专利名称：一种用于深立井全断面掘进机的出渣系统及方法
技术领域：
本发明涉及深立井工程施工技术领域，特别地，涉及一种用于深立井全断面掘进机的出渣系统及方法。
背景技术：
随着我国陕西、山西、内蒙、新疆等地区煤炭开采向深部发展，新建矿井半数以上采用立井开拓。目前，针对不同的地质情况，现有的立井施工工法有钻井法、注浆法、沉井法、冻结法、爆破法等，但施工效率普遍较慢。并且，随着深立井深度的逐渐增加，渣土的排放效率将会是制约该深立井全断面掘进机建井速度的关键因素。在钻井法泥浆出渣用的是压气反循环法，其余各方法都是用吊罐出渣。出渣效率都比较慢。
发明内容
本发明目的在于提供一种用于深立井全断面掘进机的出渣系统及方法，以解决随立井深度的增加排放渣土效率降低的技术问题。为实现上述目的，本发明提供了一种用于深立井全断面掘进机的出渣系统，包括排浆系统、泥浆分离站、进浆系统和渣土改良泵送系统；所述排浆系统包括排浆泵和排浆管，排浆管的下口伸入至刀盘底部的泥水舱内，排浆管的上口与泥水分离站的上部入口相连，排浆泵产生抽吸力，通过排浆管方便抽吸泥水舱内的泥浆，并传输至泥水分离站；所述泥水分离站的下部设有两个出口，一个出口与进浆系统相连，以输送浆液，另一个出口与渣土改良泵送系统相连，以输送渣土至渣土改良泵送系统；所述进浆系统包括进浆泵和进浆管，进浆管与泥水舱相连，将分离后的浆液返回至泥水舱；渣土改良泵送系统包括依次连接的渣土破碎改良搅拌设备、渣土输送泵和排渣管；渣土破碎改良搅拌设备的一端与泥浆分离站的出渣口相连，，以接收泥浆分离站分离出来的渣土 ；排渣管的出口端通向立井外。优选的，上述出渣系统还包括换管系统，所述换管系统包括备用排渣管、排渣管吊运小车、排渣管旋转接头；所述排渣管旋转接头一端与备用排渣管相适应，排渣管吊运小车的运行轨道的两端垂影之间的长度覆盖备用排渣管存放位置和排渣管旋转接头。优选的，上述出渣系统的所述换管系统还包括绞车机构；所述绞车机构吊起排渣
管以平衡排洛管自重。优选的，上述出渣系统的所述换管系统还包括溜渣管，所述溜渣管延长排渣管的出口端至地面。利用根据上述的出渣系统来实现的用于深立井全断面掘进机的出渣方法，包括步骤:A、刀盘切削下的渣土经浆液混合后，以泥浆的形式由排浆系统泵送至泥浆分离站；B、泥浆分离站把泥浆分离为浆液和渣土，分离后的浆液经进浆系统泵送至泥水舱；分离后的渣土送至渣土改良泵送系统中的渣土破碎改良搅拌设备；C、渣土破碎改良搅拌设备将渣土破碎改良搅拌均匀后，经渣土输送泵、排渣管排至地面。优选的，上述出渣方法还包括步骤:D、排渣管旋转接头和排渣管被拆开，绞车机构吊起排渣管旋转接头至一定高度；E、排渣管吊运小车取出备用排渣管，安装在排渣管和排渣管旋转接头之间。本发明具有以下有益效果:渣土排放效率高:通过排浆系统、进浆系统、泥浆分离站、渣土改良泵送系统和换管系统组成的出渣系统，可不受立井深度的影响，保证连续出渣，将渣土排放效率大为提高，从而加快深立井的建井速度。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:图1是本发明优选实施例的出渣系统结构示意图；其中，1、刀盘；2、排衆系统；3、进衆系统；4、潘土改良栗送系统；5、泥衆分尚站；6、换管系统；201、排浆管；202、排浆泵；301、进浆管；302、进浆泵；401、渣土破碎改良搅拌设备；402、渣土输送泵；403、排渣管；601、备用排渣管；602、排渣管吊运小车；603、排渣管旋转接头；604、绞车机构；605、溜渣管。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。参见图1，本发明公开了一种用于深立井全断面掘进机的出渣系统，包括排浆系统
2、泥浆分离站5、进浆系统3和渣土改良泵送系统4 ；所述排浆系统2由排浆泵202和排浆管201组成；排浆管201的下口深入至刀盘I底部的泥水舱内，排浆管201上口与泥水分离站5上部入口相连。排浆泵202产生抽吸力，通过排浆管201方便抽吸泥水舱内的泥浆，并传输至泥水分离站5。所述泥水分离站5将泥浆分离为浆液和渣土，下部设有两个出口，一个出口与进浆系统3相连，以输送浆液；另一个出口与渣土改良泵送系统4相连，以输送渣土至渣土改良泵送系统4。所述进浆系统3由进浆泵302和进浆管301组成，进浆管301与泥水舱相连，将分离后的浆液返回至泥水舱，维持地质平衡。
渣土改良泵送系统4包括依次连接的渣土破碎改良搅拌设备401、渣土输送泵402和排渣管403，渣土破碎改良搅拌设备401位于渣土输送泵402的上方，两者通过法兰相连接。渣土输送泵402出口与排渣管403通过法兰相连。渣土破碎改良搅拌设备401 —端与泥浆分离站5出渣口相连，以接收泥浆分离站分离出来的渣土，然后通过排渣管403的出口端将渣土排出至立井外。上述出渣系统还可以包括换管系统6，所述换管系统6位于立井井口处，与排渣管403相连；包括备用排渣管601、排渣管吊运小车602和排渣管旋转接头603 ;所述排渣管旋转接头603 —端与备用排渣管601相适应，排渣管吊运小车602的运行轨道的两端垂影之间的长度覆盖备用排渣管601存放位置和排渣管旋转接头603 ;以便排渣管吊运小车602可将备用排渣管601吊运至排渣管旋转接头603的位置。排渣管构旋转接头603可以由外圈(固定部分)、内圈(旋转部分)及放置在内、外圈之间的密封和轴承组成。内、外圈端部分别有连接法兰，可以与管路法兰相连接。旋转接头与排渣管、溜渣管之间也可以通过法兰连接。上述出渣系统还可以包括绞车机构604，用于吊起排渣管以平衡排渣管自重。上述出渣系统还可以包括溜渣管605，所述溜渣管605延长排渣管的出口端至地面，确保渣土排放的密闭性，减少对环境的污染。如图所示，刀盘I切削下的渣土经浆液混合后以泥浆的形式，由排浆系统2泵送至泥浆分离站5，通过分离站把泥浆分离为浆液和渣土，分离后的浆液经进浆系统3泵送至开挖面，再次参与携渣排放的循环。分离后的渣土经渣土破碎改良搅拌设备401破碎改良搅拌均匀后，经渣土输送泵402、排渣管403、排渣管旋转接头603、溜渣管605排至地面，安全、高效完成渣土排放。一种用于深立井全断面掘进机的出渣方法，包括步骤:A、刀盘I切削下的渣土经浆液混合后，以泥浆的形式由排浆系统2泵送至泥浆分离站5 ;B、泥浆分离站5把泥浆分离为浆液和渣土，分离后的浆液经进浆系统3泵送至泥水舱；分离后的渣土送至渣土改良泵送系统4中的渣土破碎改良搅拌设备401 ；C、渣土破碎改良搅拌设备401将渣土破碎改良搅拌均匀后，经渣土输送泵402、排渣管403排至地面。上述方法还可以包括步骤:D、排渣管旋转接头603和排渣管403被拆开，绞车机构604吊起排渣管旋转接头603至一定高度；E、排渣管吊运小车602取出备用排渣管601，安装在排渣管403和排渣管旋转接头603之间，从而快速完成排渣管403的延伸。随着立井掘进机的向下掘进，需要不断增长排渣管的长度以将渣土排放至地面。例如，排渣管长度为6m时，则每往下挖6m，就需要增长一次排渣管，以此类推。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于深立井全断面掘进机的出渣系统，其特征在于，包括排浆系统、泥浆分离站、进浆系统和渣土改良泵送系统； 所述排浆系统包括排浆泵和排浆管，排浆管的下口伸入至刀盘底部的泥水舱内，排浆管的上口与泥水分离站的上部入口相连，排浆泵产生抽吸力，通过排浆管方便抽吸泥水舱内的泥浆，并传输至泥水分离站； 所述泥水分离站的下部设有两个出口，一个出口与进浆系统相连，以输送浆液，另一个出口与渣土改良泵送系统相连，以输送渣土至渣土改良泵送系统； 所述进浆系统包括进浆泵和进浆管，进浆管与泥水舱相连，将分离后的浆液返回至泥水舱； 渣土改良泵送系统包括依次连接的渣土破碎改良搅拌设备、渣土输送泵和排渣管；渣土破碎改良搅拌设备的一端与泥浆分离站的出渣口相连，以接收泥浆分离站分离出来的渣土；排渣管的出口端通向立井外。
2.根据权利要求1所述的一种用于深立井全断面掘进机的出渣系统，其特征在于，还包括换管系统，所述换管系统包括备用排渣管、排渣管吊运小车、排渣管旋转接头； 所述排渣管旋转接头一端与备用排渣管相适应，排渣管吊运小车的运行轨道的两端垂影之间的长度覆盖备用排渣管存放位置和排渣管旋转接头。
3.根据权利要求2所述的一种用于深立井全断面掘进机的出渣系统，其特征在于，所述换管系统还包括绞车机构；所述绞车机构吊起排渣管以平衡排渣管自重。
4.根据权利要求2所述的一种用于深立井全断面掘进机的出渣系统，其特征在于，所述换管系统还包括溜渣管，所述溜渣管延长排渣管的出口端至地面。
5.利用根据权利要求1至4中任一项所述的出渣系统来实现的用于深立井全断面掘进机的出渣方法，其特征在于，包括步骤: A、刀盘切削下的渣土经浆液混合后，以泥浆的形式由排浆系统泵送至泥浆分离站； B、泥浆分离站把泥浆分离为浆液和渣土，分离后的浆液经进浆系统泵送至泥水舱；分离后的渣土送至渣土改良泵送系统中的渣土破碎改良搅拌设备； C、渣土破碎改良搅拌设备将渣土破碎改良搅拌均匀后，经渣土输送泵、排渣管排至地面。
6.根据权利要求5所述的一种用于深立井全断面掘进机的出渣方法，其特征在于，还包括步骤: D、排渣管旋转接头和排渣管被拆开，绞车机构吊起排渣管旋转接头至一定高度； E、排渣管吊运小车取出备用排渣管，安装在排渣管和排渣管旋转接头之间。
全文摘要
本发明提供了一种用于深立井全断面掘进机的出渣系统及方法，包括排浆系统、泥浆分离站、进浆系统和渣土改良泵送系统；排浆系统由排浆泵和排浆管组成；排浆管的下口深入至刀盘底部的泥水舱内，排浆管上口与泥水分离站上部入口相连；泥水分离站下部设有两个出口，一个出口与进浆系统相连，另一个出口与渣土改良泵送系统相连；进浆系统由进浆泵和进浆管组成，进浆管与泥水舱相连；渣土改良泵送系统包括依次连接的渣土破碎改良搅拌设备、渣土输送泵和排渣管，渣土破碎改良搅拌设备一端与泥浆分离站出渣口相连，排渣管出口端通向立井外。本发明设备可不受立井深度的影响，保证连续出渣，将渣土排放效率大为提高，从而加快深立井的建井速度。
文档编号E21D7/00GK103195431SQ20131011008
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月29日 优先权日2013年3月29日
发明者刘飞香, 程永亮, 郑大桥, 姚满, 唐跃志 申请人:中国铁建重工集团有限公司