而料浆缓冲腔可以对膏体料浆的流动进行缓冲，减缓其流速，避免了料浆对井下充填管的冲击、磨损。

所述料浆充填管3的顶部通过升降机构托举，在料浆充填过程中，升降机构对料浆充填管起托举、支撑、承重作用，当需要更换料浆充填管时，升降机构可将料浆充填管提升取出。本实施例中，所述料浆充填管的两侧均设置有升降机构，所述升降机构包括升降缸9、与升降缸9的活塞杆连接的托板11以及水平穿过托板11的支撑螺杆10，所述升降缸9为升降油缸或升降气缸，所述支撑螺杆10与托板11转动套接；所述料浆充填管3的两侧均沿竖直方向并列间隔开设有多个螺纹孔，优选地，两侧的螺纹孔在高度方向一一对应；所述螺纹孔不贯穿料浆充填管侧壁，以避免料浆充填过程中、螺纹孔处泄漏，所述螺纹孔处形成增大料浆充填管壁厚的凸起结构13，以确保料浆充填管的强度；所述两侧的支撑螺杆10分别与对应侧的其中一个螺纹孔螺纹连接。在具体设计时，合理设计支撑螺杆的尺寸，使其能承受料浆充填管的重量。具体托举时，通过吊机将料浆充填管3套入到钻孔套管1内合适高度后，旋转两侧的支撑螺杆10，使其分别与对应高度的螺纹孔螺纹连接，即可通过支撑螺杆10、托板11和升降缸9实现料浆充填管3的稳固支撑；当料浆充填管3出现磨损泄漏需要更换时，首先使料浆充填管3与料浆缓冲腔8之间的法兰断开，接着两侧的升降缸9伸长使料浆充填管上升一段距离，随后使一侧的支撑螺杆10与对应的螺纹孔分离(料浆充填管仅依靠另一侧的支撑螺杆支撑)，并通过对应的升降缸9带动该支撑螺杆下移，使其与下侧对应的螺纹孔螺纹连接，接着调整另一侧的支撑螺杆10，使其也与下侧对应的螺纹孔螺纹连接(同样地，在调整过程中，料浆充填管3也依靠另一侧的支撑螺杆支撑)，待两侧的支撑螺杆调整到与下侧对应的螺纹孔螺纹连接后，即可通过升降缸9带动而实现料浆充填管的下一轮升降，每轮升降使料浆充填管3上升相邻螺纹孔的间隔距离，如此，经过多轮调整和升降后，即可将料浆充填管全部从钻孔套管内提升出。该升降机构与卷扬升降机构等相比，结构简单，成本低廉，既能确保托举过程的稳定性，又能在单次较小行程内实现较长料浆充填管的提升，有利于提高提升过后拆卸的便利性，所以具备很大的创造性和实用价值。

所述钻孔套管1、料浆充填管3和井下充填管7均由多节管道焊接而成，焊接方式为倒坡口后满焊的方式，比传统的丝扣连接更安全、使用寿命更长。

具体充填时，料浆充填管3与地表充填管12连通，料浆经地表充填管12流入料浆充填管3，再依次流经料浆缓冲腔8和井下充填管7后流入待填充区域。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种用于尾矿膏体充填的套接式地下输送装置，其特征在于：包括与钻孔固定套接的钻孔套管以及与钻孔套管套接的料浆充填管，所述料浆充填管的顶部通过升降机构托举，在钻孔的下部构造有井下硐室，所述井下硐室内设置有料浆缓冲腔，所述料浆缓冲腔通过法兰与料浆充填管的底部连通，料浆缓冲腔的一侧通过法兰连接有井下充填管。

2.根据权利要求1所述的用于尾矿膏体充填的套接式地下输送装置，其特征在于：所述钻孔套管与料浆充填管之间设置有减振环。

3.根据权利要求2所述的用于尾矿膏体充填的套接式地下输送装置，其特征在于：所述减振环为耐磨橡胶减振环。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的用于尾矿膏体充填的套接式地下输送装置，其特征在于：所述料浆充填管的两侧均设置有升降机构，所述升降机构包括升降缸、与升降缸的活塞杆连接的托板以及水平穿过托板的支撑螺杆，所述支撑螺杆与托板转动套接，所述料浆充填管的两侧均沿竖直方向并列间隔开设有多个螺纹孔，所述螺纹孔不贯穿料浆充填管侧壁，两侧的支撑螺杆分别与对应侧的其中一个螺纹孔螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的用于尾矿膏体充填的套接式地下输送装置，其特征在于：所述升降缸为升降油缸或升降气缸。

6.根据权利要求5所述的用于尾矿膏体充填的套接式地下输送装置，其特征在于：所述钻孔内壁与钻孔套管外壁之间填充有水泥层。

7.根据权利要求6所述的用于尾矿膏体充填的套接式地下输送装置，其特征在于：所述螺纹孔处形成增大料浆充填管壁厚的凸起结构。

8.根据权利要求7所述的用于尾矿膏体充填的套接式地下输送装置，其特征在于：所述钻孔套管、料浆充填管和井下充填管均由多节管道焊接而成。

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