一種以煤礦井下風管空氣為氣源的泡沫充填材料發(fā)泡系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種以煤礦井下風管空氣為氣源的泡沫充填材料發(fā)泡系統(tǒng)，包括井下風管、輸氣管、壓力表、調節(jié)閥、發(fā)泡液儲液罐、攪拌葉片、定量抽漿泵、止回閥、造泡管、試泡口、閥門、輸漿管、流量計、壓力表、復合添加劑壓注泵、泡沫-漿液混合器、抽漿泵；其中，井下風管通過輸氣管，向造泡管提供空氣；定量抽漿泵將發(fā)泡液從發(fā)泡液儲液罐抽送到造泡管；復合添加劑通過復合添加劑壓注泵向輸漿管內(nèi)漿液中進行添加；漿液、復合添加劑和泡沫在泡沫-漿液混合器中進行混合，使?jié){液發(fā)泡形成復合泡沫材料；再由抽漿泵將配制完成的漿液抽送到指定工作地點。該系統(tǒng)無需專門的空氣壓縮的設備及輸送管路，其結構簡單、使用方便。
【專利說明】一種以煤礦井下風管空氣為氣源的泡沬充填材料發(fā)泡系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種泡沫材料發(fā)泡系統(tǒng)，尤其是一種適用于礦井防滅火及礦井采空區(qū)充填的以煤礦井下風管空氣為氣源的泡沫充填材料發(fā)泡系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]水泥或者混凝土常用的發(fā)泡方法有兩種:一種是在漿液中添加化學物質，讓其與漿液本身發(fā)生化學反應，從而產(chǎn)生氣泡，這種方法稱為化學發(fā)泡；另一種是物理發(fā)泡，常用的是壓縮空氣發(fā)泡?；瘜W方法不適用在井下防滅火，一是因為發(fā)泡劑本身或者產(chǎn)生的氣泡容易污染井下的空氣，二是粉煤灰漿液往往也不具有強烈參與化學反應的特性。后一種方法常用來生產(chǎn)發(fā)泡水泥和發(fā)泡混凝土，在井下也用來密閉巷道，添堵縫隙。然而，其發(fā)泡劑需要發(fā)泡機產(chǎn)生的高壓空氣來發(fā)泡，而煤礦井下對高壓設備的管制比較嚴格，使用不便。
實用新型內(nèi)容
[0003]技術問題:本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術中的不足之處，提供一種以煤礦井下風管空氣為氣源的泡沫材料發(fā)泡系統(tǒng)，該系統(tǒng)結構簡單、可靠性高、成本低，可有效解決了高壓發(fā)泡設備帶來的安全問題。
[0004]技術方案:本實用新型的以煤礦井下風管空氣為氣源的泡沫充填材料發(fā)泡系統(tǒng)，包括井下風管、發(fā)泡液儲液罐、攪拌葉片、輸漿管、復合添加劑壓注泵、泡沫-漿液混合器、抽漿泵，在井下設置一造泡管，造泡管的進氣管通過輸氣管和井下風管相連，輸氣管上依次設有調節(jié)閥和氣壓監(jiān)測壓力表；造泡管的進液口通過軟管與發(fā)泡液儲液罐相連，軟管上依次設有止回閥及定量抽漿泵；造泡管的出泡口經(jīng)管路與泡沫-漿液混合器的進泡口相連，泡沫-漿液混合器的進液口與輸漿管相連，泡沫-漿液混合器入口處的輸漿管上經(jīng)旁通管與復合添加劑壓注泵相連；泡沫-漿液混合器的出泡口與抽漿泵相連，發(fā)泡后的漿液通過抽漿泵)抽送至指定工作地點。
[0005]所述的造泡管包括殼體、設在殼體外表面的進液口和設在殼體前端的出泡口，位于進液口和出泡口之間的殼體內(nèi)設有裝有玻璃球的造泡網(wǎng)，殼體的后端伸入造泡網(wǎng)內(nèi)的設有進氣管。
[0006]所述的造泡網(wǎng)為開有若干直徑為1?2皿小孔的不銹鋼網(wǎng)。
[0007]所述的泡沫-漿液混合器包括筒體、設在筒體內(nèi)上下交替排列的多道半圓形不銹鋼擋板，圓形不銹鋼擋板上間隔開有輻射狀網(wǎng)孔。
[0008]所述輸漿管在連接復合添加劑壓注泵的旁通管接口前，依次設有流量計和壓力表。
[0009]有益效果:由于采用了上述技術方案，本實用新型的輸氣管通過井下風管，向造泡管提供空氣，氣壓的大小可由調節(jié)閥調節(jié)，由壓力表監(jiān)測；定量抽漿泵將發(fā)泡劑從發(fā)泡液儲液罐抽送到造泡管，在造泡管和發(fā)泡液儲液罐之間安裝有止回閥，防止發(fā)泡好的泡沫回流至發(fā)泡液儲液罐；復合添加劑和泡沫以及待混合的漿液一起輸送到泡沫-漿液混合器中進行充分混合，再由抽漿泵將配制完成的漿液抽送到指定工作地點。是一種安全性高、簡便方便、成本較低的發(fā)泡系統(tǒng)。將發(fā)泡系統(tǒng)引入井下風管空氣為氣源，大大減低系統(tǒng)的能耗及設備數(shù)目。本發(fā)泡系統(tǒng)可用于構建高效率的巷旁充填系統(tǒng)，消除巷旁窄煤柱側漏風造成的煤炭自燃隱患，可改善工作面氣象環(huán)境，確保礦井的安全生產(chǎn)，并進一步推動非充分穩(wěn)定覆巖下無煤柱開采安全保障體系建設，無需專門的空氣壓縮的設備及輸送管路，其結構簡單，使用方便，具有良好的推廣應用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0011]圖2是圖1中造泡管的結構示意圖；
[0012]圖3是圖1中泡沫-漿液混合器中擋板的結構示意圖。
[0013]圖中:1、井下風管；2、輸氣管；3、壓力表；4、調節(jié)閥；5、發(fā)泡液儲液罐；6、攪拌葉片；7、定量抽漿泵；8、止回閥；9、造泡管；10、試泡口 ；11、閥門；12、輸漿管；13、流量計；14、壓力表；15、復合添加劑壓注泵；16、泡沫-漿液混合器；17、抽漿泵；9-1、造泡管；9-2、進液口 ；9-3、出泡口 ；9-4、殼體；9-5、玻璃球；9-6、造泡網(wǎng)；16_1、半圓形不銹鋼擋板；16_2、輻射狀網(wǎng)孔。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本實用新型的一個實施例作進一步的說明:
[0015]本實用新型以煤礦井下風管空氣為氣源的泡沫充填材料發(fā)泡系統(tǒng)，主要由井下風管1、輸氣管2、壓力表3、調節(jié)閥4、發(fā)泡液儲液罐5、攪拌葉片6、定量抽漿泵7、止回閥8、造泡管9、試泡口 10、閥門11、輸漿管12、流量計13、壓力表14、復合添加劑壓注泵15、泡沫-漿液混合器16、抽漿泵17構成。在井下設置一造泡管9，所述的造泡管9包括殼體9-4、設在殼體9-4外表面的進液口 9-2和設在殼體9-4前端的出泡口 9-3，位于進液口 9_2和出泡口9-3之間的殼體9-4內(nèi)設有裝有玻璃球9-5的造泡網(wǎng)9-6，殼體9_4的后端伸入造泡網(wǎng)9_6內(nèi)的設有進氣管9-1。所述的造泡網(wǎng)9-6為開有若干直徑為I?2_小孔的不銹鋼網(wǎng)。造泡管9的進氣管通過輸氣管2和井下風管I相連，輸氣管2上依次設有調節(jié)閥4和氣壓監(jiān)測壓力表3 ;造泡管9的進液口通過軟管與發(fā)泡液儲液罐5相連，軟管上依次設有止回閥8及定量抽漿泵7 ;造泡管9的出泡口經(jīng)管路與泡沫-漿液混合器16的進泡口相連，所述的泡沫-漿液混合器16包括筒體、設在筒體內(nèi)上下交替排列的多道半圓形不銹鋼擋板16-1，圓形不銹鋼擋板上間隔開有輻射狀網(wǎng)孔16-2。泡沫-漿液混合器16的進液口與輸漿管12相連，所述輸漿管12在連接復合添加劑壓注泵15的旁通管接口前，依次設有流量計13和壓力表14。泡沫-漿液混合器16入口處的輸漿管12上經(jīng)旁通管與復合添加劑壓注泵15相連；泡沫-漿液混合器16的出泡口與抽漿泵17相連，發(fā)泡后的漿液通過抽漿泵17抽送至指定工作地點。
[0016]圖1所示，井下風管I通過輸氣管2與造泡管9的進氣管相連，輸氣管2上依次設有監(jiān)測風壓的壓力表3及控制氣壓的調節(jié)閥4 ;發(fā)泡液儲液罐5通過軟管與造泡管9的進液口相連，發(fā)泡液儲液罐5內(nèi)安裝攪拌葉片6，用于發(fā)泡液的攪拌，發(fā)泡液儲液罐5與造泡管9之間連接有定量抽漿泵7和止回閥8，定量抽漿泵7的出液軟管與造泡管9的進液口相連；造泡管9的出泡口連接三通管，三通管的另外兩頭均安有閥門11，三通管一端為試泡口 10，另一端通過軟管連接泡沫-漿液混合器16 ;輸漿管12連接泡沫-漿液混合器16的進漿口，在進漿口一側順序安裝有監(jiān)測漿液流量的流量計13、壓力表14和復合添加劑壓注泵15的注料口 ；泡沫-漿液混合器16的出泡口通過無縫鋼管連接抽漿泵17，發(fā)泡后漿液經(jīng)過抽漿泵17抽送至指定充填工作地點。
[0017]圖2所示為造泡管9的結構剖面圖，它包括圓柱形殼體。殼體內(nèi)兩塊造泡網(wǎng)9-5將造泡管9依次分隔為氣體部分、混合發(fā)泡部分及出泡部分。造泡網(wǎng)9-6上開有若干小孔，孔直徑為I?2mm，造泡網(wǎng)9-6材質為I?2mm厚的不銹鋼。殼體9_4的一端上設有相互垂直的進液口 9-2及造泡管9-1，在兩塊造泡網(wǎng)9-6之間充填有若干緊密接觸的玻璃球9-5。
[0018]圖3所示為泡沫-漿液混合器16內(nèi)用于泡沫和漿液充分混合的不銹鋼制半圓形帶孔擋板16-1，帶孔擋板16-1上開有若干直徑為3?4_的輻射狀網(wǎng)孔16-2。
[0019]工作原理:當整套系統(tǒng)正常工作時，井下風管I通過輸氣管2向造泡管9提供空氣，空氣壓力由壓力表3監(jiān)測，空氣壓力的大小可由調節(jié)閥4調節(jié)；定量抽漿泵17將配置攪拌完成的發(fā)泡液從發(fā)泡液儲液罐5抽送到造泡管9，在造泡管9和發(fā)泡液儲液罐5之間安裝有止回閥8，防止發(fā)泡好的泡沫回流至發(fā)泡液儲液罐5 ;地面配置好的漿液通過輸漿管12輸送至井下，復合添加劑通過復合添加劑壓注泵15添加到輸漿管中，造泡管9出泡口產(chǎn)生的泡沫以及待混合的漿液一起輸送到泡沫-漿液混合器16中進行充分混合，再由抽漿泵(17)將充分發(fā)泡的漿液抽送至指定工作地點。
【權利要求】
1.一種以煤礦井下風管空氣為氣源的泡沫充填材料發(fā)泡系統(tǒng)，包括井下風管(1)、發(fā)泡液儲液罐(5)、攪拌葉片(6)、輸漿管(12)、復合添加劑壓注泵(15)、泡沫-漿液混合器(16)、抽漿泵(17)，其特征在于:在井下設置一造泡管(9)，造泡管(9)的進氣管通過輸氣管(2)和井下風管(I)相連，輸氣管(2)上依次設有調節(jié)閥(4)和氣壓監(jiān)測壓力表(3);造泡管(9)的進液口通過軟管與發(fā)泡液儲液罐(5)相連，軟管上依次設有止回閥(8)及定量抽漿泵(7);造泡管(9)的出泡口經(jīng)管路與泡沫-漿液混合器(16)的進泡口相連，泡沫-漿液混合器(16)的進液口與輸漿管(12)相連，泡沫-漿液混合器(16)入口處的輸漿管(12)上經(jīng)旁通管與復合添加劑壓注泵(15)相連；泡沫-漿液混合器(16)的出泡口與抽漿泵(17)相連，發(fā)泡后的漿液通過抽漿泵(17)抽送至指定工作地點。
2.根據(jù)權利要求1所述的以煤礦井下風管空氣為氣源的泡沫充填材料發(fā)泡系統(tǒng)，其特征在于:所述的造泡管(9)包括殼體(9-4)、設在殼體(9-4)外表面的進液口(9-2)和設在殼體(9-4 )前端的出泡口( 9-3 )，位于進液口( 9-2 )和出泡口( 9-3 )之間的殼體(9_4 )內(nèi)設有裝有玻璃球(9-5)的造泡網(wǎng)(9-6)，殼體(9-4)的后端伸入造泡網(wǎng)(9-6)內(nèi)的設有進氣管(9-l)0
3.根據(jù)權利要求2所述的以煤礦井下風管空氣為氣源的泡沫充填材料發(fā)泡系統(tǒng)，其特征在于:所述的造泡網(wǎng)(9-6)為開有若干直徑為1~2_小孔的不銹鋼網(wǎng)。
4.根據(jù)權利要求1所述的以煤礦井下風管空氣為氣源的泡沫充填材料發(fā)泡系統(tǒng)，其特征在于:所述的泡沫-漿液混合器(16)包括筒體、設在筒體內(nèi)上下交替排列的多道半圓形不銹鋼擋板(16-1)，圓形不銹鋼擋板上間隔開有輻射狀網(wǎng)孔(16-2)。
5.根據(jù)權利要求1所述的以煤礦井下風管空氣為氣源的泡沫充填材料發(fā)泡系統(tǒng)，其特征在于:所述輸漿管(12)在連接復合添加劑壓注泵(15)的旁通管接口前，依次設有流量計(13)和壓力表(14)。
【文檔編號】E21F5/00GK204200262SQ201420651589
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月4日 優(yōu)先權日:2014年11月4日
【發(fā)明者】萬志軍, 周鵬, 張源, 王志民, 鄭磊, 張洪偉 申請人:中國礦業(yè)大學