[实用新型]气动水力采煤设备

说明书

本实用新型涉及水力采煤及管道运输的技术领域，具体地讲涉及水力采煤及水力提升和远距离管道输送的主要设备——气动水采设备。

水力采煤是矿采的主要开采方法之一，煤桨有压力运输、提升是水力采煤工艺的重要技术环节之一，水力运输的特点是它可与水力开采组成一个统一的系统，将开采的矿物直接从工作面运到主井水泵房，再升到地面。长期以来，我国水采矿井中还是只采用煤水泵作为水力运输及提升的设备，煤水泵主要以离心式煤水泵为主，离心式煤水泵基本上可分为三种类型：(1)悬臂式单级泵，包括一般离心式杂质泵和涡流泵，其杨程不超过100米水柱，排量300～800米³/时，排煤粒径小于80毫米。(2)两级水平中开螺壳式离心泵，其排量450米³/时和750米³/时，杨程按配备的不同叶轮和排出螺壳衬套分别为150或200米水柱、250或300米水柱，并可并联使用，即最高杨程可达600米水柱；排煤粒径小于50毫米。这种类型的煤水泵主要用于原煤全部水力运输和提升的大中型矿井。(3)分段多级离心式高杨程煤水泵，其排量为300米³/时，其杨程为180～780米水柱(3～13级)，排煤粒度小于3毫米，这种煤水泵主要用于原煤分级运输、提升(块煤旱运)的水采区域或水采矿井排送煤泥水。

但是，无论上述哪种类型的煤水泵都由于磨损而使用寿命不长，存在着提高杨程与减少排送粒度的矛盾，同时为了兼顾提高泵的杨程和压缩排量的矛盾，排煤粒度都较小，最大不超过100mm，一般都小于50mm。另一个问题是采用两相流水力掘进工艺，高压泵和高压水枪联合工作，单位时间内落煤量大，进度相当快，大量瓦斯集中在较短的出煤时间内涌出。据考察水掘巷道在水枪射流落煤的20min左右的时间内，瓦斯涌出量是正常值的4～5倍，工作面即使供风量很大，也往往不能满足稀释最大瓦斯量的要求，因而经常造成瓦斯浓度超限，发生瓦斯爆炸。

本实用新型的目的即由此产生，就是要提供一种可供三相流(气、固、液)水采工艺使用的气动水采设备，彻底解决离心式煤水泵磨损严重、寿命短的问题，既增大排煤粒度又提高杨程及机械效率、消除瓦斯爆炸及实现原煤的远距离管道输送和提升。

本实用新型采用如下的技术方案实现上述发明目的：(1)以气动水采设备代替传统的离心式多级泵，作为水力采煤的主要设备，由两个卧式的互不相通、独立工作的高压容器一组气管、一组水管加控制传动系统组成，由气管供气、水管供水，以压缩空气为动力把两个卧式高压容器内的清水交替地压出来与高压水枪直接联接配合工作。(2)以气动水采设备代替离心式煤水泵，其也由两个互不相通、独立工作的高压容器、一组水管、一组气管及控制传动部分组成，不同的是它还有与之并联的气动水仓，且两个高压容器是立式的，它使煤水液在气动水仓内形成煤水、气三相流沸腾，达到均匀给煤，以压缩空气为动力把煤水混合液从两个立式的高压容器内交替地压出来送入管道，以排水代替运输达到原煤管道提升和远距离管道输送的目的，解决了离心式煤水泵存在的问题。

本实用新型所述的气动水采设备可代替离心式多级泵，设置在井下工作面，与高压水枪产生的高压射流进行水力采掘，可达到开一棚、架一棚，其效率决定于高压压缩机的效率，其在水力掘进时，在工作面释放出来的强大气流，可强有力地冲淡在水枪落煤瞬时大量涌出的瓦斯，消除煤尘，瓦斯爆炸代替30％～50％的配风，节约大量的电能。

本实用新型所述的气动水采设备，可代替传统离心式煤水泵，以气、固液三相流为基础，在气动水仓及两个立式的高压容器内，调整气流的一定速度，使煤水液“沸腾”，防止煤粒的沉淀。

本实用新型所述的气动水采设备与离心式煤水泵相比具有以下优点：