一种小充填倍线似膏体充填的防堵管结构及方法技术

本发明专利技术公开了一种小充填倍线似膏体充填的防堵管结构及方法，包括膏体充填站和输浆管，所述输浆管通向采空区，所述输浆管分为地表段输浆管、立孔段输浆管和地下段输浆管，所述地下段输浆管上设有增阻背压阀，所述增阻背压阀用于增加输浆管内似膏体的流动阻力，使整个输浆管内的充满似膏体，似膏体在输浆管内呈柱塞状流动，所述增阻背压阀进行间歇式的开启和关闭，利用高度差产生的压力使似膏体在输浆管内呈间歇性脉冲式运动，本技术方案能够有效减少似膏体充填的堵管几率，进一步提高似膏体充填技术的可靠性和通用性。充填技术的可靠性和通用性。充填技术的可靠性和通用性。

【技术实现步骤摘要】
一种小充填倍线似膏体充填的防堵管结构及方法


[0001]本专利技术涉及矿山泵送膏体充填开采
，尤其涉及一种用于煤矿小充填倍线似膏体充填的防堵管结构及方法。

技术介绍

[0002]随矿产资源不断升值，以及环境，越来越多的煤矿企业采用似膏体充填开采技术。该技术不仅能消化矿井固废，保护环境，又能将建筑物下、铁路下、公路下压覆的煤炭资源进行开采利用。似膏体主要由煤矸石、水泥、粉煤灰、水混合搅拌而成，其中为提高井下充填体的强度，降低水泥使用量，似膏体中含有部分10
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20mm之间的粗骨料，因此似膏体比膏体的制作成本低，能够被广大矿山企业所接受。然而在众多煤矿推行似膏体充填开采技术时，仍面临诸多技术难题，其中一大难题就是小充填倍线(如图6所示，充填倍线N＝L/H)的似膏体充填系统如何控制似膏体流速，减少堵管几率。
[0003]大多数煤矿采用井工开采，地面建设的膏体充填站向井下输送似膏体，矿井地面与井下的高度差可以增加输送距离。按照矿山膏体充填的充填倍线的特征，一般情况下充填倍线在5～6以内时，似膏体可是实现自流输送，大于该数值时需要采用加压输送方式输送。
[0004]在充填倍线过小，特别是充填倍线＜2时，如图7所示，似膏体自流速度较快，整个立孔输浆管道内不满管(2.1)，不能在立管内产生足够的自重压力，不能迫使似膏体在管道内部形成柱塞状的整体流动，这会造成井下水平的输浆管道内的似膏体分层流动，细集料和水等轻物料在管道上部流动较快，粗骨料等较重物料沉积在管道底部流动较慢并逐渐沉积(2.3、2.4)。在这种情况下输送3
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4小时后，沉积在管道底部的粗骨料等在水泥的胶结作用下逐渐失去流动性，并且逐渐凝固累积直至堵管，或者凝固结块后受外力影响脱落在输浆管拐弯处或变径管处形成堵塞。
[0005]似膏体中含有部分10
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20mm之间的粗骨料，如果采用阀门、变径管等装置改变似膏体输浆管的流通口径来增大输送阻力，容易造成粗骨料在阀门、变径管处聚集形成堵管。
[0006]因此解决因充填倍线过小、流速过大而造成的输浆管堵管，为实际生产遇到的问题。

技术实现思路

[0007]为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供了一种用于煤矿的小充填倍线似膏体充填的防堵管结构及方法，能够有效减少似膏体充填的堵管几率，进一步提高似膏体充填技术的可靠性和通用性。
[0008]本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0009]一种小充填倍线似膏体充填的防堵管结构，包括膏体充填站和输浆管，所述输浆管通向采空区，所述输浆管分为地表段输浆管、立孔段输浆管和地下段输浆管，所述地下段输浆管上设有增阻背压阀，所述增阻背压阀用于增加输浆管内似膏体的流动阻力，使整个
输浆管内的充满似膏体，似膏体在输浆管内呈柱塞状整体流动，所述增阻背压阀进行间歇式的开启和关闭，利用高度差产生的压力使似膏体在输浆管内呈间歇性脉冲式运动。
[0010]进一步优化地，所述增阻背压阀安装在地下段输浆管的最低处。
[0011]进一步优化地，所述地下段输浆管分为背压阀入口管和背压阀出口管，两者通过增阻背压阀相连接，所述背压阀出口管通向采空区。
[0012]进一步优化地，所述增阻背压阀为液压储能型背压阀。
[0013]进一步优化地，所述液压储能型背压阀包括背压阀活塞、液压油缸、液压站和液压蓄能器，所述背压阀活塞的一端与液压油缸的输出端固定连接，所述背压阀活塞的另一端为斜面，且斜面朝上，所述液压站和液压蓄能器通过液压油缸和背压阀活塞控制增阻背压阀进行间歇式的开启和关闭。
[0014]进一步优化地，所述增阻背压阀为弹簧储能型背压阀。
[0015]进一步优化地，所述弹簧储能型背压阀包括背压阀活塞、连接杆和储能弹簧，所述背压阀活塞的一端通过连接杆与储能弹簧相连接，所述背压阀活塞的另一端为斜面，且斜面朝上，所述弹簧储能型背压阀根据受似膏体压力的大小进行间歇式的开启和关闭。
[0016]进一步优化地，采用上述的防堵管结构对采空区进行充填，充填时似膏体在输浆管内始终保持呈柱塞状流动。
[0017]本专利技术的有益效果是：
[0018]在小充填倍线的充填系统中设置增阻背压阀，增加输浆管内似膏体的流动阻力，似膏体可以充满输浆管，增阻背压阀进行间歇式的开启和关闭，利用高度差产生的压力使似膏体在输浆管内呈间歇性脉冲式运动，同时保持似膏体料浆呈柱塞状流动，避免因小充填倍线造成的流动不均匀而产生的堵管现象。
附图说明
[0019]图1为本专利技术整体的结构示意图。
[0020]图2为本专利技术中增阻背压阀关闭状态的示意图。
[0021]图3为本专利技术中增阻背压阀开启状态的示意图。
[0022]图4为本专利技术中液压储能型背压阀的示意图。
[0023]图5为本专利技术中弹簧储能型背压阀的示意图。
[0024]图6为本专利技术
技术介绍
中充填倍线的计算原理图。
[0025]图7为本专利技术
技术介绍
中似膏体流速过快的示意图。
[0026]图中：1、膏体充填站；2、输浆管；21地表段输浆管；22、立孔段输浆管；23、地下段输浆管；231、背压阀入口管；232、背压阀出口管；3、增阻背压阀；31、背压阀活塞；32、储能弹簧；33、连接杆；34、液压油缸；35、液压站；36、液压蓄能器；4、似膏体；5、采空区；
[0027]2.1、立孔段不满管流动；2.2、立孔底部膏体；2.3水平管内上层轻质浆体；2.4水平管内下层重质沉积物。
具体实施方式
[0028]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利技术进行详细阐述。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、
“
外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0029]实施例1：
[0030]如图1
‑
图4所示，本专利技术提供了一种小充填倍线似膏体充填的防堵管结构及方法，包括膏体充填站1和输浆管2，所述输浆管2通向采空区5，所述输浆管2分为地表段输浆管21、立孔段输浆管22和地下段输浆管23，所述地下段输浆管23上设有增阻背压阀3，所述增阻背压阀3用于增加输浆管2内似膏体的流动阻力，目的是使整个输浆管2内的充满似膏体，让似膏体在输浆管内呈柱塞状整体流动，避免流动不均匀而造成分层、沉积、堵管的现象。所述增阻背压阀3进行间歇式的开启和关闭，利用高度差产生的压力使似膏体4在输浆管2内呈间歇性脉冲式运动，从而实现似膏体在输浆管内始终保持柱塞状的间歇式流动，有效减少似膏体充填的堵管几率，进一步提高似膏体充填技术的可靠性和通用性。
[0031]进一步的，所述增阻背压阀3安装在地下段输浆管23的最低处，所述地下段输浆管23分为背压阀入口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小充填倍线似膏体充填的防堵管结构，包括膏体充填站和输浆管，所述输浆管通向采空区，其特征在于：所述输浆管分为地表段输浆管、立孔段输浆管和地下段输浆管，所述地下段输浆管上设有增阻背压阀，所述增阻背压阀用于增加输浆管内似膏体的流动阻力，使整个输浆管内的充满似膏体，似膏体在输浆管内呈柱塞状流动，所述增阻背压阀进行间歇式的开启和关闭，利用高度差产生的压力使似膏体在输浆管内呈间歇性脉冲式运动。2.根据权利要求1所述的小充填倍线似膏体充填的防堵管结构，其特征在于：所述增阻背压阀安装在地下段输浆管的最低处。3.根据权利要求2所述的小充填倍线似膏体充填的防堵管结构，其特征在于：所述地下段输浆管分为背压阀入口管和背压阀出口管，两者通过增阻背压阀相连接，所述背压阀出口管通向采空区。4.根据权利要求3所述的小充填倍线似膏体充填的防堵管结构，其特征在于：所述增阻背压阀为液压储能型背压阀。5.根据权利要求4所述的小充填倍线似...

【专利技术属性】
技术研发人员：张跃华，孙钦亮，公绪传，李宁，刘贵明，孙敬宝，孙印波，
申请(专利权)人：山东恒驰矿业装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：