[发明专利]用于井下水力割缝的磨料搅拌装置与磨料水在线连续供水方法

说明书

本发明公开了一种用于井下水力割缝的磨料搅拌装置，包括搅拌罐，搅拌罐顶部设有用于向搅拌罐内提供磨料的进料漏斗，搅拌罐底部设有进水口，搅拌罐侧部连接有出水总管，出水总管上设有出水泵；出水总管的出水作为射流割缝用水；进水口通过进水管连接有水源，水源的水压高于搅拌罐内装满水时的水压；搅拌罐底端向下设有排渣阀；搅拌罐顶端设有变频防爆电机，变频防爆电机的输出轴向下伸入搅拌罐并连接有搅拌机构。本发明还公开了相应的磨料水在线连续供水方法。水流经布水盘的带动产生旋转，形成旋转向上水流；旋转向上水流的旋转方向与各搅拌叶片层的旋转方向相反，紊流更强烈，提高搅拌效果，使得磨料和水混合地更为均匀，提高射流割缝作业效果。

技术领域

本发明涉及煤矿井下水力割缝技术领域，尤其涉及磨料与水的混合技术。

背景技术

作为一种应用广泛的水力化措施，水力割缝技术在煤层增透方面和顶板控制方面应用效果十分显著。

传统水力割缝技术用纯水作为介质，对硬煤乃至岩石的割缝效果并不理想，具体表现为割缝深度较浅，存在煤层增透效果差和水压裂缝的定向扩展范围有限的问题。

磨料的添加和使用能明显改善水力割缝效果。然而常见的水力割缝磨料诸如金刚石、碳化硅等密度明显大于水的密度，现有的磨料搅拌装置不能实现磨料的混合均匀，导致水力割缝效果不理想。

因此，为有效解决磨料混合不均从而导致水力割缝效果差的问题，开发一种用于水力割缝的磨料搅拌装置非常必要。以往磨料水都是提前搅拌好后供给射流割缝使用，不能在射流割缝过程中在线连续搅拌并供给磨料水。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于井下水力割缝的磨料搅拌装置，用于提高磨料与水的混合均匀程度从而提高水力割缝的效果。

为实现上述目的，本发明的用于井下水力割缝的磨料搅拌装置包括搅拌罐，搅拌罐顶部设有用于向搅拌罐内提供磨料的进料漏斗，搅拌罐底部设有进水口，搅拌罐侧部连接有出水总管，出水总管上设有出水泵；出水总管的出水作为射流割缝用水；

进水口通过进水管连接有水源，水源的水压高于搅拌罐内装满水时的水压；

搅拌罐底端向下设有排渣阀；

搅拌罐顶端设有变频防爆电机，变频防爆电机的输出轴向下伸入搅拌罐并连接有搅拌机构。

所述搅拌机构包括搅拌叶片装置和旋转布水装置；

搅拌叶片装置包括若干搅拌叶片层，各搅拌叶片层均水平设置并上下间隔连接在变频防爆电机的输出轴上；每个搅拌叶片层均包括两个搅拌叶片组，两个搅拌叶片组关于变频防爆电机的输出轴中心对称；

各搅拌叶片组内的多个搅拌叶片形成等差数列，且最短的搅拌叶片为搅拌罐半径的六分之一至五分之一，最长的搅拌叶片为搅拌罐半径的六分之五至十分之九；

变频防爆电机的输出轴向下伸入传动壳体并固定连接有第一伞齿轮；传动壳体通过连接杆或连接架与搅拌罐内壁固定连接；传动壳体内设有第四伞齿轮、第二伞齿轮、第三伞齿轮和所述第一伞齿轮；第一伞齿轮和第四伞齿轮均水平设置，第二伞齿轮和第三伞齿轮均竖向设置；

第一伞齿轮左部向下与第二伞齿轮相啮合，第一伞齿轮右部向下与第三伞齿轮相啮合；第二伞齿轮向下与第四伞齿轮的左部相啮合，第三伞齿轮向下与第四伞齿轮的右部相啮合；第二伞齿轮的安装轴和第三伞齿轮的安装轴分别与传动壳体的内表面通过轴承转动配合；

第四伞齿轮向下连接有第二转轴，第二转轴的旋转方向与变频防爆电机的输出轴的旋转方向相反，第二转轴向下伸出传动壳体并固定连接有所述旋转布水装置，旋转布水装置包括与第二转轴固定连接的布水盘，布水盘上沿圆周方向均匀设有多个布水通孔组，每个布水通孔组均包括多个沿径向均匀间隔设置的布水通孔，布水通孔上下贯通布水盘并用于形成旋转向上水流；