[發明專利]一種礦山井下漿體充填設備

無效

• 申請號: 201210393970.3
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN103174456A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 徐海良;李峰;劉大帥;陳奇
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: E21F15/00
• 分類號: E21F15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種對礦山井下采空區進行充填的設備，特別涉及到一種采用重力自流輸送與氣力輸送兩種方法相結合，將膠結性漿體充填到井下采空區的充填設備。

技術背景

目前，礦山開采作業中，地下資源的開采不斷破壞地下原有物質組成形態、地下水流場、原巖應力場等平衡，并形成地下采空區。當開采作業的過程未超出設定的控制范圍時，其作業過程是安全的；當開采作業的過程失控，超出設定的控制范圍時，將會發生諸如冒頂、突水、地表塌陷、泥石流或地表水涌入井下、大規模地壓活動等礦山安全事故。這些安全事故的發生均與采空區的存在具有密切的聯系，如果在開采作業中對采空區進行高質量的充填工作，上述安全事故即可得到有效的防控，因此，大多數礦山在礦石開采過程中隨著回采工作面的推進，逐步用充填料充填采空區，保障礦石開采工作的順利開展。

礦山根據礦體形態變化復雜程度、礦體厚度、礦體生成角度、礦石圍巖穩定情況和礦藏開采時所要求的損失率等情況，對充填要求不高的情況可以利用采礦過程中的廢石、選廠尾砂、冶煉廠爐渣等直接充填采空區，對充填要求較高的情況需要采用膠結性漿體對采空區進行充填，例如采用水泥或水泥代用品與脫泥尾砂或沙石配制而成的混凝土充填采空區。

采用膠結性漿體充填采空區的輸送方法有重力自流輸送、混凝土泵輸送、電耙輸送等方法。重力自流輸送對混凝土漿體配比和砂石粒徑的要求不高，但必須具備兩個先決條件：1、混凝土流動性較好；2、充填系統有適當的充填倍線，否則，有些采空區達不到充填要求。混凝土泵輸送對混凝土的配比和砂石粒徑的要求比較嚴格，并且設備體投資積大、磨損嚴重、維護和保養困難。電耙輸送工作簡易，系統工作可靠，但需要將混凝土輸送充填點，且輸送距離短，勞動強度大。

發明內容

為了將膠結性漿體高效快速輸送到充填區，本發明提供一種采用重力自流輸送與氣力輸送兩種方法相結合將膠結性漿體充填到井下采空區的充填設備。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：鐘閥通過法蘭盤安裝在進料罐上用于控制混凝土漿體進入進料罐。鐘閥的工作原理為：當安裝在支架上的氣缸在高壓氣作用下驅動活塞桿與鐘形活塞向下運動，鐘閥打開，漿體可以流入進料罐；當氣缸在高壓氣作用下驅動活塞桿與鐘形活塞向上運動至與密封圈位置時，鐘閥關閉，阻止漿體流入進料罐。進料罐上下兩端為半球體，中間為圓柱體的壓力容器，進料罐上端設有進料口，通過法蘭盤與鐘閥聯接，在進料罐上端半球上安裝有進氣閥和進氣管用于控制高壓氣進入進料罐，在進料罐下端安裝輸送管道用于膠結性漿體的輸送。

該漿體充填設備的工作原理為：當充填點適合于重力自流輸送充填時，鐘閥打開，進氣閥關閉，混凝土漿體通過鐘閥料斗流入進料罐，漿體在本身重量的作用下通過輸送管輸送至充填區，實現混凝土漿體的重力自流輸送。如果采空區水平距離較遠，進入進料罐和輸送管內的混凝土漿體不能自流，就不可能將混凝土漿體輸送到充填點，當出現上述情況時應立即將鐘閥關閉，切斷混凝土漿體流入鐘閥，然后打開進氣閥，高壓氣體進入密閉的進料罐內，在高壓氣作用下將輸送管道和進料罐內的混凝土漿體輸送到充填點，實現混凝土漿體的氣力輸送。

本發明是重力自流輸送與氣力輸送兩種方法相結合，具有設備簡單、輸送能力大、輸送距離長、投資少、對混凝土的配比和砂石粒徑的要求不高等優點。

下面結合附圖和實施例對發明專利進一步說明。

附圖說明

圖1為本發明的原理結構示意圖。

圖2為本發明鐘閥結構示意圖。

具體實施方案

圖1中，1、鐘閥，2、進料罐，3、進氣管，4、進氣閥，5、輸送管，13、泥漿，14、充填場。

圖1中，鐘閥(1)通過法蘭盤與進料罐(2)進料口相聯接，進氣閥(4)通過進氣管(3)安裝在進料罐(2)上部，輸送管(5)安裝在進料罐(2)下端。

圖2中，6、氣缸，7、活塞桿，8、支架，9、料斗，10、密封圈，11、鐘形活塞，12閥座。

在圖2中，氣缸(6)通過法蘭與支架(8)聯接，在高壓氣的作用下，氣缸(6)通過活塞桿(7)驅動鐘形活塞(11)做上下運動，用于開啟和關閉鐘閥(1)；支架(8)安裝在料斗(9)內，料斗(9)通過法蘭與閥座組(12)相聯接，并在兩法蘭中間放置密封圈(10)。