一种无泵虹吸采空区注浆防灭火装置的制作方法

1.本实用新型涉及采空区防灭火方式，具体涉及一种无泵虹吸采空区注浆防灭火装置。


背景技术：

2.现采空区防灭火所注黄泥浆使用黏土含沙量较大，注浆泵叶轮带动浆液高速运转，浆液中的沙粒对设备进行冲刷打磨，叶轮和泵壳内壁受损最严重，间隙过大会导致效率下降，甚至抽不上浆液。叶轮在磨损的同时破坏了动平衡，使设备在运行时震动剧烈，引起磨损加剧，严重时甚至会引起设备在运行时解体，造成安全事故；沉积黏土需要人工清理，向上清理淤泥费工费时。


技术实现要素：

3.针对上述存在的技术不足，本实用新型的目的是提供一种无泵虹吸采空区注浆防灭火装置，其能够避免设备磨损和解体情况，防止管道堵塞且不需人工清理浆液，节约费用，降低事故发生的可能性，其方法简单，操作简便，适应不同的充填工作面。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
5.本实用新型提供一种无泵虹吸采空区注浆防灭火装置，包括缓浆池，所述缓浆池内插入虹吸管，所述虹吸管的管口伸入缓浆池后距离池底预留一定距离；所述虹吸管出口的水平段安装虹吸管电磁阀后朝下布置，并分出两支路分别连通竖向朝下的注浆管和水平横向的进水管；所述进水管上设进水管电磁阀并连接外部清水；所述虹吸管分出两支路之前设有用于记录注浆量的电磁流量计。
6.优选地，所述缓浆池内设有搅拌机，所述搅拌机的输出端设有搅拌桨，所述搅拌桨伸入缓浆池内并靠近其底部。
7.优选地，虹吸管的管口距离池底的距离适配料浆在池底的自然沉淀高度。
8.优选地，所述虹吸管材质选用空心钢管。
9.优选地，所述虹吸管通过三通接头连接注浆管和进水管。
10.本实用新型的有益效果在于：
11.1、免维护：无泵运行，减少设备运转磨损。
12.2、本装置操作简便、提高黏土利用率：现使用黏土含沙量较大，浆液在缓浆池内缓慢沉积，无泵虹吸技术可以及时吸走浆液，避免在池内沉积，大大提高黏土利用率。
13.3、减少清渣劳动强度：原有方式沉积黏土需要人工清理；缓浆池深度较大，向上清理淤泥费工费时。
14.本装置利用无泵虹吸技术可以在每班注浆后期用水冲刷缓浆池，池底的浆液可以全部吸走，不留淤泥，免去清淤劳动强度。
15.4、提高系统运行稳定性：因黏土含沙量较大，渣浆泵运行工况较差，偶有出现损坏影响注浆或者浆液吸不上来，影响采空区预防性注浆，势必影响整个系统的安全稳定运行；
采用无泵虹吸技术彻底解决此项问题，极大地提高了系统稳定性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型实施例提供的一种无泵虹吸采空区注浆防灭火装置的结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例提供的自然沉积试验示意图。
19.附图标记说明：
20.1-缓浆池，2-搅拌机，3-虹吸管，4-虹吸管电磁阀，5-电磁流量计，6-清水管电磁阀，7-进水管，8-注浆管。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.如图1至图2所示，一种无泵虹吸采空区注浆防灭火装置，包括缓浆池1，在缓浆池1内插入虹吸管3，虹吸管3的管口伸入缓浆池1后距离池底预留一定距离；
23.虹吸管3管口距池底有一定距离，虹吸管3的管口竖向朝下并且其距离池底的距离由料浆在池底的自然沉淀高度确定，以预防料浆沉淀后堵塞虹吸管3，以预防料浆沉淀后堵塞虹吸管3，料浆在池底自然沉积高度由以下步骤确定：
24.1)料浆自然沉积高度取决于料浆配比与沉淀时长，由自然沉积实验测得料浆沉淀量与总料浆量体积的比值与沉淀时长的规律，当料浆沉淀量与料浆总体积的比值趋于稳定时，得到对应自然沉淀时长。
25.2)对注浆所涉及的不同制浆材料及配比分别进行实验，以得到对应的自然沉淀时长，根据最大沉淀量与总料浆体积比、两班注浆间隔时长与注浆量综合确定虹吸管管口安装位置。
26.具体为：由每班最大注浆量确定缓浆池1尺寸，由每班最小注浆量确定每班剩余浆体总体积，将两班最大注浆间隔时长与料浆最大自然沉淀时长比较，若前者大于后者，则取该料浆自然沉淀量料浆总体积比，进而根据缓浆池1尺寸确定料浆最大沉积高度。
27.虹吸管3出口的水平段安装虹吸管电磁阀4后朝下布置，并分出两支路分别连通竖向朝下的注浆管8和水平横向的进水管7；
28.进水管7上设进水管电磁阀6并连接外部清水；在虹吸管3分支前设电磁流量计5，记录注浆量；
29.本装置使用时，打开进水管电磁阀6给进水管7通水，利用清水冲洗管道；
30.供水冲洗t1时间后等待一定时间t2后打开虹吸管电磁阀4并同时关闭进水管电磁
阀6，注浆管8内下流清水造成真空负压，大气压克服吸程压差后，将缓浆池1内的浆液压入虹吸管道，实现虹吸自压；
31.时间t
1和
t2的确定方法为：
32.s51、首先由实验测得所用料浆的最大密度，根据料浆从最低液面压至虹吸管最高点所需克服重力：
[0033][0034]
式中：为虹吸管管径；h1为虹吸高程；ρ1为料浆最大密度；g为当地重力加速度；g为料浆从最低液面压至虹吸管最高点所需克服重力；
[0035]
s52、根据进水管7的管径、流速和注水时间得到注水量。
[0036][0037]
式中：为进水管管径；v为流速；t1为供水时间；v为供水管注水量。
[0038]
s53、再根据注浆管8的管径，计算清水柱克服空气阻力下落形成虹吸料浆所需压差。
[0039][0040]
式中：p1为当地大气压强；p2为虹吸管内浆体液面至清水柱之间的空气压强。
[0041]
s54、根据理想气体状态方程求出清水柱所需下降高度。
[0042][0043]
式中：h2为达到虹吸压差清水柱所需下落高度；为注浆管径。
[0044]
s55、根据牛顿第二定律计算达到压差清水柱所需下落时间。
[0045][0046]
式中：t2为达到压差清水柱所需下落时间；ρ2为所注水的密度。
[0047]
则清水冲洗管道至打开虹吸管3的间隔时间取适当大于t1+t2的值。s6、注浆完成后，关闭虹吸管电磁阀4，打开进水管电磁阀6冲洗注浆管8，由此完成一个注浆循环。
[0048]
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。