CN112796828B - 一种防控超高水材料充填管道堵塞的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防控超高水材料充填管道堵塞的方法，将震动碎石装置与堵塞位置检测装置紧贴充填管路，震动碎石装置通过震动发生器产生震动并将震动传递给充填管路，堵塞检测装置通过能量收集器记录管道另一端的震动情况，再通过能量分析仪根据震动损失量判断管道是否发生堵塞，若发生堵塞，则通过滚动轮球将震动碎石装置移动至堵塞位置处，并利用共振碎石仪将震动能量通过管道壁传递至固结体，根据超高水材料固结体的固有频率，通过高频率低振幅运动产生相应的共振破坏，使附着在管道内壁的超高水材料固结体由外而内产生均匀裂碎，从而排除堵塞问题。本发明使用的装置简单、操作简便、人工强度低，且检测与处理一体化，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿充填开采技术领域，具体涉及一种防控超高水材料充填管道堵塞的方法。
背景技术
充填开采可有效解决“三下”压煤问题，具有充填成本低、充填材料混液速凝早、固结体抗压强度大、充填工艺简单且可大幅度提高充填率等特点，是煤矿绿色开采技术的重要组成部分。一部分充填开采需要铺设充填管道将充填材料运输到充填工作面，比如超高水充填开采。超高水充填开采过程中由于充填管道铺设路线较长，且受巷道分布影响，不易保持管路的平整性，受充填工艺的影响，充填浆料会附着在管道内壁，造成有效过浆直径相应减小，严重时发生充填管路堵塞。充填管道堵塞导致充填体无法运输至充填工作面，致使无法及时完成对采空区的充填，严重影响工作面生产效率，同时这也是很多其他充填开采时所面临的问题。
目前在超高水充填的矿井中，对于超高水管道堵塞问题，一般采取人工排除堵塞的措施。人工排除需要工人将管道全部拆除，检查堵塞后机械排除。因此人工排除堵塞有以下几点不足：(1)无法精准检测到管道堵塞地点，发生堵塞时需要大面积拆除管道来确定堵塞位置；(2)排除效率低，需要花费大量的人力来安装拆除管道，无法及时保证工作面超高水充填体供应，严重滞后工作面生产进度；(3)管道堵塞问题还会反复发生，人工排除方法不能一次性解决问题，形成恶性循坏，严重浪费人力和财力资源。
综上所述，现有的人工排除管道堵塞方法不能有效解决超高水管道堵塞问题，无法为超高水充填工作面带来效益。
发明内容
本发明的目的是提供一种防控超高水材料充填管道堵塞的方法，能够检测到堵塞位置，并且能自动排除，省时省力。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种防控超高水材料充填管道堵塞的方法，包括以下步骤：
(1)设备连接：需要使用的设备包括震动碎石装置和堵塞位置检测装置；
所述震动碎石装置包括震动发生器、共振碎石仪、滚动轮球、防爆移动电源，其中震动发生器、共振碎石仪、滚动轮球均设置为2-4个，且各震动发生器、共振碎石仪、滚动轮球通过弧形连接轴依次连接，并通过锁扣连接成环形，震动发生器、共振碎石仪与防爆移动电源电连接；所述震动发生器与共振碎石仪上均装有弹簧伸缩装置，通过开关弹簧伸缩装置使震动发生器与共振碎石仪贴紧超高水充填管道管壁；
所述堵塞位置检测装置包括能量收集器、能量分析仪、防爆移动电源，其中能量收集器设置为2-4个，各能量收集器通过弧形连接轴依次连接，并通过锁扣连接成环形，能量收集器、能量分析仪与防爆移动电源电连接；
(2)设备安装：将震动碎石装置固定于一节超高水充填管道一端，将堵塞位置检测装置固定于此节超高水充填管道另一端，保证震动发生器与能量收集器位于同一水平延长线上；固定过程中保证滚动轮球、能量收集器均紧贴超高水充填管道；
(3)接通防爆移动电源，通过弹簧伸缩装置使震动发生器紧贴管道管壁，开启震动碎石装置中的震动发生器，引发超高水充填管道震动，通过能量收集器收集不同方向的能量并判别能量损失情况，并将数据传输至能量分析仪中进行监测，如果监测得到能量损失较大，则表明在这一节的充填管道已发生堵塞，需要除垢；
(4)通过弹簧伸缩装置使共振碎石仪紧贴超高水充填管壁，打开共振碎石仪，根据超高水材料配比情况调整共振碎石仪的震动频率，使超高水固结体发生共振破坏，利用滚动轮球沿着管道的管壁将震动碎石装置在这一节管道中进行移动，从头到尾对这一节管道进行除垢；
(5)再次开启震动发生器，重复第三步检测步骤，若还存在堵塞情况，重复除垢步骤，直至检测无堵塞情况，依次对下一节管道进行检测除垢，直至所有管道清除完毕。
优选的，所述震动发生器、共振碎石仪、滚动轮球、能量收集器的数量根据超高水充填管壁直径选择，且震动发生器、共振碎石仪、滚动轮球、能量收集器数量均相同。
优选的，所述滚动轮球采用聚氯乙烯材质制成。
优选的，所述连接轴、锁扣采用不锈钢材质制成。
本发明将震动碎石装置与堵塞位置检测装置紧贴充填管路，震动碎石装置通过震动发生器产生震动并将震动传递给充填管路，堵塞检测装置通过能量收集器记录管道另一端的震动情况，再通过能量分析仪根据震动损失量判断管道是否发生堵塞，如若发生堵塞，则通过滚动轮球将震动碎石装置移动至堵塞位置处，在发生堵塞的位置利用共振碎石仪将震动能量通过管道壁传递至固结体，根据超高水材料固结体的固有频率，通过高频率低振幅运动产生相应的共振破坏，使附着在管道内壁的超高水材料固结体由外而内产生均匀裂碎，从而排除堵塞问题。
与现有技术相比，本发明使用的装置简单、操作简便、人工强度低，且检测与处理一体化，边检测边处理，为防控超高水充填管理堵塞提供了有效途径。
附图说明
图1为震动碎石装置的连接示意图；
图2为堵塞位置检测装置的连接示意图。
图中，1—超高水充填管道，2—震动发生器，3—弹簧伸缩装置，4—滚动轮球，5—共振碎石仪，6—连接轴，7—锁扣，8—能量收集器，9—能量分析仪，10—防爆移动电源。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明提供一种防控超高水材料充填管道堵塞的方法，具体步骤如下：
(1)设备连接：分别组装连接震动碎石装置和堵塞位置检测装置；
如图1所示，所述震动碎石装置包括震动发生器2、共振碎石仪5、滚动轮球4、防爆移动电源10，根据超高水充填管道1的直径大小，震动发生器2、共振碎石仪5、滚动轮球4均设置为四个，且各震动发生器2、共振碎石仪5、滚动轮球4通过弧形连接轴6依次连接，并通过锁扣7连接成环形，震动发生器2、共振碎石仪5与防爆移动电源10电连接；所述震动发生器2与共振碎石仪5上均装有弹簧伸缩装置3，通过开关弹簧伸缩装置3使震动发生器2与共振碎石仪5贴紧超高水充填管道1管壁；
如图2所示，所述堵塞位置检测装置包括能量收集器8、能量分析仪9、防爆移动电源10，根据超高水充填管道1的直径大小，能量收集器8也设置为四个，各能量收集器8通过弧形连接轴6依次连接，并通过锁扣7连接成环形，能量收集器8、能量分析仪9与防爆移动电源10电连接；
本实施例中，所述滚动轮球4采用聚氯乙烯材质制成，所述连接轴6、锁扣7采用不锈钢材质制成；
(2)设备安装：将震动碎石装置固定于一节超高水充填管道1一端，将堵塞位置检测装置固定于此节超高水充填管道2另一端，保证震动发生器2与能量收集器8位于同一水平延长线上；固定过程中保证滚动轮球4、能量收集器8均紧贴超高水充填管道；
(3)调节弹簧伸缩装置3使震动发生器2紧贴超高水充填管道1管壁，打开防爆移动电源10，同时开启震动发生器2，引发超高水充填管道1震动，通过能量收集器8收集不同方向的能量并判别能量损失情况，并将数据传输至能量分析仪9中进行监测，通过能量损失大小来判别检测管道是否发生堵塞，若监测能量值变动幅度较大，则表明在这一节的充填管道已发生堵塞，需要除垢；
(4)调节弹簧伸缩装置3使共振碎石仪5紧贴超高水充填管道1管壁，开启共振碎石仪5，根据超高水材料配比情况调整共振碎石仪5的震动频率，使超高水固结体发生共振破坏，利用滚动轮球4沿超高水充填管壁1将震动碎石装置在这一节管道上移动，从头到尾对这一节管道进行除垢；
(5)再次开启震动发生器2，重复第三步检测步骤，若还存在堵塞情况，重复除垢步骤，直至检测无堵塞情况，依次检测除垢下一节管道，直至所有管道清除完毕。
Claims (4)
1.一种防控超高水材料充填管道堵塞的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)设备连接：需要使用的设备包括震动碎石装置和堵塞位置检测装置；所述震动碎石装置包括震动发生器、共振碎石仪、滚动轮球、防爆移动电源，其中震动发生器、共振碎石仪、滚动轮球均设置为2-4个，且各震动发生器、共振碎石仪、滚动轮球通过弧形连接轴依次连接，并通过锁扣连接成环形，震动发生器、共振碎石仪与防爆移动电源电连接；所述震动发生器与共振碎石仪上均装有弹簧伸缩装置，通过开关弹簧伸缩装置使震动发生器与共振碎石仪贴紧超高水材料充填管道管壁；所述堵塞位置检测装置包括能量收集器、能量分析仪、防爆移动电源，其中能量收集器设置为2-4个，各能量收集器通过弧形连接轴依次连接，并通过锁扣连接成环形，能量收集器、能量分析仪与防爆移动电源电连接；(2)设备安装：将震动碎石装置固定于一节超高水材料充填管道一端，将堵塞位置检测装置固定于此节超高水材料充填管道另一端，保证震动发生器与能量收集器位于同一水平延长线上；固定过程中保证滚动轮球、能量收集器均紧贴超高水材料充填管道；(3)接通防爆移动电源，通过弹簧伸缩装置使震动发生器紧贴管道管壁，开启震动碎石装置中的震动发生器，引发超高水材料充填管道震动，通过能量收集器收集不同方向的能量并判别能量损失情况，并将数据传输至能量分析仪中进行监测，如果监测得到能量损失较大，则表明在这一节的超高水材料充填管道已发生堵塞，需要除垢；(4)通过弹簧伸缩装置使共振碎石仪紧贴超高水充填管壁，打开共振碎石仪，根据超高水材料配比情况调整共振碎石仪的震动频率，使超高水固结体发生共振破坏，利用滚动轮球沿着管道的管壁将震动碎石装置在这一节管道中进行移动，从头到尾对这一节管道进行除垢；(5)再次开启震动发生器，重复第三步检测步骤，若还存在堵塞情况，重复除垢步骤，直至检测无堵塞情况，依次对下一节管道进行检测除垢，直至所有管道清除完毕。
2.根据权利要求1所述的一种防控超高水材料充填管道堵塞的方法，其特征在于，所述震动发生器、共振碎石仪、滚动轮球、能量收集器的数量根据超高水充填管壁直径选择，且震动发生器、共振碎石仪、滚动轮球、能量收集器数量均相同。
3.根据权利要求1所述的一种防控超高水材料充填管道堵塞的方法，其特征在于，所述滚动轮球采用聚氯乙烯材质制成。
4.根据权利要求1所述的一种防控超高水材料充填管道堵塞的方法，其特征在于，所述连接轴、锁扣采用不锈钢材质制成。
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