CN114877255A - 一种延长充填管寿命的装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种延长充填管寿命的装置及其使用方法,解决了在矿井充填作业时,充填管出现磨穿、蚀穿等现象较为频繁,影响井下采矿作业效率的问题。本发明包括设在水平巷道内的充填弯管和水平段充填管,充填弯管和水平段充填管之间设有降速管;降速管从前向依次包括前管段、中管段和后管段,前管段的前端与充填弯管的出口连接,后管段的后端与水平段充填管的入口连接;前管段、中管段和后管段的内孔均为两端大、中间小的变径孔结构,且前管段和后管段的内孔的大小和结构均相同,中管段的最小内径小于前管段的最小内径;水平段充填管的入口处顶部设有相连通的放气支管,放气支管上设有单向阀。
Description
技术领域
本发明涉及采矿作业技术领域,特别是指一种延长充填管寿命的装置及其使用方法。
背景技术
井下充填法采矿,需要在地表建设充填站,在尾矿浆中混入胶结材料后,通过管道输送到地下采空区进行采矿后充填,八台矿充填管从地表通过竖井送到-200米后拐入300米长的平巷内水平延伸后通过下山巷道和竖井向下面采空区(-300水平,-400水平等)进行充填,充填管在使用过程中经常出现磨穿、蚀穿等现象,造成维修、换管频繁,停产时间较长,而且如果发现不及时会造成跑浆封堵巷道进而长时间停产。
在分析充填管出现磨穿、蚀穿等现象的原因后发现:充填管向井下输送尾矿浆的过程中,尾矿浆的流速会越来越快,充填管内经常出现空腔,导致充填管的磨损和(矿浆中析出空气)气蚀损坏严重,频繁时充填管每周就会穿孔1-2次,造成了充填作业的不稳定,进而影响井下采矿作业的效率。
发明内容
为了解决背景技术中所存在的在矿井充填作业时,充填管出现磨穿、蚀穿等现象较为频繁,影响井下采矿作业效率的问题,本发明提出了一种延长充填管寿命的装置及其使用方法。
本发明的技术方案是:一种延长充填管寿命的装置,包括设在水平巷道内的充填弯管和水平段充填管,充填弯管的入口用于与竖井内的竖直段充填管的出口连接,充填弯管和水平段充填管之间设有降速管;
降速管从前向依次包括前管段、中管段和后管段,前管段的前端与充填弯管的出口连接,后管段的后端与水平段充填管的入口连接;
前管段、中管段和后管段的内孔均为两端大、中间小的变径孔结构,且前管段和后管段的内孔的大小和结构均相同,中管段的最小内径小于前管段的最小内径;
前管段的前端口的最大内径小于充填弯管的内径,后管段的后端口的最大内径等于前管段的前端口的最大内径,充填弯管的内径与水平段充填管的内径相等;
水平段充填管的入口处设有相连通的放气支管,放气支管为竖管结构,放气支管与水平段充填管的连接处位于水平段充填管的顶部,放气支管上设有单向阀。
优选的,降速管的内孔壁均为粗糙壁面。
优选的,前管段和后管段为第一降速管,中管段为第二降速管,第一降速管与第二降速管为相互独立的可拆连接管节结构。
优选的,第一降速管包括第一外套管和两个第一降速变径管;
第一降速变径管为一端小、另一端大的圆台状的管道结构;
第一外套管为前后通透的直管结构,第一外套管的内径等于水平段充填管的内径,且第一外套管的内径与第一降速变径管的最大外径相等,第一外套管的长度等于第一降速变径管的长度的两倍;
两个第一降速变径管的小管口同时插设在第一外套管内,且两个第一降速变径管的小管口在第一外套管内相互抵靠连接;
第一降速变径管的大管口与一个环板状的法兰板固定连接,法兰板的内径等于第一降速变径管的大管口的内径,第一降速变径管上的法兰板抵靠在第一外套管的管口处。
优选的,第二降速管包括第二外套管和两个第二降速变径管;
第二降速变径管为一端小、另一端大的圆台状的管道结构;
第二外套管为前后通透的直管结构,第二外套管的内径等于水平段充填管的内径,且第二外套管的内径与第二降速变径管的最大外径相等,第二外套管的长度等于第二降速变径管的长度的两倍;
两个第二降速变径管的小管口同时插设在第二外套管内,且两个第二降速变径管的小管口在第二外套管内相互抵靠连接;
第二降速变径管的大管口与一个法兰板固定连接,第二降速变径管上的法兰板抵靠在第二外套管的管口处。
优选的,第一降速变径管的外壁与第一外套管的内壁之间、第二降速变径管和第二外套管的内壁之间均填充有填充材料,填充材料用于对第一外套管内的第一降速变径管、第二外套管内的第二降速变径管进行支撑,且第一外套管内的填充材料用以与第一降速变径管固定连接,第二外套管内的填充材料用以与第二降速变径管固定连接。
优选的,第一降速变径管和第二降速变径管为旋流器沉沙嘴;或第一降速变径管和第二降速变径管为采用耐磨材料铸造制作而成的缓冲耐磨管,缓冲耐磨管的内壁采用喷砂处理以形成粗糙壁面。
一种延长充填管寿命的装置的使用方法,包括以下步骤:S1~预制两个第一外套管、一个第二外套管、四个第一降速变径管、两个第二降速变径管,且在第一降速变径管和第二降速变径管的大管口处均焊接一个法兰板;
S2~在安装竖井内的竖直段充填管的下端与竖井下方的水平巷道内的充填弯管连接后,在水平巷道内分别将两个第一降速变径管的小管口一端装入一个第一外套管内形成两个第一降速管,将两个第二降速变径管的小管口一端装入第二外套管内形成第二降速管;
S3~以充填弯管-第一降速管-第二降速管-第一降速管-水平段充填管的从前向后的顺序,将相邻的法兰板通过螺栓连接固定;
S4~在第一外套管、第二外套管的管壁顶部开孔,然后通过开孔处分别向第一外套管、第二外套管内灌装液态的填充材料,直至填充材料从开孔处溢出,以将第一降速变径管的外壁与第一外套管的内壁之间、第二降速变径管和第二外套管的内壁之间的间隙填充满,对第一外套管、第二外套管外壁上的填充材料进行清理,等待填充材料自然凝固,以固定第一降速变径管、第二降速变径管;
S5~在水平段充填管距离其入口150mm处的管壁顶部打孔,并在打孔处焊接竖直向上延伸的放气支管,在放气支管上安装单向阀;
S6~在进行停机维护时,拆下第一降速管、第二降速管,并对第一降速管、第二降速管的内部进行清理维护,或对第一降速管、第二降速管进行更换。
S7~使用后,将第一降速管、第二降速管拆下并维护后进行保存,以待下次使用。
本发明的优点:(1)本发明通过在充填弯管和水平段充填管之间加装内部三次变径的降速管,配合加装在水平段充填管的入口的放气支管,完成减缓流速、排出空气的目的,使管道穿孔换管周期延长6倍以上,由以前每周穿孔一次延长到一个半月穿孔一次,管道也由一年的更换周期延长到6年。
(2)在放气支管的顶部设置单向阀,在完成排气的同时,也避免了尾矿浆意外从放气支管溢流出去的问题。
(3)本发明中的降速管的内部采用三次变径结构,特别是将前管段和后管段的内孔的大小和结构设计为相同,将中管段的最小内径设计为小于前管段的最小内径,使得这样设计的目的是因为,第一次收缩时,由于从竖直段充填管内流入的尾矿浆的流速过快,若一次收缩到位,则会导致收缩口径处的压力过大,流速过快,进而导致收缩口径处磨损过快,因此本发明采用两级收缩,以降低前管段和中管段的在最小收缩口处的磨损速度。
而在中管段的后方再次加设后管段,后管段是配合水平段充填管,对从中管段排出的尾矿浆的流速进行逐级降级,以使尾矿浆到达水平段充填管的前端口处的流速快速将下来,进而使得空气能够从靠近水平段充填管的前端口处的饭放气支管顶部的单向阀排出,避免尾矿浆直接从中管段的后端排出时,由于降速管长过段,导致尾矿浆冲入水平段充填管内的长度较长,距离放气支管过远,排气时间较长。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1的主体结构示意图;
图2为实施例1中输送尾矿浆时的初始液面的状态示意图(与水平段充填管和充填弯管直接对接时,尾矿浆在水平段充填管内的液面高度相同);
图3为实施例中输送尾矿浆时的动态平衡液面的状态示意图;
图中,1、充填弯管,2、第一降速变径管,3、第二降速变径管,4、法兰板,5、螺栓,6、填充材料,7、水平段充填管,8、放气支管,9、单向阀,10、尾矿浆,A1、初始液面,A2、动态平衡液面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:一种延长充填管寿命的装置,如图1所示,包括设在水平巷道内的充填弯管1和水平段充填管7,充填弯管1的入口用于与竖井内的竖直段充填管的出口连接,充填弯管1和水平段充填管7之间设有降速管。
为了增大降速管内表面的摩擦力,使尾矿浆10进过降速管后能够获得更多的沿程阻力损失,降低尾矿浆10的动能,本实施例中的降速管的内孔壁均为粗糙壁面。
降速管从前向依次包括前管段、中管段和后管段,前管段的前端与充填弯管1的出口连接,后管段的后端与水平段充填管7的入口连接。
前管段、中管段和后管段的内孔均为两端大、中间小的变径孔结构,且前管段和后管段的内孔的大小和结构均相同,中管段的最小内径小于前管段的最小内径。
为了便于维修更换管件,以及对前管段、中管段和后管段的内部进行维护清理,本实施例中的前管段和后管段为第一降速管,中管段为第二降速管,第一降速管与第二降速管为相互独立的可拆连接管节结构。
为了便于第一降速管的运输和拼装,本实施例中,第一降速管包括第一外套管和两个第一降速变径管2。
第一降速变径管2为一端小、另一端大的圆台状的管道结构。
第一外套管为前后通透且与水平段充填管7等径(内外径均相等)的直管结构,且第一外套管的内径与第一降速变径管2的最大外径相等,第一外套管的长度等于第一降速变径管2的长度的两倍。
如图1所示,两个第一降速变径管2的小管口同时插设在第一外套管内,且两个第一降速变径管2的小管口在第一外套管内相互抵靠连接。
第一降速变径管2的大管口与一个环板状的法兰板4焊接连接,法兰板4的内径等于第一降速变径管2的大管口的内径,第一降速变径管2上的法兰板4抵靠在第一外套管的管口处。
为了便于第二降速管的运输和拼装,本实施例中,第二降速管包括第二外套管和两个第二降速变径管3。
第二降速变径管3为一端小、另一端大的圆台状的管道结构。
第二外套管为前后通透且与水平段充填管7等径(内外径均相等)的直管结构,且第二外套管的内径与第二降速变径管3的最大外径相等,第二外套管的长度等于第二降速变径管3的长度的两倍。
两个第二降速变径管3的小管口同时插设在第二外套管内,且两个第二降速变径管3的小管口在第二外套管内相互抵靠连接。
第二降速变径管3的大管口与一个法兰板4固定连接,第二降速变径管3上的法兰板4抵靠在第二外套管的管口处。
为了提高第一降速变径管2和第二降速变径管3在安装后的稳定性和密封性,如图1所示,本实施例在第一降速变径管2的外壁与第一外套管的内壁之间、第二降速变径管3和第二外套管的内壁之间均填充有填充材料6,填充材料6用于对第一外套管内的第一降速变径管2、第二外套管内的第二降速变径管3进行支撑,且第一外套管内的填充材料6用以与第一降速变径管2固定连接,第二外套管内的填充材料6用以与第二降速变径管3固定连接。
本实施例中的填充材料6采用的是环氧树脂。
前管段的前端口的最大内径小于充填弯管1的内径,后管段的后端口的最大内径等于前管段的前端口的最大内径,充填弯管1的内径与水平段充填管7的内径相等。
为了方便装配和更换,本实施例中的第一降速变径管2和第二降速变径管3采用的是市场上常见的一头小另一头大呈圆台管状的旋流器沉沙嘴。
水平段充填管7的入口处设有相连通的放气支管8,放气支管8为竖管结构,放气支管8与水平段充填管7的连接处位于水平段充填管7的顶部,放气支管8上设有单向阀9。在实际使用时,需注意单向阀9的底部要高于如图3所示的尾矿浆10在竖井内的竖直段充填管内处于动态平衡的液面高度A2,以防止尾矿浆从单向阀9处溢流出去。
一种延长充填管寿命的装置的使用方法,以-200m的水平巷道内133内径的充填管为例,本装置的使用步骤如下:
S1~从等径的充填管上接取三节管道,分别作为两个第一外套管和一个第二外套管,然后在市场上选取能够与充填管内径零配合的六个旋流器沉沙嘴,其中作为第一降速变径管2的四个旋流器沉沙嘴的最小内径为70mm,作为第二降速变径管3的另外两个旋流器沉沙嘴的最小内径为50mm。六个旋流器沉沙嘴的最大外径均为133mm。在第一降速变径管2和第二降速变径管3的大管口处均焊接环板结构的法兰板4。
S2~在安装竖井内的竖直段充填管的下端与竖井下方的水平巷道内的充填弯管1连接后,在水平巷道内分别将两个第一降速变径管2的70mm小管口一端装入一个第一外套管内形成两个第一降速管,将两个第二降速变径管3的50mm小管口一端装入第二外套管内形成第二降速管。
S3~以充填弯管1-第一降速管-第二降速管-第一降速管-水平段充填管7的从前向后的顺序,将相邻的法兰板4通过螺栓连接固定;
S4~在第一外套管、第二外套管的管壁顶部开孔,然后通过开孔处分别向第一外套管、第二外套管内灌装熔融态的环氧树脂作为填充材料6,直至填充材料6从开孔处溢出,以将第一降速变径管2的外壁与第一外套管的内壁之间、第二降速变径管3和第二外套管的内壁之间的间隙填充满,对第一外套管、第二外套管外壁上的填充材料6进行清理,等待填充材料6自然凝固,以使凝固后的填充材料6能够对第一降速变径管2、第二降速变径管3进行固定和支撑。
S5~在水平段充填管7距离其入口150mm处的管壁顶部打孔,并在打孔处焊接竖直向上延伸的放气支管8,在放气支管8上安装单向阀9,且使单向阀9的底部要高于如图3所示的尾矿浆10在竖井内的竖直段充填管内处于动态平衡的液面高度A2。
S6~在进行停机维护时,拆下第一降速管、第二降速管,并对第一降速管、第二降速管的内部进行清理维护,或对第一降速管、第二降速管进行更换。
S7~使用后,将第一降速管、第二降速管拆下并维护后进行保存,以待下次使用。
工作原理:如图2所示,尾矿浆10从竖井的上部向下流动时,由于重力加速度的影响,会导致在在靠近竖井底部区域时,尾矿浆10会形成带状的流体形状,使得竖井内的竖直段充填管的下部不能被尾矿浆10处填满,进而使得竖直段充填管的下部存有空气,在原来使用时本发明技术方案时,竖直段充填管-充填弯管1-水平段充填管7直接连接,未设计降速结构,导致进入水平段充填管7内的尾矿浆10无阻碍地直接快速向后流动,导致水平段充填管7内的上部区域始终存有空气,不能被填满,而且进入水平段充填管7内的流速过快,导致充填管遭到磨损和(矿浆中析出空气)气蚀损坏比较严重,频繁时充填管每周就会穿孔1-2次。
我方经过了多方案尝试,曾经把竖直段的充填管从上到下的内径逐步变小,如上部竖井直径133毫米管径,-200米水平以下变径为直径90毫米,再向下时逐步再次缩小直径,然而实际使用时效果不佳,尤其是在管径改变处还是频繁穿孔,也曾经在竖直段的充填管的底部(如-200米处)加装阀门控制流量,但时在使用时,阀门阀芯损坏更为频繁。
经过多次试验,我们发明了旋流器沉沙咀+单向阀排气技术成功用于充填管道,完成减缓流速、排出空气的目的,使管道穿孔换管周期延长6倍以上,由以前每周穿孔一次延长到一个半月穿孔一次,管道也由一年的更换周期延长到6年。
旋流器沉沙咀+单向阀排气技术实现减缓流速、排出空气的具体过程如下:如图2所示,在尾矿浆10刚开始从充填弯管1的水平段进入到前部的第一降速管内时,在第一降速管的70mm最小管口的收缩下,尾矿浆10填满第一降速管的70mm最小管口,多出的尾矿浆10在第一降速管的70mm最小管口的阻碍下,逐渐在充填弯管1内堆积。
在运行一段时间后,随着充填弯管1内堆积的液面高度的提高,在流体压强作用下(U型管内的流体左右立管内的液面高度在压强的作用下区域同一水平面的原理),水平段充填管7内的空气将逐步被向上挤到放气支管8内,然后从放气支管8顶部的单向阀排出,使水平段充填管7内部完全被尾矿浆10填满,解决气蚀问题。
当充填弯管1内堆积的液面高度达到某一液面时,此时充填弯管1内堆积的尾矿浆10的重力势能加上从竖直段充填管落下的尾矿浆10的冲击势能,使得从竖直段充填管内落入到充填弯管11内的尾矿浆10的流量与从降速管排入到水平段充填管7内的流量达到动态平衡,此时充填弯管1内堆积的尾矿浆10的液面高度不再发生变化,形成如图3所示的动态平衡。
由于竖直段充填管下部的尾矿浆10在流动时始终处于未满状态,而在达到动态平衡后,水平段充填管7内的尾矿浆10处于充满状态,在前管段、中管段、后管段的中间最小口径的限流作用下,再加上内表面粗糙所造成的沿程阻力损失,使得水平段充填管7内的尾矿浆10的流速得以降低,解决了水平段充填管7内的尾矿浆10流速过快所造成的充填管磨损过快的问题。
其中,前管段的最小收缩口径为70mm,中管段的最小收缩口径为50mm,中管段的最小收缩口径小于前管段的最小收缩口径,这样设计的目的是因为,第一次收缩时,由于从竖直段充填管内流入的尾矿浆10的流速过快,若一次收缩到位,则会导致收缩口径处的压力过大,流速过快,进而导致收缩口径处磨损过快,因此本发明采用两级收缩,以降低前管段和中管段的在最小收缩口处的磨损速度。
而在中管段的后方再次加设最小收缩口径为70mm的后管段,后管段是配合水平段充填管7,对从中管段排出的尾矿浆10的流速进行逐级降级,以使尾矿浆10到达水平段充填管7的前端口处的流速快速将下来,进而使得空气能够从靠近水平段充填管7的前端口处的饭放气支管8顶部的单向阀9排出,避免尾矿浆10直接从中管段的后端排出时,由于降速管长过段,导致尾矿浆10冲入水平段充填管7内的长度较长,距离放气支管8过远,排气时间较长的问题。
在达到动态平衡后,堆积在充填弯管1内的尾矿浆10,在实际使用时,还能够对从竖直段充填管内落入的尾矿浆10进行缓冲,避免了从竖直段充填管内落入的尾矿浆10直接对充填弯管1的底部形成具有较大动能的冲刷,导致充填弯管1的底部拐弯处磨损较快的问题,延长了充填弯管1的使用寿命。
实施例2:一种延长充填管寿命的装置,本实施例与实施例1的不同之处在于,本实施例中的第一降速变径管2和第二降速变径管3为采用耐磨材料铸造制作而成的缓冲耐磨管,缓冲耐磨管的内壁采用喷砂处理以形成粗糙壁面。其它结构和使用方法均与实施例1相同。
实施例3:一种延长充填管寿命的装置,本实施例与实施例1的不同之处在于,降速的前管段、中管段和后管段为一体成型结构。其它结构与实施例1相同。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不受上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (9)
1.一种延长充填管寿命的装置,其特征在于:包括设在水平巷道内的充填弯管(1)和水平段充填管(7),充填弯管(1)的入口用于与竖井内的竖直段充填管的出口连接,充填弯管(1)和水平段充填管(7)之间设有降速管;
降速管从前向依次包括前管段、中管段和后管段,前管段的前端与充填弯管(1)的出口连接,后管段的后端与水平段充填管(7)的入口连接;
前管段、中管段和后管段的内孔均为两端大、中间小的变径孔结构,且前管段和后管段的内孔的大小和结构均相同,中管段的最小内径小于前管段的最小内径;
前管段的前端口的最大内径小于充填弯管(1)的内径,后管段的后端口的最大内径等于前管段的前端口的最大内径,充填弯管(1)的内径与水平段充填管(7)的内径相等;
水平段充填管(7)的入口处设有相连通的放气支管(8),放气支管(8)为竖管结构,放气支管(8)与水平段充填管(7)的连接处位于水平段充填管(7)的顶部,放气支管(8)上设有单向阀(9)。
2.如权利要求1所述的一种延长充填管寿命的装置,其特征在于:降速管的内孔壁均为粗糙壁面。
3.如权利要求1或2所述的一种延长充填管寿命的装置,其特征在于:前管段和后管段为第一降速管,中管段为第二降速管,第一降速管与第二降速管为相互独立的可拆连接管节结构。
4.如权利要求3所述的一种延长充填管寿命的装置,其特征在于:第一降速管包括第一外套管和两个第一降速变径管(2);
第一降速变径管(2)为一端小、另一端大的圆台状的管道结构;
第一外套管为前后通透的直管结构,第一外套管的内径等于水平段充填管(7)的内径,且第一外套管的内径与第一降速变径管(2)的最大外径相等,第一外套管的长度等于第一降速变径管(2)的长度的两倍;
两个第一降速变径管(2)的小管口同时插设在第一外套管内,且两个第一降速变径管(2)的小管口在第一外套管内相互抵靠连接;
第一降速变径管(2)的大管口与一个环板状的法兰板(4)固定连接,法兰板(4)的内径等于第一降速变径管(2)的大管口的内径,第一降速变径管(2)上的法兰板(4)抵靠在第一外套管的管口处。
5.如权利要求4所述的一种延长充填管寿命的装置,其特征在于:第二降速管包括第二外套管和两个第二降速变径管(3);
第二降速变径管(3)为一端小、另一端大的圆台状的管道结构;
第二外套管为前后通透的直管结构,第二外套管的内径等于水平段充填管(7)的内径,且第二外套管的内径与第二降速变径管(3)的最大外径相等,第二外套管的长度等于第二降速变径管(3)的长度的两倍;
两个第二降速变径管(3)的小管口同时插设在第二外套管内,且两个第二降速变径管(3)的小管口在第二外套管内相互抵靠连接;
第二降速变径管(3)的大管口与一个法兰板(4)固定连接,第二降速变径管(3)上的法兰板(4)抵靠在第二外套管的管口处。
6.如权利要求5所述的一种延长充填管寿命的装置,其特征在于:第一降速变径管(2)的外壁与第一外套管的内壁之间、第二降速变径管(3)和第二外套管的内壁之间均填充有填充材料(6),填充材料(6)用于对第一外套管内的第一降速变径管(2)、第二外套管内的第二降速变径管(3)进行支撑,且第一外套管内的填充材料(6)用以与第一降速变径管(2)固定连接,第二外套管内的填充材料(6)用以与第二降速变径管(3)固定连接。
7.如权利要求6所述的一种延长充填管寿命的装置,其特征在于:第一降速变径管(2)和第二降速变径管(3)为旋流器沉沙嘴;或第一降速变径管(2)和第二降速变径管(3)为采用耐磨材料铸造制作而成的缓冲耐磨管,缓冲耐磨管的内壁采用喷砂处理以形成粗糙壁面。
8.如权利要求6或7所述的一种延长充填管寿命的装置的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:S1~预制两个第一外套管、一个第二外套管、四个第一降速变径管(2)、两个第二降速变径管(3),且在第一降速变径管(2)和第二降速变径管(3)的大管口处均焊接一个法兰板(4);
S2~在安装竖井内的竖直段充填管的下端与竖井下方的水平巷道内的充填弯管(1)连接后,在水平巷道内分别将两个第一降速变径管(2)的小管口一端装入一个第一外套管内形成两个第一降速管,将两个第二降速变径管(3)的小管口一端装入第二外套管内形成第二降速管;
S3~以充填弯管(1)-第一降速管-第二降速管-第一降速管-水平段充填管(7)的从前向后的顺序,将相邻的法兰板(4)通过螺栓连接固定;
S4~在第一外套管、第二外套管的管壁顶部开孔,然后通过开孔处分别向第一外套管、第二外套管内灌装液态的填充材料(6),直至填充材料(6)从开孔处溢出,以将第一降速变径管(2)的外壁与第一外套管的内壁之间、第二降速变径管(3)和第二外套管的内壁之间的间隙填充满,对第一外套管、第二外套管外壁上的填充材料(6)进行清理,等待填充材料(6)自然凝固,以固定第一降速变径管(2)、第二降速变径管(3);
S5~在水平段充填管(7)距离其入口150mm处的管壁顶部打孔,并在打孔处焊接竖直向上延伸的放气支管(8),在放气支管(8)上安装单向阀(9);
S6~在进行停机维护时,拆下第一降速管、第二降速管,并对第一降速管、第二降速管的内部进行清理维护,或对第一降速管、第二降速管进行更换。
9.S7~使用后,将第一降速管、第二降速管拆下并维护后进行保存,以待下次使用。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB327778A (en) * | 1929-01-23 | 1930-04-17 | Karl Baumgartner | Process and apparatus for filling in disused workings of mines and the like |
CN203757281U (zh) * | 2014-03-21 | 2014-08-06 | 淄博矿业集团有限责任公司许厂煤矿 | 煤矿高压充填管路限流装置 |
CN205678343U (zh) * | 2016-06-06 | 2016-11-09 | 云南驰宏锌锗股份有限公司 | 一种料浆自流输送双重增阻减磨装置 |
CN209540222U (zh) * | 2019-01-25 | 2019-10-25 | 金川集团股份有限公司 | 一种填充料浆管 |
CN111981209A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-11-24 | 中冶北方(大连)工程技术有限公司 | 一种充填料浆低阻力自流管道输送系统 |
CN213575657U (zh) * | 2020-07-30 | 2021-06-29 | 徐州市华液机械厂 | 一种适用于煤矿膏体充填的泄浆阀 |
CN114076258A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-22 | 湘潭大学 | 一种物料浆体输送管道减速消能调节系统 |
-
2022
- 2022-05-20 CN CN202210548288.0A patent/CN114877255B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB327778A (en) * | 1929-01-23 | 1930-04-17 | Karl Baumgartner | Process and apparatus for filling in disused workings of mines and the like |
CN203757281U (zh) * | 2014-03-21 | 2014-08-06 | 淄博矿业集团有限责任公司许厂煤矿 | 煤矿高压充填管路限流装置 |
CN205678343U (zh) * | 2016-06-06 | 2016-11-09 | 云南驰宏锌锗股份有限公司 | 一种料浆自流输送双重增阻减磨装置 |
CN209540222U (zh) * | 2019-01-25 | 2019-10-25 | 金川集团股份有限公司 | 一种填充料浆管 |
CN213575657U (zh) * | 2020-07-30 | 2021-06-29 | 徐州市华液机械厂 | 一种适用于煤矿膏体充填的泄浆阀 |
CN111981209A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-11-24 | 中冶北方(大连)工程技术有限公司 | 一种充填料浆低阻力自流管道输送系统 |
CN114076258A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-22 | 湘潭大学 | 一种物料浆体输送管道减速消能调节系统 |
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