CN114135331A - 一种高压风水联动淤积尾砂液化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压风水联动淤积尾砂液化系统，属于岩土工程、安全工程技术领域，该系统包括喷射管，喷射管连一端连接有三通管，三通管另一端接头分别连通有进水管、进风管，喷射管的远离三通管端固定有喷射装置，进水管另一端连接有与水泵，进水管与水泵之间设有第一单向阀进行连通，进风管另一端连接有空压机，进风管与空压机之间通设有第二单向阀进行连通；该系统结构简单、使用便捷高效，能使尾砂迅速疏松液化，进而能够大幅提升预防和处理因空区塌陷而带来的地质灾害，从而确保地表工业与民用等设施的安全。

Description

一种高压风水联动淤积尾砂液化系统

技术领域

本发明属于岩土工程、矿业工程、安全工程技术领域，尤其涉及一种高压风水联动淤积尾砂液化系统。

背景技术

在进行矿山采空区充填施工作业过程中，为了使放砂作业正常进行，需要及时将沉积的尾砂液化，使其具有一定的流动性，以达到稳态放砂、提高井下充填体强度的目的。

为了保证尾砂浆的流动效果，目前通常采用水流直接冲击的方法。即施工人员手持高压水管直接对着沉积的尾砂堆进行冲击，尾砂在水流的作用下逐渐稀释并具有流动性，从而通过管道实现顺利输送。该方法虽然简单方便，但不仅用水量大、施工成本高，而且会造成尾砂浆浓度降低，达不到充填工艺所需的尾砂放砂浓度、影响工程质量。另外，由于水流只能冲击尾砂堆的表面，难以深入其内部，因此耗时较长、效率低，冲散尾砂的难度大。第三，尾砂经水流冲击后其砂浆浓度会较低、且不稳定，容易造成管道堵塞和断流、影响料浆充填效果以及井下充填体的强度。

对于上述问题，在中国发明专利201710272987.6中提出一种尾砂液化浮动采集装置，该装置包括潜水泵；潜水泵通过安装架吊装于浮动平台的下方，潜水泵的周围至少分布有两套搅砂液化装置；搅砂液化装置由固定在安装架上的喷射管、固定在该喷射管下端口的搅砂液化喷头构成；各喷射管分别通过供水支管、供风支管对应地与供水总管、供风总管连通，该供风总管与空压机连通。本发明不仅结构简单、操作方便、尾砂液化效率高、施工成本低，而且还能降低操作人员的劳动强度；是一种尾砂采集装置果。

但是对于上述专利，还存在一下问题：水在空气下气化，需要一定功率的空压机才可达到该效果，因此在使用时，用电量及人工把控均锁耗较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压风水联动淤积尾砂液化系统，该系统结构简单、使用便捷高效，能使尾砂迅速疏松液化，进而能够大幅提升预防和处理因空区塌陷而带来的地质灾害，从而确保地表工业与民用等设施的安全。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高压风水联动淤积尾砂液化系统，该高压风水联动淤积尾砂液化系统包括喷射管，喷射管连一端连接有三通管，三通管另一端接头分别连通有进水管、进风管，喷射管的远离三通管端固定有喷射装置，进水管另一端连接有与水泵，进水管与水泵之间设有第一单向阀进行连通，进风管另一端连接有空压机，进风管与空压机之间通设有第二单向阀进行连通。

优选的，所述喷射装置包括喷头，喷头内壁均布有来复线状螺旋槽，来复线状螺旋槽共设有三条，喷头与喷射管连通。

采用上述方案：内部的气流、水流在经过来复线旋转作用而喷射出来后可进一步增大了对尾砂的冲击力，能够将板结沉积的大块尾砂击碎、避免造成输送管道堵塞。

优选的，所述喷射装置包括膛线管，膛线管与喷射管之间连接有管接头，膛线管的内壁均布有来复线状的螺旋槽，来复线状的螺旋槽共设有三条。

采用上述方案：在气流、水流在经过来复线旋转作用而喷射出来后可进一步增大了对尾砂的冲击力的同时，可增加气流、水流的输出稳定性。

优选的，所述喷射装置包括分配器、喷嘴，分配器与喷射管连通，喷嘴连接在分配器远离喷射管端，呈射线状均布于分配器外圆周表面。

采用上述方案：采用多个喷嘴，可增大高压气流、水流与淤积沉砂的接触面积、保证各个方向喷射均匀，从而有利于搅动、疏松尾砂，使之快速呈现液化流态。

优选的，在所述水泵与所述第一单向阀之间的管路上还设有第一控制阀，在所述空压机与所述第二单向阀之间的管路上还设有第二控制阀。

采用上述方案：通过第一控制阀和第二控制阀，便于气流或者水流的量控制。

优选的，所述喷射管上固定有把手。

采用上述方案：通过把手可拿取喷射管，便于作业时人工操作。

本发明的有益效果是：

1、利用压缩空气和高压水流对尾砂进行强力冲击和搅动，可使尾砂疏松而达到流态，从而顺利实现放砂或用泵砂输送；且采用压缩空气搅动、疏松尾砂，不仅可大幅度减少施工用水量、降低施工成本，而且还能有效避免砂浆浓度降低、浓度波动大等缺陷，从而确保充填质量稳定可靠、有利于增强充填体强度。

2、本发明提供三种结构的喷射装置，分别具有以下优势：

a、采用了内壁带有来复线螺旋槽的喷头的喷射装置，内部的气流、水流在经过来复线旋转作用而喷射出来后可进一步增大了对尾砂的冲击力，能够将板结沉积的大块尾砂击碎、避免造成输送管道堵塞；

b、采用了膛线管的喷射装置，在气流、水流在经过来复线旋转作用而喷射出来后可进一步增大了对尾砂的冲击力的同时，可增加气流、水流的输出稳定性，能够将板结沉积的大块尾砂击碎、避免造成输送管道堵塞。

c、喷射装置采用带有与分配器连通的多个喷嘴时，则可增大高压气流、水流与淤积沉砂的接触面积、保证各个方向喷射均匀，从而有利于搅动、疏松尾砂，使之快速呈现液化流态。

附图说明

图1是本发明提供的一种高压风水联动淤积尾砂液化系统的结构示意图；

图2是本发明提供的一种高压风水联动淤积尾砂液化系统的图1中沿A-A线剖视示意图；

图3是本发明提供的一种高压风水联动淤积尾砂液化系统的实施例2的结构示意图；

图4是本发明提供的一种高压风水联动淤积尾砂液化系统沿图3中的B-B线剖视示意图；

图5是本发明提供的一种高压风水联动淤积尾砂液化系统实施例3的结构示意图。

图中：1、第一控制阀；2、进水管；3、单向阀；4、喷射管；5、喷射装置；6、把手；7、第二单向阀；8、进风管；9、第二控制阀；10、空压机；11、水泵；

12、来复线状螺旋槽；13、管接头；14、喷头；15、分配器；16、喷嘴；17、膛线管；18、三通管。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

请同时参考图1至图5，下面将结合附图对本发明实施例的高压风水联动淤积尾砂液化系统作详细说明。

实施例1

如图1-图2所示，该高压风水联动淤积尾砂液化系统包括喷射管4，喷射管4连一端连接有三通管18，三通管18另一端接头分别连通有进水管2、进风管8，喷射管4的远离三通管18端固定有喷射装置5，进水管2另一端连接有与水泵11，进水管2与水泵11之间设有第一单向阀3进行连通，进风管8另一端连接有空压机10，进风管8与空压机10之间通设有第二单向阀7进行连通。

具体的，在水泵11与单向阀3之间的管路上还设有第一控制阀1，在空压机10与第二单向阀7之间的管路上还设有第二控制阀9。

通过第一控制阀1与第二单向阀7分别控制水泵11与空压机10处管路的水流或者气流。

进一步具体的，喷射管4上固定有把手6，便于工程作业。

其中的，喷射装置5包括喷头14，喷头内壁均布有来复线状螺旋槽12，来复线状螺旋槽12共设有三条，喷头14与喷射管4连通。

喷射装置是与喷射管4连通且内壁均匀布有三条来复线状螺旋槽12的喷头。为了避免水、气倒流，在连接进水管2与水泵11之间的管路上设有第一单向阀3，在连接进风管8与空压机10之间的管路上设有第二单向阀7。

实施例2

在基本结构与实施例1相同的基础上，如图3-图4所示，喷射装置5具体为下述结构：

喷射装置5包括膛线管17，膛线管17与喷射管4之间连接有管接头13，膛线管的内壁均布有来复线状的螺旋槽12，来复线状的螺旋槽12共设有三条。

实施例3

在基本结构与实施例1相同的基础上，如图5所示，喷射装置5具体为下述结构：

喷射装置5包括分配器15、喷嘴16，分配器15与喷射管4连通，喷嘴16连接在分配器15远离喷射管4端，呈射线状均布于分配器15外圆周表面。

本发明的工作原理是：使用时，将喷射装置5插入沉积的尾砂中，打开第一控制阀1，高压水流即可顶开第一单向阀3经喷射管4从喷射装置5中高速射流而出；尾砂在高压水流的搅动下逐渐液化，当达到流态时即可通过输送管道顺利实现放砂或用泵砂。

当液化尾砂浆浓度降低时，适当减小第一控制阀1的开度，并适当开启第二控制阀9，即可减小水量，从而避免尾砂继续下降。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种高压风水联动淤积尾砂液化系统，包括喷射管(4)；其特征在于：喷射管(4)连一端连接有三通管(18)，三通管(18)另一端接头分别连通有进水管(2)、进风管(8)，喷射管(4)的远离三通管(18)端固定有喷射装置(5)，进水管(2)另一端连接有与水泵(11)，进水管(2)与水泵(11)之间设有第一单向阀(3)进行连通，进风管(8)另一端连接有空压机(10)，进风管(8)与空压机(10)之间通设有第二单向阀(7)进行连通。

2.根据权利要求1所述的高压风水联动淤积尾砂液化系统，其特征在于：所述喷射装置(5)包括喷头(14)，喷头(14)内壁均布有来复线状螺旋槽(12)，来复线状螺旋槽(12)共设有三条，喷头(14)与喷射管(4)连通。

3.根据权利要求1所述的高压风水联动淤积尾砂液化系统，其特征在于：所述喷射装置(5)包括膛线管(17)，膛线管(17)与喷射管(4)之间连接有管接头(13)，膛线管(17)的内壁均布有来复线状的螺旋槽(12)，来复线状的螺旋槽(12)共设有三条。

4.根据权利要求1所述的高压风水联动淤积尾砂液化系统，其特征在于：所述喷射装置(5)包括分配器(15)、喷嘴(16)，分配器(15)与喷射管(4)连通，喷嘴(16)连接在分配器(15)远离喷射管(4)端，呈射线状均布于分配器(15)外圆周表面。

5.根据权利要求1中任意一项所述的高压风水联动淤积尾砂液化系统，其特征在于：在所述水泵(11)与所述第一单向阀(3)之间的管路上还设有第一控制阀(1)，在所述空压机(10)与所述第二单向阀(7)之间的管路上还设有第二控制阀(9)。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的高压风水联动淤积尾砂液化系统，其特征在于：所述喷射管(4)上固定有把手(6)。

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