RU2788051C1 - Способ самотечной трубопроводной доставки твердеющей смеси в подземные горные выработки - Google Patents
Способ самотечной трубопроводной доставки твердеющей смеси в подземные горные выработки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788051C1 RU2788051C1 RU2021119313A RU2021119313A RU2788051C1 RU 2788051 C1 RU2788051 C1 RU 2788051C1 RU 2021119313 A RU2021119313 A RU 2021119313A RU 2021119313 A RU2021119313 A RU 2021119313A RU 2788051 C1 RU2788051 C1 RU 2788051C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- pipeline
- mines
- laying
- hardening
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000011068 load Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000003245 working Effects 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 230000002706 hydrostatic Effects 0.000 description 2
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для трубопроводного транспорта литых твердеющих смесей для закладки в горные выработки при подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Технический результат заключается в снижении динамической вязкости смеси в начале горизонтального участка, сохраняющейся на всем протяжении самотечной доставки смеси до удаленных очистных выработок на флангах рудных залежей и достижения равномерности ее укладки в горные выработки без избыточного увлажнения. Способ самотечной трубопроводной доставки твердеющей смеси в подземные горные выработки включает загрузку смеси в пункте ее приготовления на поверхности, транспортирование смеси по трубопроводной магистрали, содержащей вертикальный и горизонтальный участки. В процессе транспортирования с помощью установленного в начале горизонтального участка жидкостно-струйного насоса-смесителя вводят в состав исходной смеси воздух в количестве до 10% от массы исходной смеси с обеспечением в камере смешения режима кавитации, дробления, измельчения и турбулентного перемешивания транспортируемой смеси. 2 ил.
Description
Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для самотечного трубопроводного транспорта литых твердеющих смесей при закладке в горные выработки в условиях подземной разработки месторождений полезных ископаемых.
Известный способ самотечного транспорта литой твердеющей смеси под действием только гидростатического давления ее столба в вертикальной скважине прост в реализации и получил широкое распространение («Закладочные работы в шахтах»: Справочник под ред. Д.М. Бронникова, М.Н. Цигалова. - М: Недра, 1989. - С. 273-282).
Ограничивает его применение недостаточный радиус доставки и невозможность применения для транспортирования закладочных смесей по трубопроводам большой протяженности до очистных выработок на флангах рудных залежей в связи с расширением фронта ведения горных работ, несмотря на наличие вертикальных скважин большой высоты.
При скорости смеси с большой вязкостью в пределах 0,5 м/с, не исключается риск заиливания и возникновение аварийных ситуаций, связанных с зарастанием горизонтальных трубопроводов. Для повышения транспортабельности нередко в смеси добавляют воды больше, чем нужно для гидратации вяжущего, что отрицательно сказывается на прочности массива.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является известный способ трубопроводной доставки твердеющей смеси в подземные горные выработки, включающий загрузку смеси в пункте ее приготовления на поверхности, транспортирование смеси по трубопроводной магистрали, содержащей вертикальный и горизонтальный участки, восстановление реологических характеристик смеси в процессе транспортирования механическими устройствами в виде бесприводных гидродинамических генераторов или гидродинамических активаторов напорного действия, и выгрузку смеси у мест закладки горных выработок (Разработка комплексов приготовления и транспорта твердеющих смесей для закладки горных выработок: монография / А.Н. Анушенков; ГОУ ВПО «Гос. ун-т цвет. Металлов и золота». - Красноярск, 2006. С. 88-100).
Недостаток способа, принятого за прототип, заключается в том, что механические устройства устанавливаются на конечном участке горизонтального трубопровода, где скорость смеси падает до критического значения и создаваемый ими импульс увеличения напора и скорости носит кратковременный и локальный характер. Состав смеси не изменяется и динамическая вязкость ее не превышает уровень исходных показателей.
Техническая задача заключается в изменении состава смеси, обладающего пониженной динамической вязкостью в начале горизонтального участка и сохраняющейся на всем протяжении самотечной доставки смеси до удаленных очистных выработок на флангах рудных залежей и обеспечивающей равномерность ее укладки в горные выработки без избыточного увлажнения.
Техническая задача решается за счет того, что в способе самотечной трубопроводной доставки твердеющей смеси в подземные горные выработки, включающем загрузку смеси в пункте ее приготовления на поверхности, транспортирование смеси по трубопроводной магистрали, содержащей вертикальный и горизонтальный участки, воздействие на реологические характеристики смеси механическими устройствами в процессе транспортирования и выгрузку смеси у мест закладки горных выработок, согласно технического решения, в процессе транспортирования, с помощью установленного в начале горизонтального участка струйного насоса-смесителя, вовлекающего в поток исходной смеси воздух, что создает условие для образования кавитации с выделением и схлопыванием пузырьков растворенного в смеси воздуха и пара с понижением и повышением давления в высокоскоростном ее потоке и турбулентно смешивания вовлеченного воздуха с активным потоком исходной смеси.
Сущность технического решения иллюстрируется примером конкретного исполнения и чертежами, где на фиг. 1 и фиг. 2 приведены соответственно вариант технологической схемы предлагаемого способа самотечного транспортирования аэрированных смесей в горные выработки.
Трубопроводная магистраль содержит вертикальный 1 и горизонтальный 2 участки. В горизонтальном участке 2 установлен струйный насос-смеситель 3 (Фиг. 1, 2), содержащий сопло 4, приемную камеру 5 с патрубком ввода воздуха 8, камеру смешения 6 с диффузором 7.
Предлагаемый способ реализуют с помощью предлагаемого струйного насоса - смесителя следующим образом:
Приготовленную смесь загружают в вертикальный участок 1 (Фиг. 1). Под действием гидростатического давления смеси высотой «Н» она поступает в струйный насос-смеситель 3 через сопло 4 (фиг. 2). Выходящая из сопла высокоскоростная струя смеси увлекает за собой из приемной камеры 5 воздух, подводимый в нее по патрубку 8. При этом давление на срезе сопла падает ниже давления насыщенных паров воды, что обеспечивает приток в камеру 5 воздуха, выделение из воды мельчайших пузырьков растворенного воздуха и пара. Благодаря кавитации в камере смешения 6 происходит обмен количеством движения между компонентами смеси, дробление, измельчение и турбулентное их смешивание с дополнительно вовлеченным в камеру 5 воздухом. Новый состав смеси, пройдя диффузор 7 и повысив в нем уровень потенциальной энергии за счет кинетической, транспортируется к месту выгрузки в горные выработки.
Вязкость воздуха примерно в 80, а плотность в 800 раз меньше соответственно вязкости и плотности воды. Поэтому, согласно расчетам, плотность смеси нового состава с добавкой, например, вовлеченного воздуха в количестве 10% от массы транспортируемой смеси, после обработки в насосе - смесителе уменьшает ее плотность на два порядка (в 100 раз), а вязкость в десять раз.
Верхний предел процентного содержания воздуха выбран, исходя из соображений разумной достаточности, - с одной стороны он обеспечивает значимое снижение динамической вязкости исходной смеси, а с другой -эффективное функционирование насоса - смесителя при возрастании относительного напора с минимальным коэффициентом эжекции.
Таким образом, в результате добавки в состав смеси воздуха, вовлеченного в процессы кавитации и турбулентного смешивания с помощью струйного насоса-смесителя, установленного в начале горизонтального участка, образуется качественно новый, гомогенный и стойкий к расслоению состав смеси, отличающийся от смеси исходного состава существенно более низкой динамической вязкостью на всем протяжении горизонтального участка трубопровода.
Так как предельная длина самотечного транспортирования по горизонтали находится в обратной зависимости от потерь напора в трубопроводе, которые в свою очередь напрямую зависят от вязкости смеси, предложенный способ самотечной трубопроводной доставки твердеющей смеси с оптимальным содержанием воды в подземные горные выработки с обработкой в струйном насосе-смесителе в режиме кавитации, вовлечением в поток смеси и турбулентным смешиванием дополнительного воздуха позволяет:
- получать гомогенизированные, аэрированные твердеющие смеси с пониженной вязкостью и повышенной стойкостью к расслоению, увеличить предельную длину самотечного транспортирования за счет значительного снижения динамической вязкости смеси на всем протяжении горизонтального трубопровода и обеспечить равномерность укладки в удаленные горные выработки без избыточного их увлажнения;
- повысить темп ведения закладочных работ за счет предотвращения заиливания трубопроводов и сокращения времени технологических перерывов на промывку и продувку заиленных участков, сократить расход воды на эти операции;
- сократить расход сжатого воздуха для удлинения плеча самотечной доставки твердеющих смесей к удаленным горным выработкам.
Claims (1)
- Способ самотечной трубопроводной доставки твердеющей смеси в подземные горные выработки, включающий загрузку смеси в пункте ее приготовления на поверхности, транспортирование смеси по трубопроводной магистрали, содержащей вертикальный и горизонтальный участки, и выгрузку смеси у мест закладки горных выработок, отличающийся тем, что в процессе транспортирования с помощью установленного в начале горизонтального участка жидкостно-струйного насоса-смесителя вводят в состав исходной смеси воздух в количестве до 10% от массы исходной смеси с обеспечением в камере смешения режима кавитации, дробления, измельчения и турбулентного перемешивания транспортируемой смеси.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2788051C1 true RU2788051C1 (ru) | 2023-01-16 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2828708C1 (ru) * | 2024-03-26 | 2024-10-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Сибирский федеральный университет | Способ трубопроводной доставки твердеющей смеси в подземные горные выработки |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3129090A1 (de) * | 1981-07-23 | 1983-03-03 | Ruhrkohle Ag, 4300 Essen | Verfahren zur hydromechanischen foerderung von fuellstoffen zum verfuellen von bergmaennischen hohlraeumen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| SU1104306A1 (ru) * | 1983-05-19 | 1984-07-23 | Казахский политехнический институт им.В.И.Ленина | Способ закладки выработанного пространства и устройство дл его осуществлени |
| SU1171078A1 (ru) * | 1983-02-21 | 1985-08-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам | Смеситель |
| SU1603033A1 (ru) * | 1987-04-03 | 1990-10-30 | Институт горного дела им.А.А.Скочинского | Пневмозакладочна установка дл твердеющих смесей |
| SU1710780A1 (ru) * | 1989-07-27 | 1992-02-07 | Горный Институт Кольского Филиала Им.С.М.Кирова Ан Ссср | Способ закладки выработанного пространства |
| RU2055218C1 (ru) * | 1992-08-10 | 1996-02-27 | Научно-исследовательский, проектный и конструкторский институт горного дела и металлургии цветных металлов | Способ разнопрочной закладки подземных выработок и устройство для его осуществления |
| RU2507370C1 (ru) * | 2012-08-27 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Струйный смеситель-эжектор |
| CN105781612A (zh) * | 2016-03-28 | 2016-07-20 | 北京中岩大地科技股份有限公司 | 矿井采空区的填筑方法与系统 |
| CN109290963A (zh) * | 2018-10-18 | 2019-02-01 | 安徽理工大学 | 一种基于引射机理超高压磨料射流发生装置 |
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3129090A1 (de) * | 1981-07-23 | 1983-03-03 | Ruhrkohle Ag, 4300 Essen | Verfahren zur hydromechanischen foerderung von fuellstoffen zum verfuellen von bergmaennischen hohlraeumen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| SU1171078A1 (ru) * | 1983-02-21 | 1985-08-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам | Смеситель |
| SU1104306A1 (ru) * | 1983-05-19 | 1984-07-23 | Казахский политехнический институт им.В.И.Ленина | Способ закладки выработанного пространства и устройство дл его осуществлени |
| SU1603033A1 (ru) * | 1987-04-03 | 1990-10-30 | Институт горного дела им.А.А.Скочинского | Пневмозакладочна установка дл твердеющих смесей |
| SU1710780A1 (ru) * | 1989-07-27 | 1992-02-07 | Горный Институт Кольского Филиала Им.С.М.Кирова Ан Ссср | Способ закладки выработанного пространства |
| RU2055218C1 (ru) * | 1992-08-10 | 1996-02-27 | Научно-исследовательский, проектный и конструкторский институт горного дела и металлургии цветных металлов | Способ разнопрочной закладки подземных выработок и устройство для его осуществления |
| RU2507370C1 (ru) * | 2012-08-27 | 2014-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Струйный смеситель-эжектор |
| CN105781612A (zh) * | 2016-03-28 | 2016-07-20 | 北京中岩大地科技股份有限公司 | 矿井采空区的填筑方法与系统 |
| CN109290963A (zh) * | 2018-10-18 | 2019-02-01 | 安徽理工大学 | 一种基于引射机理超高压磨料射流发生装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2828708C1 (ru) * | 2024-03-26 | 2024-10-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Сибирский федеральный университет | Способ трубопроводной доставки твердеющей смеси в подземные горные выработки |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6322293B1 (en) | Method for filling voids with aggregate material | |
| US4028009A (en) | Jet pump | |
| US20140000720A1 (en) | Apparatus and method of delivering a fluid using a non-mechanical eductor pump and lock hopper | |
| US20140151049A1 (en) | Apparatus and method of delivering a fluid using direct proppant injection | |
| UA85825C2 (ru) | Эмульсионное взрывчатое вещество с высокой вязкостью, способ его получения и способ и система его доставки | |
| RU2788051C1 (ru) | Способ самотечной трубопроводной доставки твердеющей смеси в подземные горные выработки | |
| JPH0479930B2 (ru) | ||
| US6322292B1 (en) | Backfilling underground voids | |
| US550244A (en) | Mining apparatus | |
| RU2828708C1 (ru) | Способ трубопроводной доставки твердеющей смеси в подземные горные выработки | |
| US4666347A (en) | Hydraulic conveying of solids | |
| CN116105075A (zh) | 一种交叉阵列式射流掺气泥浆输送装置 | |
| KR20140043425A (ko) | 고압펌프와 인력발생장치(引力發生裝置)와 와류발생장치(渦流發生裝置), 공기압축기 등을 이용한 준설장치와 준설토이송장치 및 그 방법 | |
| EP4232385A1 (en) | Double lock aggregate mixer, aggregate transport system, methods for operating the same | |
| PL226064B1 (pl) | Sposob i uklad do wspomagania przeplywu mediow, podczas plukania rurociagow podsadzkowych | |
| US3617094A (en) | Method and apparatus for handling material | |
| JP4913354B2 (ja) | 砂利の搬出装置および砂利の搬出方法 | |
| RU2184852C2 (ru) | Способ подъема полезного ископаемого из агрегата подводной добычи и устройство для его осуществления | |
| RU2077677C1 (ru) | Способ ресурсосберегающей технологии закладки выработанного пространства | |
| RU2477373C1 (ru) | Способ однопоточной бесступенчатой транспортировки породы и полезных ископаемых из шахты в период ее строительства и эксплуатации | |
| JPH05321465A (ja) | モルタルの輸送方法及びその装置 | |
| RU2007531C1 (ru) | Способ транспортирования гидросмеси земснарядом | |
| Volkov et al. | Investigation and Calculation of Pump-Ejector System Parameters at SWAG in Conditions of Megion Oil Field | |
| PL43237B1 (ru) | ||
| RU2605856C1 (ru) | Способ цементирования обсадной колонны |