一种消能减压装置及充填系统的制作方法

文档序号:15583621发布日期:2018-10-02 18:07阅读:386来源:国知局

本实用新型属于矿山井下充填领域,涉及一种消能减压装置及充填系统。



背景技术:

充填采矿既能有效处理井下采空区以控制岩石移动和变形,又能最大程度消耗选厂排出的尾砂固体废弃物,是实现绿色矿山建设和循环经济发展的先进技术。然而随着浅部资源的逐渐枯竭,深部开采已成趋势,矿山深部开采对充填系统的安全性和稳定性也提出了更高要求。深井充填面临着一系列问题,特别是由于地表与井下工作面高差大,充填倍线小,料浆流速快,高势能造成的管道压力大,最终导致管道快速磨损和频繁爆管,污染井下作业环境,危害作业人员安全,增加管道材料成本。因此,如何消除充填管道中料浆过高的能量,减小管道承受的压力,是解决以上问题的关键。现有的减压措施包括建设井下减压池、减压搅拌站、安装阻尼节流孔、孔状节流管等,虽然技术上可行,但现场应用甚少。究其原因,有些措施建设成本高,管理困难;有些措施使用材料磨损快,更换安装复杂。



技术实现要素:

基于现有技术的局限性,本实用新型提供一种消能减压装置及充填系统,以降低充填作业时充填系统内的压力大小,防止爆管。

为了解决上述技术问题,本实用新型的技术方案为:一种消能减压装置,包括第一管道,该第一管道上安装有第二管道,该第二管道的进料端、出料端沿第一管道中料浆流向依次与第一管道连通。

采用这样的结构设计,充填过程中,料浆流过第一管道与第二管道交汇处时,在第二管道进料端处,料浆过流横截面积增大,部分料浆进入第二管道,料浆流速减小,第一管道内压力减小,料浆在第二管道内流动,能量得到损耗,随后料浆从第二管道出料端汇入第一管道中,两股料浆流动方向不一致,料浆能量得到进一步损耗,从而降低充填系统内料浆压力,防止爆管。

进一步地,所述第二管道的进料端、出料端均通过一三通管与第一管道连通。

更进一步地,所述三通管可以根据现场管道材料选择30°、45°标准耐磨三通管,或者制作任意角度三通管,灵活简单。

进一步地,所述第二管道的内壁设有若干消能机构。

更进一步地,所述消能机构包括设置于第二管道内壁上的凸槽、凹槽、凸点和凹坑中的一种或多种。

进一步地,所述第一管道上安装有第一闸阀。优选地,第一闸阀安装于第一管道靠近料浆入口位置。

进一步地,所述第二管道上安装有第二闸阀。优选地,第二闸阀安装于靠近第二管道进料端的位置。

闸阀的设置,可用于控制料浆流向,以及第一管道清洗时换向排水。

进一步地,所述第二管道整体呈弧形或折线形。

进一步地,所示第二管道的数量为多根。进一步优选地,所述多根第二管道的进料端连接于第一管道的同一位置,多根第二管道的出料端连接于第一管道的同一位置。

进一步地,所述第二管道包括依次连通的第一管、第二管和第三管。三段管的长度均可根据实际需要进行增减调节,不同的长度组合可以实现不同程度的增阻减压效果。

进一步地,所述第一管道、三通管、第二管道之间的连接方式可以为焊接、法兰连接、卡箍快速连接等方式。

进一步地,第二管道与第一管道的断面尺寸规格相同,长度可根据实际需要进行调整。

第二管道的两端分别与第一管道连接,形成环形,用于料浆分流减压和增阻消能。

本实用新型的装置可以安装于接力垂直钻孔的转折水平巷道、斜井巷道、中段水平巷道处。

一种充填系统,包括依次连通的充填站、第一充填管道、第二充填管道,其特征在于,还包括如上所述的消能减压装置,消能减压装置的料浆入口与第一充填管道的出口连通,消能减压装置的料浆出口与第二充填管道的进口连通。

优选地,所述第一管道为直管,且水平设置。

进一步地,本实用新型中,第一管道可采用系统中原有的充填管道段,使用矿山原有材料,无需更换,简化安装工序,减少材料消耗。

本实用新型的消能减压装置能够实现有效的消能减压,有效防止爆管,从而保证充填系统的正常运行;而且组装简便,可就地取材,灵活性高。

附图说明

图1为本实用新型一种消能减压装置示意图。

图2为本实用新型一种消能系统的示意图。

图3是本实用新型的一种第二管道的截面结构示意图。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便,下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样,仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致,并不对结构起限定作用。

如图1所示,一种消能减压装置,包括第一管道1,该第一管道1上安装有第二管道5,该第二管道5的进料端、出料端沿第一管道中料浆流向依次与第一管道1连通。

其中,所述第二管道5的进料端、出料端均通过一三通管2与第一管道1连通。

如图3所示,所述第二管道5的内壁设有若干消能机构504,所述消能机构504包括设置于第二管道内壁上的凸槽,增大料浆在第二管道内的能量损耗,以进一步提升装置的消能效果。

所述第一管道1上安装有第一闸阀3。所述第二管道5上安装有第二闸阀4。

所述第二管道5整体呈折线形,所述第二管道5包括依次连通的第一管501、第二管502和第三管503。

所述三通管2可以根据现场管道材料选择30°、45°标准耐磨三通管,或者制作任意角度三通管,满足图1中料浆入口6处的料浆分流减压,以及图1中料浆出口7处的料浆增阻降速消能。

一种充填系统,包括依次连通的充填站10、第一充填管道8、第二充填管道9,还包括如上所述的消能减压装置,消能减压装置的料浆入口6与第一充填管道8的出口连通,消能减压装置的料浆出口7与第二充填管道9的进口连通。

所述第一管道1为直管,且水平设置。

作为本实用新型的一种方案,所述第一闸阀3和第二闸阀4分别安装在料浆入口6处的三通管道2上,同时打开第一闸阀3和第二闸阀4,则可实现料浆的消能减压;打开第二闸阀4,关闭第一闸阀3,则可对第二管道5进行增压水洗;关闭第二闸阀4,打开第一闸阀3,则可对充填直管1进行增压水洗。

上述一种用于充填系统的环形消能减压装置,所述第二管道5由三段充填管道组成,包括第一管1,长度为L1,第二管2,长度为L2,第三管,长度为L3,第二管道5的三段长度均可根据实际需要进行增减调节,不同的长度组合可以实现不同程度的增阻减压效果。

下面通过一实例对本实用新型作进一步说明。

如图2所示,充填系统位于地表标高+100m,井下充填作业面为-700m水平,高差达800m,若不采用该减压装置,充填水平的管道压力将超过14MPa,存在极大的爆管隐患,严重威胁人员安全。在+300m转折水平处安装本实用新型的消能减压装置,从而实现持续充填无爆管。

本环形消能减压装置在+300m水平现有巷道中可利用现有管道进行简单改装而得,便可对高势能料浆在所述料浆入口6处进行分流减压,通过第二管道5的沿程阻力造成能量损失,使料浆在料浆出口7处汇合时总体过流截面减小为原来的一半,相当于变径增阻降速,实现多重消能。

本环形消能减压装置不仅结构简单,安装方便,而且调节灵活,低成本、零能耗,有效解决了管道压力过高造成的爆管问题,从本质上提高了井下作业人员安全性和充填系统运行稳定性。

本实用新型通过具体实施过程进行说明,在不脱离本实用新型范围的情况下,还可以对本实用新型进行各种变换及等同代替。因此,本实用新型专利不局限于所公开的具体实施过程,而应当包括落入本实用新型专利权利要求范围内的全部实施方案。

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