本發(fā)明屬于深井礦山充填及管道輸送技術(shù)領域，涉及一種深井管道輸送卸壓充填裝置及使用方法，本發(fā)明適用于垂直高度大于800m，充填倍線小于4的深井管道輸送卸壓。

背景技術(shù)：

在金屬礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中，地下不可避免就會有采空區(qū)。為了提高開采安全水平，需要管道輸送對采空區(qū)進行填充，對金屬礦產(chǎn)資源開發(fā)安全具有十分重要的意義。目前管道采用無縫鋼管作為輸送管道，隨著填充量的增大，深井下壓力過大，在倍線小的情況下：管道輸送壓力大，易摩損，爆管風險高；對管道壁厚要求高，管道壁厚導致管道的質(zhì)量過大，安裝管道作業(yè)效率低；管道振動頻率大，縮減了管道的使用年限。在管道出口處混凝土料漿速度大，料漿易離析，粗顆粒在下、細顆粒在上、水泥易流失，降低混凝土的強度，導致了采空區(qū)支護的安全性降低。

某礦采用深井輸送管道卸壓裝置進行混凝土料漿充填，料漿主要依靠漿體重力自流輸送到采空區(qū)。在初級管道輸送階段，輸送管道受到過大的壓力使得輸送管道爆管，影響穩(wěn)定性。為此，進行了多種措施研究，包括增加管道壁厚、降低漿體的流速等等，但都不能徹底解決深井管道輸送問題。因此認為，需要在輸送管道上加入卸壓裝置，降低輸送管道接口處的壓力和管道出口料漿的流速，即解決了輸送管道爆管和穩(wěn)定問題，又提高了安全性能和采空區(qū)充填體的強度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)的問題是管道輸送壓力大，磨損重，易爆管，縮減了管道的使用年限；對管道壁厚要求高，管道壁厚導致管道的質(zhì)量過大，安裝管道作業(yè)效率低；管道輸送料漿流速大，管道振動頻率大，料漿易離析，水泥易流失，充填體強度低，無法支撐設備和圍巖，采礦作業(yè)安全性差。

本發(fā)明為了解決上述問題所采用的技術(shù)方案為：

一種深井充填管道卸壓輸送裝置，由充填管道、卸壓箱、單向閥門、壓力測量儀、線管、充填站、軟木墊板和角鋼組成，所述充填管道是耐磨材質(zhì)管道且通過卡箍分節(jié)連接，并且填充管道分為垂直段和水平段，所述卸壓箱設置在分節(jié)斷口處，卸壓箱與充填管道焊接連接且在卸壓箱和充填管道之間用角鋼支護固定，分節(jié)斷口上部的管道上設置壓力測量儀，所述單向閥門設置在充填管道的入口處，所述充填站位于充填管道外部，并且通過管道連接單向閥門，所述軟木墊板設置在充填管道外部，所述線管緊貼充填管道外壁，線管內(nèi)通線路且連接于壓力測量儀。

進一步，所述的充填管道采用鉬鉻雙合金耐磨管道，并且充填管道外側(cè)涂有瀝青。

進一步，所述的充填管道規(guī)格為直徑200mm，單節(jié)長3~5m，填管道的垂直段大于800m，水平段小于垂直段高度的4倍。

進一步，所述分節(jié)斷口處是圍繞充填管道均勻分布的斷口，斷口尺寸長度5cm，寬度5cm。

進一步，所述的卸壓箱的形狀為漏斗形，下圍直徑與充填管道相適應，使得卸壓箱焊接在充填管道上，上圍直徑大于充填管道，卸壓箱裝置漏斗部分水平角度為45°～60°。

進一步，所述的單向閥門與壓力測量儀通過線路連接，壓力測量儀通過有線感應可控制單向閥門調(diào)控閥門的大小，從而控制料漿的流量和流速。

一種深井管道輸送卸壓充填裝置的使用方法，利用上述的一種深井管道輸送卸壓充填裝置，具體步驟如下：（S1）在充填管道外部安裝軟木墊板，以減小振動，軟木墊板安裝在充填管道的固定支撐的部位，使填充管道、卸壓箱和井筒更好的連接，（S2）深井管道卸壓裝置在使用之前用水濕潤，（S3）充填站通過輸送管道向充填管道中輸送混凝土料漿，混凝土料漿沿著充填管道流向采空區(qū)，（S4）混凝土料漿可進入卸壓箱，從而降低管道內(nèi)部壓力，（S5）壓力測量儀檢測卸壓箱內(nèi)部壓力，卸壓箱內(nèi)的混凝土料漿達到卸壓箱容量的2/3時，壓力測量儀可感應并且調(diào)控單向閥門降低流速和流量，（S6）當給料流量降低后，卸壓箱中的混凝土在重力作用下自動流回垂直輸送管道中，（S7）灌漿作業(yè)結(jié)束后，對管道進行沖洗、清潔，在垂直管道底部附近設置沉淀池，在水平管道處每隔300m設置沉淀池，廢料集中收集、處理。

本發(fā)明的有益效果為：能夠降低管道壓力，提高管道輸送的穩(wěn)定性，降低管道出口處料漿流動速度，降低料漿的離析率，確保料漿的強度，降低管道壁厚，降低管道的爆管風險，延長管道的使用年限，提高了管道的安全性能和確保采空區(qū)充填體的強度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

根據(jù)圖1所示，一種深井管道輸送卸壓充填裝置，由充填管道1、卸壓箱2、單向閥門3、壓力測量儀4、線管5、充填站6、軟木墊板7和角鋼8組成；所述充填管道1是鉬鉻雙合金耐磨管道，管道規(guī)格為直徑200mm，充填管道的單節(jié)長3m，采用卡箍連接，垂直高度大于800m，水平段長度小于垂直段高度的4倍，充填管道總長度小于垂直高度的4~5倍；能夠滿足高流速、高壓力和高磨損的自流充填輸送要求，在管道接口處可以加大管道的厚度，增加管道接口處的承載能力；所述卸壓箱2設置在分節(jié)斷口處，卸壓箱2與充填管道1焊接連接，為了避免卸壓箱2承受較大的重量，在卸壓箱2和充填管道1之間用角鋼8支護固定，卸壓箱2的形狀為漏斗形，下圍直徑與充填管道相適應，使得卸壓箱焊接在充填管道上，上圍直徑大于充填管道，卸壓箱裝置漏斗部分水平角度為45°～60°，其作用是降低管道內(nèi)部的壓力；所述分節(jié)斷口處是圍繞充填管道均勻分布的斷口，斷口尺寸長度5cm，寬度5cm；所述單向閥門3與壓力測量儀4通過線路連接，單向閥門3在壓力過大時通過壓力測量儀4有線感應控制單向閥門3從而調(diào)控閥門的大小控制料漿的流量和流速；所述充填站6位于充填管道外部，并且通過管道連接單向閥門3，充填站6用于提供混凝土料漿或者水；所述的線管5管徑為10mm，是為線路的維修打下基礎、防止線路的絕緣層受損、防止火災，保護線路；所述的軟木墊板7在充填管道1外部安裝，軟木墊板7安裝在輸送管道1的固定支撐的部位，使輸送管道1、卸壓箱2和井筒更好的連接，以達到隔振、消振的目的，確保管道的使用壽命和管道內(nèi)部料漿不離析。

深井管道輸送卸壓充填裝置的使用方法為：在充填管道外部安裝軟木墊板，軟木墊板安裝在充填管道的固定支撐的部位，使填充管道、卸壓箱和井筒更好的連接；深井管道卸壓裝置在使用之前通過充填站供水，用水濕潤充填管道；充填站通過輸送管道向充填管道中輸送混凝土料漿，混凝土料漿沿著充填管道流向采空區(qū)；混凝土料漿可進入卸壓箱，從而降低管道內(nèi)部壓力；壓力測量儀檢測監(jiān)測卸壓箱內(nèi)部壓力，卸壓箱內(nèi)的混凝土料漿達到卸壓箱容量的2/3時，壓力測量儀可感應并且調(diào)控單向閥門降低流速和流量；灌漿作業(yè)結(jié)束后，料漿通過其重力勢能，流到采空區(qū)，對管道進行沖洗、清潔，在垂直管道底部附近設置沉淀池，在水平管道處每隔300m設置沉淀池，進行廢料集中收集、處理。