[发明专利]深层矿井蓄热水泥砂浆制备及垂直防固化输浆系统及方法有效

专利信息
申请号: 202011574170.2 申请日: 2020-12-25
公开(公告)号: CN112679149B 公开(公告)日: 2022-01-28
发明(设计)人: 张小艳;曹天润;刘浪;卜宝芸;薛攀源;柯亚萍;杜强强 申请(专利权)人: 西安科技大学
主分类号: E21F15/00 分类号: E21F15/00;C04B28/00;E21F15/06;B28C5/16
代理公司: 西安启诚专利知识产权代理事务所(普通合伙) 61240 代理人: 李艳春
地址: 710054 *** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 深层 矿井 蓄热 水泥砂浆 制备 垂直 固化 系统 方法
【说明书】:

发明公开了深层矿井蓄热水泥砂浆制备及垂直防固化输浆系统,包括料浆搅拌罐、料浆防溅罩、井上输浆管道、输浆直管、渐缩管、输浆中空管、渐扩管、弯头、井下水平管道和安装于井下水平管道上的水灰比检测仪和井下输浆泵;输浆直管一端与料浆防溅罩下部开口连通,井上输浆管道上安装有第一电磁式流量调节阀,渐扩管与弯头竖直段连通,输浆直管上安装有第一压力传感器,输浆中空管上安装有加热器,弯头的竖直段上安装有第二压力传感器,井下水平管道一端与弯头水平段连通,另一端向远离弯头水平段的方向延伸,井下水平管道上安装有第三压力传感器和第四压力传感器。该系统方便进行蓄热水泥砂浆输送到深层矿井,操作方便,成本低,工作可靠度高。

技术领域

本发明属于高温深层矿井充填技术领域,具体涉及深层矿井蓄热水泥砂浆制备及垂直防固化输浆系统及方法。

背景技术

随着浅部资源逐渐减少和枯竭,开采深度越来越大,目前我国面临深部开采的矿山占全国矿山总数的90%,对于深部矿床开采,必定会出现高地应力、高地温等诸多问题,所以深部矿山开采时,高地应力造成的安全问题、高地温带来的热害问题日益成为制约深部矿床有效开采的重要因素。

充填采矿法是伴随落矿、运搬及进行其他作业的同时,用充填料充填采空区的采矿方法。随着回采工作面的推进,向采空区送入充填材料,以进行地压管理、控制围岩崩落和地表移动,并在形成的充填体上或在其保护下进行回采,是深部开采时控制地压的有效措施。在利用充填法进行深部矿床开采的同时,充填材料如果添加蓄热功能材料,则可以利用其蓄热性能吸收周围围岩及采场风流热量进行蓄热,吸收地热的同时实现采场降温,即利用充填体进行地热开采并实现采场协同降温。

对于深井充填采矿法的制备蓄热浆和输送过程中,快速制备定形相变材料和深井输送蓄热浆过程是两个重要的环节。现有制备定形相变材料技术无法满足制备充填蓄热浆时定形相变材料的大量使用的要求,且在制备定形相变材料的过程中存在大量的未使用的相变材料溶液被浪费,十分不环保,并且对于水泥砂浆的深井输送过程中,大多使用缓降装置如卸压箱、蝶阀等,来避免水泥砂浆在深井垂直管道中的固化、堵管和离析,由于深井管道很长,在垂直管道上要设置数量众多的缓降装置,为了容纳缓降装置需要把深井挖掘直径相应扩大,增大深井挖掘难度,且缓降装置不利于回收再次利用,当前在这两个环节上,还存在上述诸多问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供深层矿井蓄热水泥砂浆制备及垂直防固化输浆系统及方法。该深层矿井蓄热水泥砂浆及垂直防固化输浆系统,结构简单,设计新颖合理,方便进行蓄热水泥砂浆输送到深层矿井,操作方便,成本底,通过设置包括渐缩管、输浆中空管、渐扩管、加热器和水灰比检测仪的深井垂直输浆系统,使蓄热浆处于适宜的水灰比状态,工作可靠度高。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种深层矿井蓄热水泥砂浆制备及垂直防固化输浆系统,其特征在于,包括深井垂直输浆系统,所述深井垂直输浆系统包括井上输浆系统、垂直输浆管道、弯头和井下水平输浆管道;

所述井上输浆系统包括料浆搅拌罐、料浆防溅罩和用于将料浆搅拌罐中的料浆输送到料浆防溅罩的井上输浆管道;

所述垂直输浆管道包括依次连接的输浆直管、渐缩管、输浆中空管和渐扩管,所述输浆直管远离渐缩管的一端与料浆防溅罩下部开口连通;

所述井上输浆管道上安装有第一电磁式流量调节阀;

所述弯头包括垂直连通的竖直段和水平段,所述水平段的中轴延长线与渐扩管的中轴延长线垂直,所述渐扩管远离输浆中空管的一端与所述弯头的竖直段连通;

所述输浆直管上靠近料浆防溅罩处安装有第一压力传感器;

所述输浆中空管上靠近渐扩管处安装有加热器,所述加热器上连接有加热器温度传感器,所述加热器的数量为多个;

所述弯头的竖直段上安装有第二压力传感器;

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