[发明专利]旋转风流式管道排矸机

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿采空区矸石充填技术领域。

背景技术

目前，在矿井开采普遍存在两个技术问题：一是大量的煤矸石不断从井下提至地面，占用耕地堆积如山，同时矸石山滑坡、自燃带来的污染也成为社会公认的危害源。二是矿井开采中采空区自然冒落造成顶板垮落、地表下沉。为了解决上述两个问题，有人采取矸石不升井，直接在井下充填采空区的方式。这种方式称为矸石充填技术。与本申请有关的矸石充填技术是井下将矸石破碎成3mm以下的颗粒粉，加水混合后用矸石泵输送到采空区进行充填。其不足之处是，1、因矸石破碎的粒度需要非常细，所以破碎工作量大，效率低；2、需用水混合后才能输送，浪费水源；3、湿料输送容易造成管路堵塞，影响正常充填工作。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种旋转风流式管道排矸装置。

技术方案是：它由螺旋输送机、螺旋风流生成器、风矸混合器和输送管路组成，其中：

螺旋风流生成器的构造是，在一段管道壳体内壁焊接有螺旋翼片，壳体的一端为与井下压风管道连接的进风口，管道壳体的另一端作为风矸混合器进风口，压风在螺旋翼片的导引下形成旋转风流；

风矸混合器的构造是，包括一段大于螺旋风流生成器壳体直径的管道壳体，管道壳体的一端作为进风口，并与螺旋风流生成器的出风口连接；管道壳体的管壁顶面设置进料口，通过进料口与螺旋输送机出料口密封连接；管道壳体的另一端设置为喇叭形出料口，通过喇叭形出料口连接输矸管路。

工作原理是：将矸石破碎至粒径50mm以下的矸石块，用螺旋输送机将矸石块输送至风矸混合器中，螺旋风流生成器产生的旋转风流作为动力，在旋转风流的作用下，矸石和风流在混合器内形成气固两相的均匀混合体，并从喇叭口送出，通过输矸管道将矸石块输送至采空区。

本发明的优点是：

1、输送的矸石块径大，破碎矸石容易，节省破碎时间；采用干式送料，节省水源，而且不粘糊管路，输送阻力小，不堵管，充填速度快，效率高。

2、螺旋输送机将矸石颗粒层层螺旋挤压推进，在机内形成密闭体，彻底消除管路反风现象。

3、螺旋风流生成器产生的冲击风波将沉落在管路底部的物料不断吹起，可有效防止细小矸石颗粒的积聚，避免管道堵塞。

4、使用风矸混合器将旋转风的冲击风压与矸石块充分混合，形成气固两相均匀混合体；并以漂浮状进入输送管路，对管路的摩擦力小，不会造成管路堵塞问题。

5、输送管路采用高分子PE管，管路内壁自润滑性好，可有效降低管路内壁阻力，提高矸石颗粒输送速度；并具有耐磨性，可长期使用。

6、可采用变频控制系统控制螺旋输送机转速，当充填工作面较长时降低螺旋输送机输矸量，实现定量远距离输送；反之当充填工作面较短时，适当提高螺旋送料器输矸量，从而实现工作面充填的近距多输。

7、由于可实现远距离输送矸石，能使井下矸石全部充填到采空区，减少了井下顶板垮落所造成的地表下沉，具有良好的经济、社会和安全效益。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；图2是风矸混合器的构造图；图3是螺旋风流生成器的构造图。

附图中：1、破碎机，2、输送机，3、螺旋输送机，4、螺旋风流生成器，5、风矸混合器，6、输矸管道，7-压风管道，8-管道壳体，9-进风口，10-进料口，11-喇叭形出料口，12-管道壳体，13-进风口，14-螺旋翼片，15-出风口。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的实施。

如图1所示，本发明由螺旋输送机3、螺旋风流生成器4和风机矸混合器5组成，所述的风矸混合器5如图2所示，它是一段大于螺旋风流生成器4壳体直径的管道壳体8，管道壳体8的一端作为进风口9，并与螺旋风流生成器4的出风口15连接；管道壳体8的管壁顶面设置进料口10，通过进料口10与螺旋输送机3出料口密封连接；管道壳体8的另一端设置为喇叭形出料口11，通过喇叭形出料口11连接输矸管路6。

所述的螺旋风流生成器如图3所示，它是在一段管道壳体12内壁焊接有螺旋翼片14，管道壳体12的一端为与井下压风管道连接的进风口13，管道壳体12的另一端为与风矸混合器5连接的出风口15，井下压风在螺旋翼片14的导引下形成旋转风流；

工作时，破碎机1将矸石破碎至粒径50mm以下，通过输送机2送入螺旋输送机3，螺旋输送机3将矸石块输送至风矸混合器5中，螺旋风流生成器4与压风管道7连接，产生的冲击风压使矸石和风流在风矸混合器5内形成气固两相的均匀混合体，从喇叭形出料口11送出，通过输矸管道6将矸石块输送至采空区。