井下物料输送方法及其装置.pdf

本发明提供了一种井下物料输送方法及其装置，该方法是采用输送缸把浆体充填料在充填管道系统中向下自流时产生的自重压力转换成输送井下物料的动力，通过管道将井下物料输送到任意位置。实现本发明方法的装置至少具有一套输送缸组件、一套充填料控制阀、一套井下物料控制阀、一套充填料输入管和排出管、一套井下物料的喂料管和输出管，其中每套输送缸组件至少具有用于充填料进料和排料的两个充填料腔室，具有用于井下物料的喂料和输出的两个井下物料腔室，具有活塞构件。本发明充分利用了充填料的重力势能，使井下物料输送装置所需要的外部动力大大减少，从而提高有效功率，降低井下物料输送成本。

1、  一种井下物料输送方法，其特征在于采用输送缸把浆体充填料在充填管道系统中向下自流时产生的自重压力转换成输送井下物料的动力，通过管道将井下物料输送到任意位置。

2、  一种用权利要求1所述方法输出井下物料的装置，其特征在于该装置至少应具有一套输送缸组件(1)、一套充填料控制阀(2)、一套井下物料控制阀(3)、一套充填料输入管(4)和排出管(5)、一套井下物料喂入管(6)和输出管(7)；每套输送缸组件至少具有用于充填料进料和排料的两个充填料腔室，具有用于井下物料的喂料和输出的两个井下物料腔室，具有活塞构件(8)；充填料输入管(4)和排出管(5)通过充填料控制阀(2)与所述充填料腔室连接，控制所述两充填料腔室的进料和排料交替进行；井下物料的喂料管(6)和输出管(7)通过井下物料控制阀与所述井下物料腔室连接，控制所述两物料腔室的井下物料喂入和输出交替进行；并且一个充填料腔室至少与一个井下物料腔室通过活塞构件(8)相连，借助活塞构件(8)传递充填料的自重压力输送井下物料，将充填料输送到井下采空区。

3、  根据权利要求2所述的装置，其特征在于：输送缸组件(1)是一个具有左、中、右三个固定腔室的活塞式输送缸，在三个固定腔室中的活塞构件(8)是一根活塞杆和上面带有的三块活塞板(8a、8b、8c)，三块活塞板(8a、8b、8c)分别位于所述三个固定腔室中，把左右固定腔室分别隔成一个充填料腔室(A1、A2)和一个无料腔室，把中间固定腔室隔成两个井下物料腔室(A3、A4)。充填料控制阀(2)共四个(21-24)，其中充填料控制阀(21、22)一端分别与输送缸A中的充填料室(A1、A2)连接，另一端与充填料输入管(4)连接，充填料控制阀(23、24)一端分别与充填料腔室(A2、A1)连接，另一端与充填料排出管(5)连接；井下物料控制阀(3)为四个(31-34)，其中井下物料控制阀(31、32)的一端分别与输送缸中的井下物料腔室A4、A3连接，另一端与井下物料输出管(7)连接，井下物料控制阀(33、34)的一端分别与输送缸中的井下物料腔室(A3、A4)连接，另一端与喂入管(6)连接。在这些充填料控制阀和井下物料控制阀中，阀(21、23、31、33)与阀(22、24、32、34)的开关动作相反。

4、  根据权利要求2所述的装置，其特征在于：输送缸组件(1)采用两个输送缸(B、C)，两输送缸(B、C)均是一端为充填料进、出腔室(B1、C1)，另一端为井下物料进、出腔室(B2、C2)。充填料控制阀仍为4个阀(21-24)，井下物料控制阀为四个阀(31-34)，其中阀(21、22)一端与输送缸B的充填料腔室B1连接，另一端分别与充填料输入管4及充填料排出管5连接；阀(23、24)一端与输送缸(C)的充填料室(C1)连接，另一端分别与充填料排出管(5)及充填料输入管(4)连接；阀(31、32)一端与输送缸(B)的井下物料腔室(B2)连接，另一端分别与井下物料的输出管(7)及喂入管(6)连接，阀(33、34)一端与输送缸(C)的井下物料室(C2)连接，另一端分别与井下物料喂入管(6)及输出管(7)连接。阀(21、31、23、33)与阀(22、32、24、34)的开关动作相反。

井下物料输送方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种利用充填料自重压力输送井下物料的方法及其装置。
背景技术
金属矿床深井开采往往需要把充填料送入井下充填采空区以控制地压，一般采用管道系统向下自流输送浆体充填料；与此同时，在开采过程中需要将井下的水、矿石及泥浆等井下物料输送到地表。深井开采条件下向井下输送充填料的高差一般在800m以上，部分矿山达3000m以上，浆体充填料依靠自重自流输送到采空区往往存在过剩的自然压力，需要采取卸压措施。而在这种输送高度下将井下物料输送到地表需要消耗大量的能量，造成井下物料输送成本很高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降低井下物料输送成本的井下物料输送方法及其装置。
本发明提供的井下物料输送方法是：采用输送缸把浆体充填料在充填管道系统中向下自流时产生的自重压力转换成输送井下物料的动力，通过管道将井下物料输送到任意位置。
用上述方法输送井下物料的装置，至少具有一套输送缸组件、一套充填料控制阀、一套井下物料控制阀、一套充填料输入管和排出管、一套井下物料的喂料管和输出管，其中每套输送缸组件至少具有用于充填料进料和排料的两个充填料腔室，具有用于井下物料的喂料和输出的两个井下物料腔室，具有活塞构件；充填料输入管和排出管通过充填料控制阀与所述充填料腔室连接，控制所述两充填料腔室的进料和排料交替进行；井下物料的喂料管和输出管通过井下物料控制阀与所述井下物料腔室连接，控制所述两物料腔室的井下物料喂入和输出交替进行；并且一个充填料腔室至少与一个井下物料腔室通过活塞构件相连，借助活塞构件传递充填料的自重压力输送井下物料，将充填料输送到井下采空区。
由于深井开采处于高地应力状态，需要采用充填采矿工艺管理深井开采地压，并且往往利用其高差条件采用管道自流输送充填料浆的工艺。深井管道自流输送充填料浆的自然压力大，为了充填管道系统和采场充填的安全与稳定，通常需要对深井充填系统采取卸压措施。本发明方法正是利用了这一特点把充填料的自重压力作为一种动力来输送井下物料，这种方法充分利用了充填料的重力势能，使井下物料输送装置所需要的外部动力大大减少，从而提高有效功率，降低井下物料输送成本。
附图说明
图1是本发明装置一种实施方式的结构示意图。
图2是本发明装置另一种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
本发明方法是采用输送缸把浆体充填料在充填管道系统中向下自流时产生的自重压力转换成输送井下物料的动力，将井下物料输出。
实现本发明方法的井下物料输送装置可以有多种设计，但至少应具有一套输送缸组件1、一套充填料控制阀2、一套井下物料控制阀3、一套充填料输入管4和排出管5、一套井下物料喂入管6和输出管7。每套输送缸组件至少具有用于充填料进料和排料的两个充填料腔室，具有用于井下物料的喂料和输出的两个井下物料腔室，具有活塞构件8；充填料输入管和排出管通过充填料控制阀与所述充填料腔室连接，控制所述两充填料腔室的进料和排料交替进行；井下物料的喂料管和输出管通过井下物料控制阀与所述井下物料腔室连接，控制所述两物料腔室的井下物料喂入和输出交替进行；并且一个充填料腔室至少与个井下物料腔室通过活塞构件8相连，借助活塞构件8传递充填料的自重压力输送井下物料，将充填料继续输送到井下采空区。以下给出两个具体实施例。
实施例一：参见图1。
图1反映了本发明井下物料输送装置的一种单缸双作用式结构。从图中可以看出本实施方式装置具有一套输送缸组件1、一套充填料控制阀2、一套井下物料控制阀3、一套充填料输入管4和排出管5、一套井下物料喂入管6和输出管7。其中输送缸组件1是一个具有左、中、右三个固定腔室的活塞式输送缸A，在三个固定腔室中的活塞构件8是一根活塞杆和上面带有的三块活塞板(8a、8b、8c)，三块活塞板(8a、8b、8c)分别位于所述三个固定腔室中，把左右固定腔室分别隔成一个充填料腔室(A1、A2)和一个无料腔室，把中间固定腔室隔成两个井下物料腔室(A3、A4)。充填料控制阀2共4个(21-24)，其中充填料控制阀(21、22)一端分别与输送缸A中的充填料室A1、A2连接，另一端与充填料输入管4连接，充填料控制阀(23、24)一端分别与充填料腔室A2、A1连接，另一端与充填料排出管5连接；井下物料控制阀(31-34)为单向阀，其中井下物料控制阀(31、32)的一端分别与输送缸中的井下物料腔室A4、A3连接，另一端与井下物料输出管7连接，井下物料控制阀(33、34)的一端分别与输送缸中的井下物料腔室A3、A4连接，另一端与喂入管6连接。在这些充填料控制阀和井下物料控制阀中，阀(21、23、31、33)与阀(22、24、32、34)的开关动作相反。当阀(21、23、31、33)打开时，阀(22、24、32、34)关闭，此时充填料依靠自重经阀21进入输送缸的充填料腔室A1，推动活塞板A5，进而推动活塞构件8右行，使活塞板A6推压物料腔室A4内的井下物料经阀31由井下物料输出管7输出；而此时井下物料腔室A3处于负压状态，物料喂入管6通过阀33把井下物料喂入输送缸的物料腔室A3，充填料腔室A2中的充填料在活塞板A7右行推压下，经阀23从充填料排出管5排至井下采空区。之后阀(21、23、31、33)关闭，而阀(22、24、32、34)打开，充填料依靠自重经阀22进入充填料腔室A2，推动活塞板A7向左推压井下物料腔室A3中的物料通过阀32从物料输出管7输出；与此同时井下物料腔室A4处于负压状态，喂入管6将井下物料通过阀34喂入物料腔室A4中，而活塞板A5则向左推压充填料经阀24从充填料排出管5排到井下采空区。如此循环往复，利用充填料的自重压力将井下物料不断输送到地表，将充填料继续输送到井下采空区。可采用泵送或高位料仓自重输送等成熟技术将井下物料喂入输送缸中。
实施例二
图2反映了用本发明输送井下物料的另一种装置，这是一种双缸结构。该装置的输送缸组件1采用两个输送缸(B、C)，这两个输送缸可以是活塞式输送缸也可以是油隔离式输送缸，本实施例采用的是活塞式输送缸，两输送缸(B、C)均是一端为充填料进、出腔室(B1、C1)，另一端为井下物料进、出腔室(B2、C2)，活塞构件8是所述两输送缸中的活塞板及活塞杆。充填料控制阀仍为4个阀(21-24)，井下物料控制阀为四个阀(31-34)，其中阀(21、22)一端与输送缸B的充填料腔室B1连接，另一端分别与充填料输入管4及充填料排出管5连接；阀(23、24)一端与输送缸C的充填料室C1连接，另一端分别与充填料排出管5及充填料输入管4连接；阀(31、32)一端与输送缸B的井下物料腔室B2连接，另一端分别与井下物料的输出管7及喂入管6连接，阀(33、34)一端与输送缸C的井下物料室C2连接，另一端分别与井下物料喂入管6及输出管7连接。阀(21、31、23、33)与阀(22、32、24、34)的开关动作相反。当阀(21、31、23、33)打开时，阀(22、32、24、34)关闭，充填料从阀21进入输送缸B的充填料腔室B1，推动活塞构件8向右运动，使井下物料室B2中的井下物料经阀31输出；此时喂料管6向输送缸C的井下物料室C2喂入井下物料，井下物料通过阀33被喂入井下物料腔室C2，推动活塞构件8向左运动，使充填料腔室C1中的充填料经阀23进入充填料排出管5被输送到井下采空区。当阀(21、31、23、33)关闭时，阀(22、32、24、34)打开，两个输送缸(B、C)的活塞反向运动，使充填料的输入和排出、井下物料的喂入和输出继续进行。如此循环往复，利用充填料的自重压力将井下物料不断输送到地表，将充填料继续输送到井下采空区。可采用泵送或高位料仓自重输送等成熟技术将井下物料喂入输送缸中。