矿山充填垂直钻孔柔性切割防堵和底部减磨一体化装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种矿山充填垂直钻孔柔性切割防堵和底部减磨一体化装置，属于矿山充填技术领域。该装置井上部分包括管道三通、钢丝绳、盲板、卷扬机和充填管，井下部分包括缓冲壶、缓冲壶高压检修口、检修口盲板、钢板、螺栓和充填管，将卷扬机布置在地面，充填钻孔连接一个管道三通，一段作为充填进料管，一段作为钢丝绳的通道，钢丝绳缠绕在卷扬机的滚筒中，绳体置于充填垂直钻孔中，绳末端固定在检修口盲板上，井下布置缓冲壶，缓冲壶顶部连接垂直充填孔，侧面布置高压检修口，用盲板进行封闭，缓冲壶另一侧与水平充填管道相连接，巷道底部预埋钢板，通过螺栓将缓冲壶固定在巷道底板。该装置施工量小，效率高，安全性高，操作方便。

【技术实现步骤摘要】
矿山充填垂直钻孔柔性切割防堵和底部减磨一体化装置
本专利技术涉及矿山充填
，特别是指一种矿山充填垂直钻孔柔性切割防堵和底部减磨一体化装置。
技术介绍
随着地表资源的枯竭和矿山开采深度的增加，为解决开采过程中存在采空区、高地压和产生大量尾矿的问题，充填采矿法在矿山中的应用比例逐渐上升。充填法将产生的尾矿、胶凝材料、粗骨料和水等按照一定的比例进行混合，形成具有一定流动性的充填料。充填料通过外加力或者重力作用以柱塞流的形式通过管道系统输送至采空区，完成充填作业。充填料经过养护后具有一定强度，可以较好的控制采空区垮冒和地压。同时充填采矿法处理了大量尾矿，降低了对尾矿库的依赖程度，减少了尾矿库征地、建设成本和对环境的破坏。在整个充填系统中，管道输送系统是较为薄弱的环节之一，容易产生爆管、堵管和磨损等问题，其中堵管是主要、常见问题，管道输送系统发生堵塞会造成较大的经济损失，同时也会影响矿山安全生产。充填管道系统产生堵管的原因有以下几种：第一，管道泄漏造成部分细浆漏出，使得管道输送阻力上升，造成堵管。第二，充填料制备过稠，增大输送阻力从而造成堵管。第三，料浆浓度低至一定程度，造成料浆离析，粗颗粒在管道沉淀造成堵管。第四，异物混入充填管道，如杂物筛选不净或者管道内衬脱落，造成堵管。目前处理管道堵管问题经常采用泵压水冲洗、拆卸管道等方法进行疏通。由于堵管部位难以确定，拆卸管道工作量较大，造成疏通较为困难，严重影响矿山生产。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提出一种矿山充填垂直钻孔柔性切割防堵和底部减磨一体化装置，解决因钻孔内异物或充填料等造成的输送故障问题。该装置包括井上井下两部分，井上部分包括管道三通、钢丝绳、盲板、卷扬机和充填管一，井下部分包括缓冲壶、缓冲壶高压检修口、检修口盲板、钢板、螺栓和充填管二，卷扬机布置在地面，卷扬机用于提供拉伸钢丝绳的力，从而疏通管道，充填钻孔连接一个管道三通，管道三通一端作为充填进料管，连接充填管一，另一端作为钢丝绳的通道，通道上覆盖盲板，钢丝绳缠绕在井上卷扬机的滚筒中，绳体置于垂直的充填钻孔中，绳末端固定在缓冲壶高压检修口的检修口盲板上，井下布置缓冲壶，缓冲壶顶部连接垂直的充填钻孔，侧面布置缓冲壶高压检修口，缓冲壶高压检修口用检修口盲板进行封闭，需要检修时可将其拆卸，缓冲壶另一侧面开一管道口，与水平的充填管二相连接，巷道底部预埋钢板，通过螺栓将缓冲壶固定在巷道底板。管道三通上方的盲板开一个圆形小口，用于钢丝绳通过，小口直径大于钢丝绳直径。根据钢丝绳与充填料接触产生的摩擦力和钢丝绳自重，选择钢丝绳直径为10mm-30mm，采用耐磨损和化学腐蚀的钢丝绳，一般采用镀锌层钢丝绳降低料浆的磨损和化学腐蚀；钢丝绳预留2-5m放置在缓冲壶底部。根据钢丝绳与充填料产生的粘滞力和充填管道的直径进行钢丝绳选型，保证能够拥有一定强度满足料浆固结时拉动钢丝绳疏通管道，同时减小钢丝绳对料浆在管道内流动的影响。缓冲壶内壁直径为充填管内壁直径的1.5-3倍，缓冲壶外形为圆柱体，底部有通孔，缓冲壶用于降低充填料对垂直管道与水平管道连接处的冲击力，减少管道磨损。钢丝绳在与充填料接触过程中发生摆动，防止充填料堵管，若发生堵管事故，使用卷扬机控制卷筒将钢丝绳向上拉起，经过钢丝绳与充填料之间往复切割力的作用，疏通管道。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：(1)普适性高。整个装置为附加于现有充填钻孔，不改变现有充填钻孔结构，凡是有钻孔的充填矿山均可使用，且安装简单、方便；(2)成本低。装置由矿山常见的卷扬、钢丝绳等组成，不论新购置相关设施或者采用矿山废旧的，其成本均不高；(3)安全性高。钢丝绳的直径是基于摩擦力和自重科学计算而来的，装置自身的安全性较好，与传统的管道拆卸、钻机疏通等方法相比，该方法通过控制卷扬来疏通钻孔，整个操作过程人员在地表，避免了因泄浆不充分疏通管道时造成的瞬时冲击对施工人员的伤害。附图说明图1为本专利技术垂直钻孔柔性切割防堵和底部减磨一体化装置的正视图；图2为本专利技术井下装置侧视图。其中：1-管道三通，2-钢丝绳，3-盲板，4-卷扬机，5-缓冲壶，6-缓冲壶高压检修口，7-检修口盲板，8-钢板，9-螺栓，10-充填管一，11-充填管二。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术提供一种矿山充填垂直钻孔柔性切割防堵和底部减磨一体化装置。如图1所示，该装置包括井上井下两部分，井上部分包括管道三通1、钢丝绳2、盲板3、卷扬机4和充填管一10，井下部分包括缓冲壶5、缓冲壶高压检修口6、检修口盲板7、钢板8、螺栓9和充填管二11，将卷扬机4布置在地面，用于提供拉伸钢丝绳的力，疏通管道，充填钻孔连接一个管道三通1，管道三通1一端作为充填进料管，连接充填管一10，另一端作为钢丝绳2的通道，通道上覆盖盲板3，钢丝绳2缠绕在井上卷扬机4的滚筒中，绳体置于垂直的充填钻孔中，绳末端固定在缓冲壶高压检修口6的检修口盲板7上，井下布置缓冲壶5，如图2所示，缓冲壶5顶部连接垂直的充填钻孔，缓冲壶5侧面布置缓冲壶高压检修口6，用检修口盲板7进行封闭，缓冲壶5另一侧面开一管道口，与水平充填管二11相连接，巷道底部预埋钢板8，通过螺栓9将缓冲壶5固定在巷道底板。管道三通1上方的盲板3开一个圆形小口，用于钢丝绳2通过，小口直径大于钢丝绳2直径。盲板用于对管道三通行密封处理，仅留一个小口供钢丝绳通过。钢丝绳2根据与充填料接触所受力和自重力，选择直径为10mm-30mm，采用镀锌层钢丝绳降低料浆的磨损和化学腐蚀；钢丝绳2预留2-5m放置在缓冲壶6底部。根据钢丝绳与充填料产生的粘滞力和充填管道的直径进行选型，保证能够拥有一定强度满足料浆固结时拉动钢丝绳疏通管道，同时减小钢丝绳对料浆在管道内流动的影响。本装置井下布置缓冲壶，用于降低充填料对垂直管道与水平管道连接处的冲击力，减少管道磨损。缓冲壶5内壁直径为充填管10内壁直径的1.5-3倍，缓冲壶5外形为圆柱体，底部有通孔。本装置使用方法如下：充填料经过管道三通1进入垂直充填管道，流入缓冲壶5后再进入横向管道进行运输。钢丝绳2在于充填料接触过程中发生摆动，降低充填料发生堵管的可能性。若发生堵管事故，使用卷扬机4控制卷筒将钢丝绳2向上拉起，经过钢丝绳2与充填料之间的往复切割力的作用，疏通管道。下面结合具体实施例予以说明。实施例1安徽某铁矿采用充填采矿法，充填料利用垂直钻孔内的自然压头实现自流输送，垂直钻孔内径为150mm。充填管道容易产生钻孔内衬脱落，容易产生钻孔卡堵，最终导致充填料堵管。该矿山采用此充填垂直钻孔防堵管装置，井上三通水平口用于充填料输送，垂直口用于钢丝绳通过。钢丝绳通道用盲板封闭，打开直径为30mm的小口。根据理论计算选择直径为17.5mm的钢丝绳，采用A级镀锌层，降低料浆磨损和化学腐蚀，并利用矿山闲置的5t拉力卷扬机。钢丝绳在井下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿山充填垂直钻孔柔性切割防堵和底部减磨一体化装置，其特征在于：包括井上井下两部分，井上部分包括管道三通(1)、钢丝绳(2)、盲板(3)、卷扬机(4)和充填管一(10)，井下部分包括缓冲壶(5)、缓冲壶高压检修口(6)、检修口盲板(7)、钢板(8)、螺栓(9)和充填管二(11)，卷扬机(4)布置在地面，充填钻孔连接一个管道三通(1)，管道三通(1)一端作为充填进料管，连接充填管一(10)，另一端作为钢丝绳(2)的通道，通道上覆盖盲板(3)，钢丝绳(2)缠绕在井上卷扬机(4)的滚筒中，绳体置于垂直的充填钻孔中，绳末端固定在缓冲壶高压检修口(6)的检修口盲板(7)上，井下布置缓冲壶(5)，缓冲壶(5)顶部连接垂直的充填钻孔，缓冲壶(5)侧面布置缓冲壶高压检修口(6)，缓冲壶高压检修口(6)用检修口盲板(7)进行封闭，缓冲壶(5)另一侧面开一管道口，与水平的充填管二(11)相连接，巷道底部预埋钢板(8)，通过螺栓(9)将缓冲壶(5)固定在巷道底板。/n

【技术特征摘要】
1.一种矿山充填垂直钻孔柔性切割防堵和底部减磨一体化装置，其特征在于：包括井上井下两部分，井上部分包括管道三通(1)、钢丝绳(2)、盲板(3)、卷扬机(4)和充填管一(10)，井下部分包括缓冲壶(5)、缓冲壶高压检修口(6)、检修口盲板(7)、钢板(8)、螺栓(9)和充填管二(11)，卷扬机(4)布置在地面，充填钻孔连接一个管道三通(1)，管道三通(1)一端作为充填进料管，连接充填管一(10)，另一端作为钢丝绳(2)的通道，通道上覆盖盲板(3)，钢丝绳(2)缠绕在井上卷扬机(4)的滚筒中，绳体置于垂直的充填钻孔中，绳末端固定在缓冲壶高压检修口(6)的检修口盲板(7)上，井下布置缓冲壶(5)，缓冲壶(5)顶部连接垂直的充填钻孔，缓冲壶(5)侧面布置缓冲壶高压检修口(6)，缓冲壶高压检修口(6)用检修口盲板(7)进行封闭，缓冲壶(5)另一侧面开一管道口，与水平的充填管二(11)相连接，巷道底部预埋钢板(8)，通过螺栓(9)将缓冲壶(5)固定在巷道底板。


2.根据权利要求1所述的矿...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，郏威，吴爱祥，刘康，曹晨，王忠强，彭青松，袁锦锋，沈家华，
申请(专利权)人：北京科技大学，安徽马钢罗河矿业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11