[发明专利]一种自流输送矿山充填钻孔保护系统及修复方法

说明书

本发明公开了一种自流输送矿山充填钻孔保护系统，包括充填导向管、地表输送管道和水平输送管道，所述充填导向管安装在充填孔内；所述地表输送管道上配置有加水阀，地表输送管道的出口与充填导向管的上端连通；所述水平输送管道上沿沿料浆流动方向依次配置有排气阀、第二球阀和第三球阀，水平输送管道的进料口与充填道导向管的下端连通，水平输送管道的出料口与待充填的采空区连通。本发明的有益效果为：在浆料充填前向充填钻孔充水，使料浆在整个充填过程中直接流入充填钻孔与水混合，浆流柱不与管壁接触，有效防止了浆料对充填钻孔的冲击，延长了充填钻孔的使用寿命。

技术领域

本发明涉及矿山井下开采辅助设备，具体涉及一种自流输送矿山充填钻孔保护系统及修复方法。

背景技术

井下开采分为四大块：采矿、掘进、充填、运输，其中充填是其中重要一环。而充填钻孔是充填的喉舌，对它的保护和修复尤为重要。矿山充填在防止围岩移动，地表下沉、塌陷，降低贫化率等方面是矿山开采和地质保护的需要。

矿山充填方法有很多，有废石充填、尾砂充填、胶结充填，其中尾砂充填和胶结充填从成本和便利上考虑，基本上采用地表制备料浆，通过垂直钻孔和水平管道，经过分层处理，自流输送至所需充填采空区。

充填料浆浓度多为重量浓度65％—80％之间，为了便于输送，钻孔直径要大于150毫米。钻孔的形成过程为：根据地质情况选定坐标点，先用小钻具钻孔，再用大钻具扩孔，下管套，下内衬耐磨钢管，孔隙注浆等(如图1所示)。由于工艺原因，存在径向跳动，钻孔偏斜率≥1％。钻孔每米费用目前在3000元左右。

充填料浆输送过程为：料浆制备，向钻孔放入引路水，湿润垂直和水平管道管壁，接着放入制备好浆体。料浆进入钻孔产生重力加速度，同时由于钻孔自身的偏斜率，料浆在某个阶段将不断冲刷内衬耐磨钢管壁，加快磨损，进而产生钢管卷边、岩石破损现象，进而使钻孔报废。目前一般单个钻孔的使用寿命为100万立方米左右，使用寿命短。

因此，有必要对现有技术进行改进。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种自流输送矿山充填钻孔保护系统及修复方法。

本发明采用的技术方案为：一种自流输送矿山充填钻孔保护系统，包括充填导向管、地表输送管道和水平输送管道，所述充填导向管安装在充填孔内；所述地表输送管道上配置有加水阀，地表输送管道的出口与充填导向管的上端连通；所述水平输送管道上沿料浆流动方向依次配置有排气阀、第二球阀和第三球阀，水平输送管道的进料口与充填导向管的下端连通，水平输送管道的出料口与待充填的采空区连通。

按上述方案，在水平输送管道上还配置有第一球阀，排气阀、第一球阀、第二球阀和第三球阀依次布置。

按上述方案，所述第二球阀和第三球阀设于水平输送管道的出料口处；所述第一球阀与水平输送管道出料口之间的距离A为其中，H为充填钻孔12的长度，m；L为水平输送管道9的长度，m。

按上述方案，在排气阀上游的水平输送管道上设置第一流量计。

按上述方案，在加水阀下游的地表输送管道上安装有第二流量计。

按上述方案，所述第一流量计和第二流量计均为电磁流量计。

按上述方案，所述充填钻孔包括外套管体、内衬管体，以及设于外套管体和内衬管体之间的混凝土层。

本发明提供了一种自流输送充填钻孔修复方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、提供如上所述保护系统；

步骤二、打开出料口处的第二球阀，关闭第一球阀，打开排气阀和加水阀7，向管内注水，待排气阀出水后关闭排气阀，使管内注满水，记录此时第一流量计和第二流量计的读数；