专利名称：一种矿山井下浆体充填设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对矿山井下采空区进行充填的设备，特别涉及到一种采用重力自流输送与气力输送两种方法相结合，将胶结性浆体充填到井下采空区的充填设备。
背景技术：
目前，矿山开采作业中，地下资源的开采不断破坏地下原有物质组成形态、地下水流场、原岩应力场等平衡，并形成地下采空区。当开采作业的过程未超出设定的控制范围时，其作业过程是安全的；当开采作业的过程失控，超出设定的控制范围时，将会发生诸如冒顶、突水、地表塌陷、泥石流或地表水涌入井下、大规模地压活动等矿山安全事故。这些安全事故的发生均与采空区的存在具有密切的联系，如果在开采作业中对采空区进行高质量的充填工作，上述安全事故即可得到有效的防控，因此，大多数矿山在矿石开采过程中随着回采工作面的推进，逐步用充填料充填采空区，保障矿石开采工作的顺利开展。矿山根据矿体形态变化复杂程度、矿体厚度、矿体生成角度、矿石围岩稳定情况和矿藏开采时所要求的损失率等情况，对充填要求不高的情况可以利用采矿过程中的废石、选厂尾砂、冶炼厂炉渣等直接充填采空区，对充填要求较高的情况需要采用胶结性浆体对采空区进行充填，例如采用水泥或水泥代用品与脱泥尾砂或沙石配制而成的混凝土充填采空区。采用胶结性浆体充填采空区的输送方法有重力自流输送、混凝土泵输送、电耙输送等方法。重力自流输送对混凝土浆体配比和砂石粒径的要求不高，但必须具备两个先决条件:1、混凝土流动性较好；2、充填系统有适当的充填倍线，否则，有些采空区达不到充填要求。混凝土泵输送对混凝土的配比和砂石粒径的要求比较严格，并且设备体投资积大、磨损严重、维护和保养困难。电耙输送工作简易，系统工作可靠，但需要将混凝土输送充填点，且输送距离短，劳动强度大。
发明内容
为了将胶结性浆体高效快速输送到充填区，本发明提供一种采用重力自流输送与气力输送两种方法相结合将胶结性浆体充填到井下采空区的充填设备。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:钟阀通过法兰盘安装在进料罐上用于控制混凝土浆体进入进料罐。钟阀的工作原理为:当安装在支架上的气缸在高压气作用下驱动活塞杆与钟形活塞向下运动，钟阀打开，浆体可以流入进料罐；当气缸在高压气作用下驱动活塞杆与钟形活塞向上运动至与密封圈位置时，钟阀关闭，阻止浆体流入进料罐。进料罐上下两端为半球体，中间为圆柱体的压力容器，进料罐上端设有进料口，通过法兰盘与钟阀联接，在进料罐上端半球上安装有进气阀和进气管用于控制高压气进入进料罐，在进料罐下端安装输送管道用于胶结性浆体的输送。该浆体充填设备的工作原理为:当充填点适合于重力自流输送充填时，钟阀打开，进气阀关闭，混凝土浆体通过钟阀料斗流入进料罐，浆体在本身重量的作用下通过输送管输送至充填区，实现混凝土浆体的重力自流输送。如果采空区水平距离较远，进入进料罐和输送管内的混凝土浆体不能自流，就不可能将混凝土浆体输送到充填点，当出现上述情况时应立即将钟阀关闭，切断混凝土浆体流入钟阀，然后打开进气阀，高压气体进入密闭的进料罐内，在高压气作用下将输送管道和进料罐内的混凝土浆体输送到充填点，实现混凝土衆体的气力输送。本发明是重力自流输送与气力输送两种方法相结合，具有设备简单、输送能力大、输送距离长、投资少、对混凝土的配比和砂石粒径的要求不高等优点。下面结合附图和实施例对发明专利进一步说明。
图1为本发明的原理结构示意图。图2为本发明钟阀结构示意图。
具体实施方案图1中，1、钟阀，2、进料罐，3、进气管，4、进气阀，5、输送管，13、泥浆，14、充填场。图1中，钟阀(I)通过法兰盘与进料罐(2)进料口相联接，进气阀⑷通过进气管
(3)安装在进料罐(2)上部，输送管(5)安装在进料罐(2)下端。图2中，6、气缸，7、活塞杆，8、支架，9、料斗，10、密封圈，11、钟形活塞，12阀座。在图2中，气缸(6)通过法兰与支架(8)联接，在高压气的作用下，气缸(6)通过活塞杆(7)驱动钟形活塞(11)做上下运动，用于开启和关闭钟阀(I);支架(8)安装在料斗(9)内，料斗(9)通过法兰与阀座组(12)相联接，并在两法兰中间放置密封圈(10)。
权利要求
1.一种矿山井下浆体充填设备，它由钟阀、进料罐、进气管、进气阀和输送管组成，其特征在于钟阀安装在进料罐上，用于控制混凝土浆体进入进料罐，在进料罐上端安装有进气阀和进气管，用于控制高压气进入进料罐，在进料罐下端安装输送管，用于浆体输送；当充填点适合于重力自流输送充填时，钟阀打开，进气阀关闭，混凝土浆体通过钟阀料斗流入进料罐，并通过输送管将混凝土浆体输送至充填区，实现浆体重力自流输送，如果不能自流输送时，关闭钟阀，打开进气阀，在高压气作用下将混凝土浆体输送到充填点，实现浆体气力输送。
2.根据权利要求1所述的矿山井下浆体充填设备，其特征在于进料罐上下两端为半球体，中间为圆柱体的压力容器，上端设有进料口与钟阀联接，右上端设有进气阀和进气管，下端安装输送管道。
3.根据权利要求1所述的矿山井下浆体充填设备，其特征在于钟阀由气动缸、活塞杆、支架、料斗、密封圈、钟形活塞和阀座组成，气动缸通过法兰与支架联接，在高压气的作用下，气动缸通过活塞杆驱动钟形活塞做上下运动，用于开启和关闭钟阀，支架安装在料斗内，料斗通过法兰与阀座组相联接，并在两法兰中间放置密封圈。
全文摘要
一种矿山井下浆体充填设备，它由钟阀、进料罐、进气管、进气阀和输送管组成。钟阀安装在进料罐上，用于控制混凝土浆体进入进料罐，在进料罐上端安装有进气阀，用于控制高压气进入进料罐，在进料罐下端安装输送管，用于浆体输送。当充填点适合于重力自流输送充填时，钟阀打开，进气阀关闭，混凝土浆体通过钟阀料斗流入进料罐，浆体在本身重力作用下通过输送管输送至充填区，实现浆体重力自流输送。如果不能自流输送时，关闭钟阀，打开进气阀，在高压气作用下将混凝土浆体输送到充填点，实现浆体气力输送。本发明将重力自流输送与气力输送相结合，具有设备简单、输送能力大、输送距离长、投资少、对混凝土的配比和砂石粒径的要求不高等优点。
文档编号E21F15/00GK103174456SQ201210393970
公开日2013年6月26日 申请日期2012年10月17日 优先权日2012年10月17日
发明者徐海良, 李峰, 刘大帅, 陈奇 申请人:中南大学