专利名称：利用胶体泥浆法防治煤炭自燃的自动定量加料技术及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种防灭火技术，主要适用于煤矿井下采用胶体泥浆防灭火时，向注浆防灭火管道中添加促凝剂。
背景技术：
煤炭自燃是矿井主要灾害之一，凝胶和胶体泥浆防灭火技术是防治煤炭自燃的主要技术。
凝胶就是硅胶，是一种高水胶体，它由基料A(水玻璃)水溶液和促凝剂B水溶液按一定比例配制混合，在一定的时间内，凝固成胶体，堵漏风，并吸热降温，应用于煤矿井下，可有效防治煤炭自然发火。胶体泥浆就是凝胶与黄泥浆的混合物。其特点是胶体泥浆，除具有凝胶的全部性能优点外，还具有成胶体积大，胶体强度高，用料省等经济实用的特点，能有效地防治大面积采空区煤炭自燃。这种防灭火技术要求黄泥浆和基料A(水玻璃)促凝剂B水溶液必须按一定比例配比混合，方能达到预期防灭火效果。
往井下压注胶体泥浆应用最广泛的技术是静压注浆井下添加促凝剂方法，即在地面制浆池中将水玻璃按比例均匀混合，然后通过管道送到井下；在井下用注胶泵定量添加促凝剂到注浆管道中，然后注入注浆地点，进行防灭火。
这种传统的添加方法存在以下不足(1)使用煤矿井下防爆电动注胶泵，需要电源，增加了设备投资费用；(2)注胶泵工作时，运转部件多，故障因此也多，增加了维护工作量；(3)设备需有专人操作，设备运行需要耗电，增加了相关费用；(4)注胶泵的流量不能自动根据管内主剂的流量自动调节，容易影响成胶时间和胶体质量，同时还会造成浆料流失，影响防灭火效果。
发明内容
本发明的目的是利用井下注浆管道中料液的压力，采用文丘里效应原理，提供一种能自动向管道中定量加入注胶促凝剂技术及设备，以克服现有技术的不足。
本发明的技术方案如下一种利用胶体泥浆法防治煤炭自燃的自动定量加料技术，它包括在地面制浆站将水、黄泥和水玻璃按比例混合成浆后，通过注浆管道将浆液送到井下注浆地点，其特征是采用两级射流泵即第1级射流泵和第2级射流泵串联接入需注胶体泥的管道中，联合提高背压恢复值，在第一级射流泵上引出一根吸料管，利用射流泵内的涡流形成的负压将促凝剂通过吸料泵吸入泵体内加到浆液中，然后通过二级射流泵和管道送到注浆点注浆，第一级射流泵在汽蚀处态下工作，保持吸入的料液恒定。
一种专用于上述方法的自动定量加料装置，由泵体、相串联的第一级射流泵和第二级射流泵、过滤器及吸料胶管组成，吸料胶管装在第一级射流泵上并和射流泵内腔连通，第一级射流泵的前端通过管道及过滤器与泵体连通，在吸料管上装有控制料液吸入量的吸料控制阀和逆止阀。当一级射流泵(4)的流量比为0.3时，一级射流泵(3)的截面积比为1∶1.68，二级射流泵的面积比为1.62，此时装置效率最高。
其积极效果是注胶自动添加装置为本质安全型具有(1)结构简单，体积小、重量轻，安装操作方便；(2)没有运动部件，故障少，易维修。
(3)料液(促凝剂)的吸入量能够随管道中的流量自动调节，可保证料液的成胶时间和胶体的质量等特点。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明注浆系统示意图；图2自动定量加料装置结构示意图。
图中1泵体，2.过滤器，3.第二级射流泵，4.第一级射流泵，5.吸料控制阀，6.逆止阀，7.吸料胶管，8.进口总阀，9.地面注浆站，10.注浆管道，11.泄压阀，12.放浆阀，13.篦子，14.料桶。
具体实施例方式
参照图1，本发明包括在地面注浆站(9)将水、黄泥、水玻璃按比例混合成浆后，经过滤器(2)将其过滤后经注浆管道(10)将浆液送到井下注浆地点，由于输送浆液的注浆管道内压力和流量都较大，而所需促凝剂溶液的流量较小，一般情况下仅为注浆液流量的2-4％，若采用单级射流泵与注浆压力管道直接串联的工作方式，则压力管道压降过大，背压恢复较小，造成装置效率偏低。故本发明采用两级射流泵，即将第一级射流泵(4)和第二级射流泵(3)串联接入注浆泵管道中来提高背压恢复值；在第一级射流泵(4)上引出一根吸料胶管(7)，利用射流泵内的涡流形成的负压将促凝剂溶液通过吸料胶管(7)吸入泵体内加到注浆液中，然后通过二级泵(3)及管道将浆液注到应注浆的位置。根据射流泵的特点几何尺寸一定的射流泵，在汽蚀状态下，吸入的流量比恒定，与工作压力及工作流量无关，故采取第一级射流泵(4)在汽蚀状态下工作，则保持吸入料液恒定，料液配比基本不变，从而实现自动定量加促凝剂料液。
参照图2，自动定量加料装置由泵体(1)、相串联的第一级射流泵(4)和第二级射流泵(3)、过滤器(2)及吸料胶管(7)组成，吸料胶管(7)装在第一级射流泵(4)上并和射流泵(4)内腔连通，第一级射流泵(4)的前端通过管道及过滤器(2)与泵体(1)连通。在吸料管上装有控制料液吸入量的吸料控制阀(5)和逆止阀(6)。当一级射流泵(4)的流量比为0.3时，一级射流泵(3)的截面积比为1∶1.68，二级射流泵的面积比为1.62，此时装置效率最高。在本实施例中，过滤器(2)与泵体(1)之间采用三通连接；过滤器(2)与第一级射流泵(4)之间采用4′高压软管连接；第一级射流泵(4)与第二级射流泵(3)之间采用6′镀锌铁管通过三通连接；吸料控制阀(5)为6′普通球阀；逆止阀通径为φ20mm，吸料胶管为普通1″胶管，长度不超过4m。整个泵体与注浆管路按箭头所示方向采用快速卡兰连接。
注浆时，将图2所示装置装入图1所示注浆管路中，为检查成胶质量，在出浆管道上安装有放浆阀(12)，工作过程是在地面将水、黄泥和水玻璃按比例混合经篦子(13)过滤后通过管道送到井下，然后打开自动加料装置的进口总阀(8)和吸料控制阀(5)，此时加料装置开始自动抽吸料桶(14)中的料液。调节吸料控制阀(5)的开度，可调节吸料量。胶体质量和成胶时间可通过放浆阀放液检查。通过调节进口总阀(8)来控制注浆流量。为防自动加料装置堵塞崩管，在注浆管道上还装置有旁路卸压支管及泄压阀(11)。
权利要求
1.一种利用胶体泥浆法防治煤炭自燃的自动定量加料技术，它包括在地面制浆站(9)将水、黄泥和水玻璃按比例混合成浆后，通过注浆管道(10)将浆液送到井下注浆地点，其特征是采用两级射流泵即第1级射流泵和第2级射流泵串联接入注浆管道中，联合提高背压恢复值，在第一级射流泵(4)上引出一根吸料胶管(7)，利用射流泵内的涡流形成的负压将促凝剂通过吸料胶管(7)吸入泵体内加到浆液中，然后通过二级射流泵和管道送到注浆点注浆。
2.根据权利要求1所述的利用胶体泥浆法防治煤炭自燃的自动定量加料技术，其特征是第一级射流泵在汽蚀处态下工作，保持吸入的料液恒定。
3.一种专用于权利要求1所述技术的自动定量加料装置，其特征是由泵体(1)、相串联的第一级射流泵(4)和第二级射流泵(3)、过滤器(2)及吸料胶管(7)组成，吸料胶管(7)装在第一级射流泵(4)上并和射流泵(4)内腔连通，第一级射流泵(4)的前端通过管道及过滤器(2)与泵体(1)连通，在吸料管上装有控制料液吸入量的吸料控制阀(5)和逆止阀(6)。
4.根据权利要求3所述的自动定量加料装置，其特征是当一级射流泵(4)的流量比为0.3时，一级射流泵(3)的截面积比为1∶1.68，二级射流泵的面积比为1.62，此时装置效率最高。
全文摘要
本发明公开了一种用胶体泥浆法防治煤炭自燃的自动定量加料技术及装置。它是在地面制浆站将水、黄泥、水玻璃按比例混合后通过管道送到井下注浆点，然后采用两级射流泵串联接入注浆管路中，在第一级射流泵上接入一根吸料小管，利用射流泵内的负压，将促凝剂通过吸料小管吸入泵体内加到浆液中，再通过二级射流泵将混合浆液送到注浆地点，通过调正吸料小管开度的大小调节吸入量。具有结构简单、操作方便、节约能源的优点。
文档编号E21F5/00GK1525044SQ0315296
公开日2004年9月1日 申请日期2003年9月3日 优先权日2003年9月3日
发明者冯学武, 曹大成, 吴吉南, 张景松, 刘庆宁 申请人:上海大屯能源股份有限公司