[發明專利]煤礦井下矸石氣力輸送充填方法及設備

有效

• 申請號: 201310178338.1
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN103321675A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 劉送永;李建平;楊道龍;鄭加強;鄭克洪;劉曉輝;劉增輝
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21F13/00
• 分類號: E21F13/00;E21F15/08;E21F15/10
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及一種煤礦井下矸石氣力輸送方法及設備，尤其適用于礦山井下矸石的輸送。

背景技術

我國是世界產煤、耗煤大國，煤炭在我國一次性能源消費中所占比例最大，而矸石是煤炭開采的伴生物，致使矸石大量堆積，占有土地資源，采空區和塌陷區在不斷擴大。因此，矸石山的存在已經對礦區環境和居民生活帶來嚴重的影響。同時我國“三下”(建筑物下、鐵路下、水體下)積壓著大量的煤炭資源，開采率極低，工作面效率低，造成極大的資源浪費。近年來，煤炭行業競相發展應用煤矸分離和矸石回填技術，把矸石用于充填采空區和“三下”壓煤區，可以有效地解決矸石山和“三下”壓煤區所存在的問題。

矸石輸送是實現矸石井下充填的關鍵技術之一。現見于報道的有拋矸機拋矸充填、刮板輸送機卸矸充填、氣力充填、似膏體自流充填和矸石泵送充填，其中氣力充填在國外應用較多。我國對氣力充填也進行了試用，結果表明與上述其他充填技術相比，該充填系統密閉且布置靈活，可實現平行作業，占用巷道空間小，便于物料輸運和各種處理設備配置等優點。但存在動力消耗大和管道磨損嚴重的問題，限制了這一技術的推廣應用。因此，需要研究一種動力消耗小、管道磨損少的煤礦井下矸石氣力輸送充填方法及設備。

發明內容

技術問題：本發明的目的是克服已有技術中的不足之處，提供一種煤礦井下矸石氣力輸送方法及設備，以解決煤礦井下矸石氣力輸送所存在動力消耗大和管道磨損嚴重的問題。

技術方案：本發明所述的煤礦井下矸石氣力輸送方法，包括下步驟：

a、在井下依次設置并聯接空氣壓縮機、儲氣罐、給料裝置和通向采空區和“三下”壓煤充填區域的氣力輸送管道；

b、利用空氣壓縮機向儲氣罐中充氣，使儲氣罐內氣體達到設定工作壓力；

c、打開儲氣罐的控制閥，將儲氣罐中壓縮空氣經高壓風管通向氣力輸送管道；

d、待氣力輸送管道中流場穩定后，啟動給料裝置，將物料顆粒噴入氣力輸送管道中；

e、通過沿線鋪設的氣力輸送管道中流場的作用，將矸石物料送至采空區、“三下”壓煤充填區域。

本發明的煤礦井下矸石氣力輸送方法的設備，包括空氣壓縮機、儲氣罐、高壓風管、給料裝置和氣力輸送管道，所述的空氣壓縮機、儲氣罐、給料裝置通過高壓風管依次聯接；所述的給料裝置包括入料斗、給料器、氣固噴射器和支撐架，入料斗位于給料裝置的頂部，與下方的給料器聯接，給料器安裝于支撐架上，氣固噴射器安裝于給料器下方，氣固噴射器左右兩端分別與高壓風管、氣力輸送管道聯接；所述的氣力輸送管道包括依次連接的測壓管、輸送管和旋流發生管。

所述的旋流發生管包括無縫主鋼管、快速法蘭接頭和無縫支鋼管三部分，無縫主鋼管兩端設有快速法蘭接頭，無縫主鋼管的兩側斜置焊接有不在同一個水平面上的兩根無縫支鋼管，無縫支鋼管的端頭通過軟管與高壓風管相連。

有益效果：由于采用上了上述技術方案，本發明利用壓縮空氣對煤礦井下矸石進行氣力輸送，將矸石物料和高壓氣體經氣固噴射器進入氣力輸送管道，通過旋流發生管使顆粒分布均勻，同時由于旋流作用可使顆粒軸向速度較水平直管增大60%以上，并通過旋流發生管大大提高了系統輸送矸石顆粒的能力；利用管道進行輸送，系統密閉，粉塵飛揚逸出少，環境友好；輸送管道能靈活布置，簡化了設備工藝和配置，解決了煤礦井下矸石氣力輸送所存在動力消耗大和管道磨損嚴重的問題。其結構簡單，操作方便，使用效果好，具有廣泛的實用性。

附圖說明

圖1是本發明的煤礦井下矸石氣力輸送充填設備的結構主視圖；

圖2是本發明的煤礦井下矸石氣力輸送設備的給料裝置的結構圖；

圖3是本發明的煤礦井下矸石氣力輸送設備的旋流發生管的俯視圖；

圖4是本發明的煤礦井下矸石氣力輸送設備的旋流發生管的左視圖。

圖中：1、空氣壓縮機；2、儲氣罐；3、高壓風管；4、給料裝置；4-1、入料斗；4-2、給料器；4-3、氣固噴射器；4-4、支撐架；5、氣力輸送管道；5-1、測壓管；5-2、輸送管；5-3、旋流發生管；5-3-1、無縫主鋼管；5-3-2、快速法蘭接頭；5-3-3、無縫支鋼管。

具體實施方式：

下面結合附圖對本發明的一個實施例作進一步的描述：