氣攪泵送引流式礦井水倉清淤的製造方法

2023-04-26 17:53:36

氣攪泵送引流式礦井水倉清淤的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種氣攪泵送引流式礦井水倉清淤機,是應用於地下金屬礦井水倉的清淤機械。其包括噴氣管，風動潛汙泵，攪拌桶，注漿泵，注漿管，主排水管等部份。噴氣管插入淤泥堆積層中,利用其高速噴出的氣體，衝散淤泥並稀釋在積水中而成為淤泥漿,啟動潛汙泵抽淤，抽出的淤泥漿進入攪拌桶攪拌並進入注漿泵,淤泥漿經注漿泵加壓後注入主排水管中，被主排水管中的排水水流稀釋並帶到地表，進入地表沉沙池進行沉澱。本實用新型不需要排盡水倉內積水便可以進行清淤，淤泥無需脫水和礦車運送，便可排至地表,清淤過程不阻斷運輸通道，清淤效率高。
【專利說明】氣攪泵送引流式礦井水倉清淤機

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種氣攪泵送引流式礦井水倉清淤機，是應用於地下金屬礦井水倉的清淤機械，屬於礦業機械設備領域。

【背景技術】
[0002]礦井水倉是匯集和容納礦井同一水平面各處湧水的坑道，它不僅可以在突然斷電或排水設備發生故障時容納停歇時的湧水，同時還肩負著沉澱水中巖粉及雜質的使命，也是防止礦井水災的重要設施。水倉通常分割為主水倉和副水倉，兩者輪換清理與使用。由於大量湧水攜帶礦巖顆粒物進入水倉並不斷淤積，水倉的有效儲水容積不斷減小，如果出現停電，淹井可能性增大。大量淤泥的堆積還可能造成排水泵吸水管堵塞，水泵不能正常運行。排水泵如果長期排含有淤泥的水，水泵磨損將會加劇，降低水泵的使用壽命，增加維護成本，導致排水電耗大幅增加。因此，礦井水倉及時清淤是保證礦井排水安全、延長水泵壽命、提高排水系統效率的有效方法之
[0003]公知的礦井水倉的清淤機械主要有:
[0004]1.各種挖掘、扒料、裝載式水倉清淤機清淤:切斷進入清淤水倉的湧水，將水倉內積水排盡和疏幹後，應用刮板機、扒鬥機、扒料機、鏈鬥機、抓斗機、鏟鬥機、螺旋裝載等水倉清淤機掘取或裝載淤泥，然後提升淤泥卸載到礦車中，再通過豎井或斜井運輸運到地表。因這類清淤機結構較複雜，在水倉內行走不便，加之清淤時需要佔用數十輛礦車和豎井或斜井運輸通道等因素，導致清淤效率不高，且對正常生產影響較大，所以未能大範圍推廣應用。
[0005]2.礦井水倉連續自動清淤設備清淤:基於煤礦的煤泥水進入水倉後向排水泵泵口流動過程中，多數顆粒度較大的煤泥顆粒都能在前半段得到沉降的理論分析，在水倉不停用的情況下，通過設置在水倉底部的收集槽收集沉降的煤泥顆粒，藉助於連續慢運轉的收集刮鬥將煤泥刮入鬥中輸送至水倉口，翻入高頻振動脫水篩中，脫去多餘水分後進入礦車運出；或者是採用泵吸式沉積物收集器，使其沿設定的軌道潛行於礦井水倉中收集固體沉積物，通過輸送管，將沉積物輸送到壓濾機中進行壓濾，脫去水分後，泥餅裝車運輸到井上。其優點是實現了水倉在不停運的情況下把水倉中的水和沉積物實時進行一定程度的分離，實現清淤，但只適用於長度較短的水倉，當水倉長達數百米時，收集槽(器)覆蓋的區域有限，在覆蓋區域外也會產生煤泥沉降淤積，由於收集槽(器)在水倉中運動，雖然運行速度較慢，還是會對較小的煤泥顆粒的有效沉降產生一定影響，這部分顆粒隨水流進入主排水泵，會造成價值較昂貴的排水泵的磨損。
[0006]3.泵吸式水倉清淤機清淤:切斷進入清淤水倉的湧水，將水倉內已有的積水排盡後，依靠清淤機的刮鏟刮取煤泥，噴淋水稀釋，螺旋攪拌機構攪拌造漿，或者是通過攪吸破碎頭對煤泥進行破碎、攪拌，高壓噴頭噴水造漿，然後用煤泥輸送泵泵送淤泥漿到振動篩，通過振動篩的分級和脫水作用，0.5mm以上顆粒雜物被篩選出來並被裝入礦車中,0.5mm以下淤泥漿由給料泵送到壓濾機中把水分離出來，清水被排出，泥餅亦被裝入礦車運走；或者是履帶式攪拌抽排車抽排淤泥漿經輸送系統進入緩衝攪拌倉，進行暫存攪拌，流向加壓系統，再由加壓泵對其加壓輸送進入壓濾系統，在壓濾機內進行水和泥分離，清水流出，壓濾下的乾物料泥落入轉載皮帶機，轉運至礦車上運走。這類清淤機結構複雜、清淤過程環節多、成本高、體積大，清淤時需要佔用運輸巷道，對斷面較小的運輸巷道，會阻斷生產和施工工程的正常運輸，造成停產，故只適用於大斷面運輸巷道的礦山水倉清淤。
[0007]4.高壓水射流衝淤:在水倉正常使用時，應用高壓水射流衝擊水倉內淤泥，被衝散的淤泥稀釋在水倉蓄水中，隨排水泵的正常排水排出。由於排水泵需經常抽排含有大量淤泥的渾水，水泵磨損會急劇加快，會大幅度降低價值較昂貴的排水泵的使用壽命和技術性倉泛。
[0008]綜上所述，雖然現在已有十餘種礦山水倉清淤機械及清淤方法，但都有其局限性，或者是清淤效率不高，或者是對價值較昂貴的主水泵壽命和性能不利，或者是結構複雜、環節多、體積大、佔據運輸巷道，影響或阻斷平巷、豎井或斜井的正常生產和施工運輸，清淤成本高和使用條件受限。因此，有必要進一步開發結構相對簡單而又高效實用、體積又小的水倉清淤機，滿足中小型礦山特別是金屬礦山水倉清淤的需要。


【發明內容】

[0009]本實用新型的目的在於開發一種氣攪泵送引流式礦井水倉清淤機，以高壓氣體攪散水倉內的淤泥造漿，運用潛汙泵抽送，注漿泵加壓將淤泥漿注入排水管道，利用正常排水水流稀釋並引流輸送到地表的金屬礦井水倉清淤機。該清淤機不需要排盡水倉內積水便可以進行清淤，淤泥無需脫水和礦車運送，便可排至地表。該機清淤過程不阻斷運輸通道，清淤效率高。
[0010]本實用新型通過以下技術方案完成:其包括噴氣管1，風動潛汙泵2，排漿軟管3，氣管接頭4，壓氣軟管5，連接管6，噴氣開關7，排漿軟管連接法蘭8，攪拌桶連接法蘭9，攪拌桶10，注漿泵吸漿管開關11，注漿泵吸漿管12，注漿泵13，注漿管14，注漿管連接法蘭15，主排水管16，攪拌桶10又包括攪拌桶上蓋10-1，電動機10-2，減速器10_3，攪拌軸10-4，攪拌螺旋葉片10-5。
[0011]噴氣管I的一頭插入淤泥堆積層D中，另一頭與噴氣開關7螺紋連接，連接管6的前後兩端分別與噴氣開關7和氣管接頭4螺紋連接，氣管接頭與接礦山壓氣管網的壓氣軟管5為卡套連接，噴氣開關控制壓氣的開、關及氣量大小，噴氣管前端一段的內孔為錐孔，以提高壓氣的噴射速度，風動潛汙泵2的底座放置於水倉右側斜面上或水倉底面，泵的下半部以及整個泵體浸入淤泥漿中，泵的頂部接來自壓氣管網的壓氣軟管，風動潛汙泵2用排漿軟管連接法蘭8與排漿軟管3連接，排漿軟管通過攪拌桶連接法蘭9與攪拌桶10連接，攪拌桶安置在水倉頂部右側巷道內，電動機10-2的殼體下端與減速器10-3的箱體上端用螺釘連接，減速器箱體下端面用螺釘安裝在攪拌桶上蓋10-1上，減速器的輸出軸與攪拌軸10-4固連為一體，攪拌螺旋葉片10-5焊接在攪拌軸上，注漿泵吸漿管11的兩頭分別與攪拌桶下部出口和注漿泵13的入口固定連接，注漿泵吸漿管上裝有開關12，注漿泵也是安置在水倉頂部右側巷道內，注漿管(14)的一端與注漿泵出口固定連接，其另一端通過注漿管上的連接法蘭(15)連接並斜向插入主排水管(16)的注漿斜孔中並焊接在一起，注漿管(14)與主排水管(16)之間的夾角a為15° — 45°。 D為進入水倉中湧水所帶固體顆粒物沉澱形成的淤泥堆積層，F為被高壓氣體攪散的淤泥稀釋在積水中而成的淤泥漿。
[0012]清淤機開始清淤前，將攪拌桶10和注漿泵13安裝到位，連接好全部管道，切斷進入清淤水倉的湧水，使湧水進入另一水倉，清淤水倉的水泵繼續排水，當排到水倉內水量滿足造漿所需水量時，停止排水，然後啟用另一水倉向地表排出湧水。清淤操作者位於水倉右側斜面上，手握噴氣管I的後端，將噴氣管前端伸入水倉積水下的淤泥堆積層D中，開啟噴氣開關7，從壓氣管網來的壓氣(壓氣壓力為0.5—0.1MPa)經壓氣軟管5、氣管接頭4、連接管6和噴氣管並從其前端的錐孔向淤泥堆積層高速噴出，衝散周圍淤泥稀釋在積水中而成為淤泥漿F，不斷移動噴氣管前端的位置，就能實現較大範圍內的衝淤造漿，通過噴氣開關調節噴出氣流的大小而控制衝淤造漿效果，既要能衝散淤泥，又不能造成泥漿飛濺，當泥漿濃度達到35%—45%時(如果淤泥漿濃度過低，會造成系統排淤效率低下，如果濃度過高會造成堵管)，將風動潛汙泵沿右側斜面向下推入泥漿中(泵重約28處.，吸入顆粒的粒度(14mm)，啟動潛汙泵抽淤，抽出的淤泥漿經排漿管3進到攪拌桶10內，開動電動機10_2，驅動攪拌軸10-4和攪拌螺旋葉片10-5逆時針旋轉，對攪拌桶內的淤泥漿進行攪拌，防止沉澱，保持其流動性，然後打開注漿泵吸漿管開關11，啟動注漿泵13，攪拌桶內的淤泥漿經吸漿管12被吸入注漿泵內，經注漿泵加壓後通過注漿管14按斜向箭頭的方向注入到主排水管16中，被沿箭頭方向流動的排水水流稀釋並帶到地表，進入地表沉沙池進行沉澱。注漿泵壓力調節為排水管內壓力的1.4-1.5倍，淤泥漿流量與排水流量的比值為1.5-2%。風動潛汙泵開始抽淤的同時，開啟接另一水倉的引水軟管開關，向清淤水倉內放水，補充繼續造漿所需的水量。由於水倉內的淤泥堆積層具有一定的流動性，隨著衝淤造漿和抽淤工作的繼續，水倉內淤泥堆積層高度不斷下降，潛汙泵周圍的泥漿層深度也逐漸變淺，操作者可沿水倉右側斜面逐步移動潛汙泵到水倉底部，然後再向左側移動進行抽淤，噴氣造漿的位置也不斷向左延伸。當水倉左側淤泥堆積層的高度降低到其流動性變差時，可在靠近淤泥堆積層處，用沙袋沿水倉寬度方向堆砌一道低矮臨時圍堰，在圍堰內繼續放水、噴氣造漿和抽淤。依次逐段向左推進，直至完成整個水倉的主要清淤工作。接下來，只需對水倉內剩餘的少數大於14_的粗顆粒和雜物作善後清理即可。
[0013]本實用新型的優點在於:(1)由於本清淤機需要在水倉內保留適量積水用於造漿，所以清淤時不需要排盡和疏幹水倉內積水，比較省時省力；(2)氣攪造漿和泵送淤泥漿並注入排水管道內，利用正常排水水流稀釋並輸送到地表，井下無淤泥挖掘、脫水、礦車運送和豎井及斜井提升等環節，清淤效率高；(3)由於清淤效率高，清淤時間縮短，也縮短了清淤期間另一水倉單水倉運行的時間，有效緩解了一個水倉清淤時排水系統應對緊急情況的排水壓力；(4)本清淤機體積小，清淤過程不阻斷運輸通道，不影響正常運輸生產，其產生的間接經濟效益顯著。因此本設計具有明顯的實用價值、經濟價值和推廣應用價值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型組成結構圖，圖中I為噴氣管，2為風動潛汙泵，3為排漿軟管，8為排漿軟管連接法蘭，9為攪拌桶連接法蘭，10為攪拌桶，10-1為攪拌桶上蓋，10-2為電動機，10-3為減速器，10-4為攪拌軸，10-5為攪拌螺旋葉片，11為注漿泵吸漿管開關，12為注漿泵吸漿管，13為注漿泵，14為注漿管，15為注漿管連接法蘭，16為主排水管，D為淤泥堆積層，F為淤泥漿，a為注漿管與主排水管的夾角。
[0015]圖2是圖1的A部放大圖，圖中4為氣管接頭，5為壓氣軟管，6為連接管，7為噴氣開關。

【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，其包括噴氣管I，風動潛汙泵2，排漿軟管3，氣管接頭4，壓氣軟管5，連接管6，噴氣開關7，排漿軟管連接法蘭8，攪拌桶連接法蘭9，攪拌桶10，注漿泵吸漿管開關11，注漿泵吸漿管12，注漿泵13，注漿管14，注漿管連接法蘭15，主排水管16，攪拌桶10又包括攪拌桶上蓋10-1，電動機10-2，減速器10-3，攪拌軸10-4，攪拌螺旋葉片10_5。
[0017]噴氣管I的一頭插入淤泥堆積層D中，另一頭與噴氣開關7螺紋連接，連接管6的前後兩端分別與噴氣開關7和氣管接頭4螺紋連接，氣管接頭與接礦山壓氣管網的壓氣軟管5為卡套連接，噴氣開關控制壓氣的開、關及氣量大小，噴氣管前端一段的內孔為錐孔，以提高壓氣的噴射速度，風動潛汙泵2的底座放置於水倉右側斜面上或水倉底面，泵的下半部以及整個泵體浸入淤泥漿中，泵的頂部接來自壓氣管網的壓氣軟管，風動潛汙泵2用排漿軟管連接法蘭8與排漿軟管3連接，排漿軟管通過攪拌桶連接法蘭9與攪拌桶10連接，攪拌桶安置在水倉頂部右側巷道內，電動機10-2的殼體下端與減速器10-3的箱體上端用螺釘連接，減速器箱體下端面用螺釘安裝在攪拌桶上蓋10-1上，減速器的輸出軸與攪拌軸10-4固連為一體，攪拌螺旋葉片10-5焊接在攪拌軸上，注漿泵吸漿管11的兩頭分別與攪拌桶下部出口和注漿泵13的入口固定連接，注漿泵吸漿管上裝有開關12，注漿泵也是安置在水倉頂部右側巷道內，注漿管(14)的一端與注漿泵出口固定連接，其另一端通過注漿管上的連接法蘭(15)連接並斜向插入主排水管(16)的注漿斜孔中並焊接在一起，注漿管(14)與主排水管(16)之間的夾角a為15° — 45°。
【權利要求】
1.氣攪泵送引流式礦井水倉清淤機，其特徵在於:其包括噴氣管(I)、風動潛汙泵(2)、排漿軟管(3)、氣管接頭(4)、壓氣軟管(5)、連接管(6)、噴氣開關(7)、排漿軟管連接法蘭(8)、攪拌桶連接法蘭(9)、攪拌桶(10)、注漿泵吸漿管開關(11)、注漿泵吸漿管(12)、注漿泵(13)、注漿管(14)、注漿管連接法蘭(15)和主排水管(16)，攪拌桶(10)又包括攪拌桶上蓋(10-1),電動機(10-2)、減速器(10-3)、攪拌軸(10-4)和攪拌螺旋葉片(10-5),噴氣管(O的一頭插入淤泥堆積層D中，另一頭與噴氣開關(7)螺紋連接，連接管(6)的前後兩端分別與噴氣開關(7)和氣管接頭(4)螺紋連接，氣管接頭與接礦山壓氣管網的壓氣軟管(5)為卡套連接，噴氣管前端一段的內孔為錐孔，風動潛汙泵(2)的底座放置於水倉右側斜面上或水倉底面，泵的下半部以及整個泵體浸入淤泥漿中，泵的頂部接來自壓氣管網的壓氣軟管，風動潛汙泵(2 )用排漿軟管連接法蘭(8 )與排漿軟管(3 )連接，排漿軟管通過攪拌桶連接法蘭(9)與攪拌桶(10)連接，攪拌桶安置在水倉頂部右側巷道內，電動機(10-2)的殼體下端與減速器(10-3)的箱體上端用螺釘連接，減速器箱體下端面用螺釘安裝在攪拌桶上蓋(10-1)上，減速器的輸出軸與攪拌軸(10-4)固連為一體，攪拌螺旋葉片(10-5)焊接在攪拌軸上，注漿泵吸漿管(11)的兩頭分別與攪拌桶下部出口和注漿泵(13)的入口固定連接，注漿泵吸漿管上裝有開關(12)，注漿泵安置在水倉頂部右側巷道內，注漿管(14)的一端與注漿泵出口固定連接，其另一端通過注漿管上的連接法蘭(15)連接並斜向插入主排水管(16)的注漿斜孔中並焊接在一起。
2.根據權利要求1所述的氣攪泵送引流式礦井水倉清淤機，其特徵在於:注漿管(14)與主排水管(16)之間的夾角a為15° — 45°。
【文檔編號】E21F16/00GK204139227SQ201420520257
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月11日 優先權日:2014年9月11日
【發明者】陳光華, 朱貴運, 陳青, 張院萍, 楊奎, 李永川, 繆應傳 申請人:彝良馳宏礦業有限公司