[發(fā)明專利]煤礦井下磨料持續(xù)供給系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN108789173A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設計）人: 左偉芹;劉彥偉;趙發(fā)軍;李夢茹;王登科;郝富昌;王志軍;鄧奇根;劉勇;劉明舉
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: B24C7/00
• 分類號: B24C7/00
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 王金

本發(fā)明公開了一種煤礦井下磨料持續(xù)供給系統(tǒng)，以流體的流動方向為下游方向，包括并聯(lián)加設置的第一加料機構和第二加料機構、用于為第一加料機構和第二加料機構添加磨料的射流添加機構、用于為第一加料機構和第二加料機構提供高壓水的高壓水機構和用于噴出高壓水進行水射流作業(yè)的噴水機構；噴水機構與第一加料機構和第二加料機構相連接；第一加料機構和第二加料機構均為加料機構。本發(fā)明的煤礦井下磨料持續(xù)供給系統(tǒng)具有多種運行模式提供了基礎，大大增強了煤礦井下磨料持續(xù)供給系統(tǒng)的適應性，能夠實現不間斷作業(yè)，并避免水辦輸料的缺陷。

技術領域

本發(fā)明涉及水射流作業(yè)如水力壓裂技術領域，尤其是一種磨料供給系統(tǒng)及其供給方法。

背景技術

近年來，水力沖孔、水力割縫、水力壓裂等工藝在瓦斯治理領域得到了廣泛應用，取得了顯著成果。為使這些工藝適用范圍更廣、瓦斯治理效果更好，需在傳統(tǒng)純水射流中加入磨料，以增加射流切割能力或支持人造縫隙。

磨料加入方式分為前混合、后混合兩種模式，但受到后混合磨料射流裝置結構的影響，較難用于瓦斯治理領域。有學者嘗試將前混合磨料射流運用于瓦斯治理領域，但傳統(tǒng)前混合磨料射流難以連續(xù)供給磨料，導致瓦斯治理效果不明顯。為此，本發(fā)明旨在解決井下前混合磨料射流不間斷供給磨料的問題。

發(fā)明人研究了采用水射流的方式運送磨料的方式，發(fā)現水射流運送磨料對管道的磨損較大。同時，多數磨料遇水容易板結，實驗過程中殘留水分極易通過文丘里管濕潤料倉底部的磨料，導致磨料在料倉底部板結發(fā)生堵塞，影響正常的輸料功能。如果采用氣體運送磨料，則存在現實的技術困難：采用氣作為載體，需要將作為載體的氣體和磨料有效分離開來，避免載體隨同磨料一起噴射出去、給水射流作業(yè)帶來負面影響甚至導致水射流作業(yè)失敗。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種連續(xù)輸料的煤礦井下磨料持續(xù)供給系統(tǒng)，能夠將氣體和物料有效分離開來，實現不間斷作業(yè)。

為實現上述目的，本發(fā)明的煤礦井下磨料持續(xù)供給系統(tǒng)以流體的流動方向為下游方向，包括并聯(lián)加設置的第一加料機構和第二加料機構、用于為第一加料機構和第二加料機構添加磨料的射流添加機構、用于為第一加料機構和第二加料機構提供高壓水的高壓水機構和用于噴出高壓水進行水射流作業(yè)的噴水機構；噴水機構與第一加料機構和第二加料機構相連接；第一加料機構和第二加料機構均為加料機構。

噴水機構包括噴頭和與噴頭相連接的高壓噴水管路。

高壓水機構包括高壓水泵和與高壓水泵的出水口相連接的高壓供水管路；高壓水泵的進水口通過管路連接外置水源。

射流添加機構包括總風管、文丘里管、磨料倉和壓力調節(jié)閥，文丘里管通過其進風口和出風口串聯(lián)在總風管上，文丘里管的負壓口通過負壓管連接磨料倉的底部；文丘里管上游側的總風管用于連接煤礦井下的送風管，文丘里管下游側的總風管連接第一加料機構和第二加料機構。

各加料機構的結構相同，均包括豎向設置的加料罐，加料罐頂部連接有進料管，加料罐上部設有水平設置的篩網，進料管的上游端通過進料閥連接總風管的下游端；進料管的下游端由上至下伸入加料罐并延伸至篩網下方；加料罐上方的進料管連接有補水管；篩網的網孔小于磨料的粒徑；

篩網上方的加料罐連接有排氣管，排氣管的下游端開口在環(huán)境中，排氣管上設有排氣閥；

加料罐底部連接有出水閥，出水閥連接有混合出水管，混合出水管的下游端連接所述高壓噴水管路；混合出水管的中部連接有高壓水進水管，高壓水進水管上設有流量調節(jié)閥，高壓水進水管的上游端通過高壓水進水閥連接所述高壓供水管路；所述補水管的上游端連接在流量調節(jié)閥上游側的高壓水進水管上。

所述混合出水管的下游端設有截止閥。

本發(fā)明具有如下的優(yōu)點：