阅读说明：本技术 一种用于充填地下矿山采空区的箱式弯管充填装置 (Box-type bent pipe filling device for filling underground mine goaf ) 是由 杨兴丽 何丹 郑玉洁 潘威 杨娜娜 于 2019-11-20 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种用于充填地下矿山采空区的箱式弯管充填装置,包括增压泵和多根充填平管,多根充填平管均沿着水平方向布置并且其布置高度逐渐降低,其中第一根充填平管与增压泵输出端连接,最后一根充填平管伸入地下矿山采空区,任意相邻两根充填平管通过沿竖直方向布置的充填竖管连接,所有充填平管与所有充填竖管长度之和为L,第一根充填平管与最后一根充填平管之间的相对高度差为H,增压泵工作压头为h,则L、H、h之间满足以下关系式：L×H+h＜9。采用本发明的技术方案,通过合理地设置充填管路路径,充分利用了料浆自身重力流动充填入口矿井采空区以内,实现了对料浆的长距离输送,降低了对所使用的增压泵的技术要求,提高了充填效率。(The invention provides a box-type bent pipe filling device for filling an underground mine goaf, which comprises a booster pump and a plurality of filling flat pipes, wherein the plurality of filling flat pipes are arranged along the horizontal direction, the arrangement height of the plurality of filling flat pipes is gradually reduced, the first filling flat pipe is connected with the output end of the booster pump, the last filling flat pipe extends into the underground mine goaf, any two adjacent filling flat pipes are connected through filling vertical pipes arranged along the vertical direction, the sum of the lengths of all the filling flat pipes and all the filling vertical pipes is L, the relative height difference between the first filling flat pipe and the last filling flat pipe is H, and the working pressure head of the booster pump is H, so that L, H, H meets the following relational expression: l multiplied by H + H is less than 9. By adopting the technical scheme of the invention, the filling pipeline path is reasonably arranged, the gravity of the slurry is fully utilized to flow and fill the goaf of the mine at the inlet, the long-distance conveying of the slurry is realized, the technical requirement on the used booster pump is reduced, and the filling efficiency is improved.)

一种用于充填地下矿山采空区的箱式弯管充填装置

技术领域

本发明属于采矿工程技术领域，尤其是一种用于充填地下矿山采空区的箱式弯管充填装置。

背景技术

在采矿工程中，对于采空区的充填作业十分重要，它是保证矿井施工安全的重要措施，现有技术中，通常利用增压泵通过充填管道充填入采空区以内，然而，在充填作业过程中，如若充填管道过长，例如当充填管道长度大于9km时，增压泵输出的输送力不足以输送如此长度的距离，料浆则无法有效地输送至采空区，影响了料浆充填效率，为了解决这个问题，现有技术中只有通过增大增压泵的工作压头，使其能将料浆输送更长的距离，然而，随着增压泵工作压头的增大，增压泵的外形体积也相应增大，并且其价格昂贵，相应的增加了充填装置的投入成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于充填地下矿山采空区的箱式弯管充填装置。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供一种用于充填地下矿山采空区的箱式弯管充填装置，包括增压泵和多根充填平管，所述增压泵输入端接通料浆，多根充填平管均沿着水平方向布置并且其布置高度逐渐降低，其中第一根充填平管与所述增压泵输出端连接，最后一根充填平管伸入地下矿山采空区，任意相邻两根充填平管通过沿竖直方向布置的充填竖管连接，所有充填平管与所有充填竖管长度之和为L，第一根充填平管与最后一根充填平管之间的相对高度差为H，所述增压泵工作压头为h，则L、H、h之间满足以下关系式：

L×H+h＜9。

所述L、H、h之间还满足以下关系式：

L×H+h＞4。

所述充填竖管管径大于所述充填平管管径，设所述充填竖管管径为D，所述充填竖管管径D满足以下关系式：

其中，τ为料浆的剪切应力，λ为料浆的屈服应力，η为料浆的塑性粘度，n为料浆的流变特性指数。

所述充填平管管径大于φ108mm。

所述充填竖管管径是所述充填平管管径的2倍至2.5倍。

所述充填竖管管径为φ220mm至φ255mm。

所述增压泵输出料浆流速为1.2m/s至1.5m/s。

所述料浆浓度为75％至80％。

本发明的有益效果在于：采用本发明的技术方案，通过将充填管路设置为弯曲的形状，在充填料浆时，能够利用料浆自身的重力下落自形流动，依靠料浆在下落后获得的动能挤压其前部料浆，从而达到提升料浆在输送动能的目的，使料浆能够有效地充填入采空区以内，降低了对所使用的增压泵的技术要求，降低了充填装置的制作成本，提高了充填效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1-增压泵，2-充填平管，3-充填竖管。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1所示，本发明提供一种用于充填地下矿山采空区的箱式弯管充填装置，包括增压泵1和多根充填平管2，增压泵1输入端接通料浆，多根充填平管2均沿着水平方向布置并且其布置高度逐渐降低，其中第一根充填平管2与增压泵1输出端连接，最后一根充填平管2伸入地下矿山采空区，任意相邻两根充填平管2通过沿竖直方向布置的充填竖管3连接，所有充填平管2与所有充填竖管3长度之和为L，第一根充填平管2与最后一根充填平管2之间的相对高度差为H，增压泵1工作压头为h，则L、H、h之间满足以下关系式：

L×H+h＜9。

进一步地，L、H、h之间还满足以下关系式：

L×H+h＞4。

目前，通常采用充填倍线来表示料浆能够输送到达的范围，本发明通过合理地设置充填管道的管径，使充填装置达到了合理的充填倍线范围，从而使料浆能够依靠自身重力达到长距离输送的效果，保证了采矿工程作业的安全。

另外，充填竖管3管径大于充填平管2管径，设充填竖管3管径为D，充填竖管3管径D满足以下关系式：

其中，τ为料浆的剪切应力，λ为料浆的屈服应力，η为料浆的塑性粘度，n为料浆的流变特性指数。优选充填平管2管径大于φ108mm。充填竖管3管径是充填平管2管径的2倍至2.5倍。充填竖管3管径为φ220mm至φ255mm。增压泵1输出料浆流速为1.2m/s至1.5m/s。料浆浓度为75％至80％。

采用本发明的技术方案，通过将充填管路设置为弯曲的形状，在充填料浆时，能够利用料浆自身的重力下落自形流动，依靠料浆在下落后获得的动能挤压其前部料浆，从而达到提升料浆在输送动能的目的，使料浆能够有效地充填入采空区以内，降低了对所使用的增压泵的技术要求，降低了充填装置的制作成本，提高了充填效率。