[發(fā)明專(zhuān)利]一種深井填充泄壓管道設(shè)備和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710602422.X
• 申請(qǐng)日: 2017-07-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107401422A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭伯坤;李向東;盛佳;鄧高嶺
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙礦山研究院有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21F15/00
• 分類(lèi)號(hào): E21F15/00
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市標(biāo)致專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙)43218
• 代理人: 徐邵華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦山充填漿料運(yùn)輸領(lǐng)域，尤其是涉及一種深井充填泄壓管道設(shè)備和方法。

背景技術(shù)

隨著持續(xù)資源開(kāi)采，礦山開(kāi)采需要進(jìn)入深井（地表800米以下），深井充填料漿的輸送，從地表到井底的高度差越來(lái)越大，導(dǎo)致料漿對(duì)管道輸送的壓力過(guò)大。而管道的阻力較小，管道輸送系統(tǒng)存在安全性、管道磨損、運(yùn)營(yíng)成本等造不利因素。

現(xiàn)有的管道消能大多是采用消能孔板，但由于深井填充料漿多為結(jié)構(gòu)流，即層流，而消能孔板原理為加劇料漿局部紊流實(shí)現(xiàn)增阻，因而消能孔板不適用于充填料漿增阻。

公布號(hào)為CN 106523027 A的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種深井管道運(yùn)輸卸壓充填裝置及其使用方法，所述深井管道運(yùn)輸卸壓充填裝置包括充填管道、卸壓箱、單向閥門(mén)、壓力測(cè)量?jī)x、線管、充填站、軟木墊板和角鋼。其取得了降低漿料對(duì)管道的壓力、提高深井輸送的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)管道的使用年限，提高管道的安全性能等一系列效果。

其不足之處在于：料漿從底面至井底的高度差速所具備的勢(shì)能未加以利用，而是通過(guò)卸壓箱逐漸消耗其能量，造成能量的浪費(fèi)；且高度差越大，浪費(fèi)的能量越多。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種深井填充泄壓管道設(shè)備和方法，實(shí)現(xiàn)料漿的平穩(wěn)輸送，減小管道壓力，同時(shí)收集料漿的勢(shì)能，節(jié)約能源。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：提供一種深井填充泄壓管道設(shè)備，包括管道和泄壓池，泄壓池頂部與管道連接，尾部與另一段管道連接，管道側(cè)邊設(shè)有開(kāi)口，開(kāi)口處設(shè)有勢(shì)能轉(zhuǎn)化裝置。

勢(shì)能轉(zhuǎn)化裝置包括主軸和主軸周邊設(shè)有的一圈擋板；擋板伸入開(kāi)口。

優(yōu)選地，擋板水平時(shí)，伸入開(kāi)口部分的截面積為管道截面積的二分之一。

進(jìn)一步，管道側(cè)邊的開(kāi)口下方管徑大于上方管徑。

進(jìn)一步，泄壓池的容積不小于10立方米。

進(jìn)一步，泄壓池的數(shù)量為兩個(gè)以上，且各泄壓池的水平高度依次降低。

進(jìn)一步，泄壓池內(nèi)設(shè)有擾動(dòng)裝置。

擾動(dòng)裝置為安裝在泄壓池底部的壓氣噴嘴，壓氣噴嘴設(shè)置在噴氣管上，噴氣管從泄壓池一側(cè)伸入。

或者擾動(dòng)裝置為攪拌槳，副軸從泄壓池頂部伸入，攪拌槳設(shè)置在副軸的底部；勢(shì)能轉(zhuǎn)化裝置的主軸一端同軸連接有主錐形齒輪，主錐形齒輪與副錐形齒輪嚙合，副錐形齒輪中央套設(shè)副軸。當(dāng)泄壓池?cái)?shù)量為兩個(gè)以上時(shí)，各泄壓池之間的管道側(cè)邊均設(shè)有開(kāi)口且開(kāi)口處設(shè)有勢(shì)能轉(zhuǎn)化裝置；每個(gè)勢(shì)能轉(zhuǎn)化裝置的主軸一端同軸連接有主錐形齒輪，主錐形齒輪與副錐形齒輪嚙合，副錐形齒輪中央套設(shè)副軸。

本發(fā)明還提供一種深井填充泄壓方法，包括：

通過(guò)勢(shì)能轉(zhuǎn)化裝置，將料漿的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能并傳遞給其他深井填充設(shè)備使用。具體地，包括以下步驟：

（1）料漿下落至管道側(cè)邊開(kāi)口處并擊打擋板，擋板驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)；

（2）料漿擊打擋板后落入泄壓池；

（3）主軸傳動(dòng)至副軸，驅(qū)動(dòng)副軸旋轉(zhuǎn)；

（4）副軸驅(qū)動(dòng)攪拌漿旋轉(zhuǎn)；攪拌槳擾動(dòng)泄壓池內(nèi)的料漿。

進(jìn)一步，步驟（4）后還包括以下步驟：

（5）料漿從前一泄壓池流入后段的管道，下落至后段管道側(cè)邊開(kāi)口處，擊打擋板；

（6）料漿擊打擋板后落入后一泄壓池；

（7）主軸傳動(dòng)至副軸，驅(qū)動(dòng)副軸旋轉(zhuǎn)；

（8）副軸驅(qū)動(dòng)攪拌漿旋轉(zhuǎn)；攪拌槳擾動(dòng)泄壓池內(nèi)的料漿。

本發(fā)明的有益效果：

（1）通過(guò)勢(shì)能轉(zhuǎn)化裝置收集并轉(zhuǎn)化料漿的能量，實(shí)現(xiàn)了深井填充料漿輸送的平穩(wěn)，同時(shí)勢(shì)能轉(zhuǎn)化裝置作為其他深井填充設(shè)備的驅(qū)動(dòng)裝置，有效利用了料漿的有害勢(shì)能，并增加了深井填充設(shè)備之間的聯(lián)動(dòng)性；

（2）管道側(cè)邊設(shè)有多個(gè)開(kāi)口，開(kāi)口間隔排布，每個(gè)開(kāi)口處均設(shè)有勢(shì)能轉(zhuǎn)化裝置，勢(shì)能轉(zhuǎn)化裝置的擋板伸入所處的開(kāi)口。當(dāng)高度差較大時(shí)，這種結(jié)構(gòu)能夠逐次回收料漿在不同位置下落的動(dòng)能，進(jìn)一步提高了效能效果，同時(shí)各個(gè)勢(shì)能轉(zhuǎn)化裝置的主軸旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能均可傳動(dòng)至其他設(shè)備使用，能量利用率更高；

（3）管道側(cè)邊的開(kāi)口下方管徑大于上方管徑，擋板離開(kāi)管道需要運(yùn)動(dòng)更長(zhǎng)的距離和更久的時(shí)間，附著在擋板上的料漿脫落到管道內(nèi)的時(shí)間更加充分，有效減少了脫落在管道外的料漿。擋板水平時(shí)，伸入開(kāi)口部分的截面積為管道截面積的二分之一，一方面能夠有效轉(zhuǎn)化料漿下落的動(dòng)能，另一方面不會(huì)造成管道1堵塞；