一種以煤礦井下風(fēng)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】本發(fā)明公開了一種以井下風(fēng)管空氣為氣源的泡沫材料發(fā)泡系統(tǒng)，包括井下風(fēng)管、輸氣管、壓力表、調(diào)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(fù)合添加劑壓注泵、泡沫-漿液混合器、抽漿泵；其中，井下風(fēng)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(fù)合添加劑通過復(fù)合添加劑壓注泵向輸漿管內(nèi)漿液中進(jìn)行添加；漿液、復(fù)合添加劑和泡沫在泡沫-漿液混合器中進(jìn)行混合，使?jié){液發(fā)泡形成復(fù)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(diǎn)。該系統(tǒng)無需專門的空氣壓縮的設(shè)備及輸送管路，其結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。
【專利說明】一種以煤礦井下風(fēng)管空氣為氣源的泡沬充填材料發(fā)泡系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明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(fēng)管空氣為氣源的泡沫充填材料發(fā)泡系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[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(xué)物質(zhì)，讓其與漿液本身發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生氣泡，這種方法稱為化學(xué)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(xué)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(qiáng)烈參與化學(xué)反應(yīng)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(jī)產(chǎn)生的高壓空氣來發(fā)泡，而煤礦井下對高壓設(shè)備的管制比較嚴(yán)格，使用不便。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種以煤礦井下風(fēng)管空氣為氣源的泡沫材料發(fā)泡系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低，可有效解決了高壓發(fā)泡設(shè)備帶來的安全問題。
[0004]技術(shù)方案:本發(fā)明的以煤礦井下風(fēng)管空氣為氣源的泡沫充填材料發(fā)泡系統(tǒng)，包括井下風(fēng)管、發(fā)泡液儲液罐、攪拌葉片、輸漿管、復(fù)合添加劑壓注泵、泡沫-漿液混合器、抽漿泵，在井下設(shè)置一造泡管，造泡管的進(jìn)氣管通過輸氣管和井下風(fēng)管相連，輸氣管上依次設(shè)有調(diào)節(jié)閥和氣壓監(jiān)測壓力表；造泡管的進(jìn)液口通過軟管與發(fā)泡液儲液罐相連，軟管上依次設(shè)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(jìn)泡口相連，泡沫-漿液混合器的進(jìn)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(fù)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(diǎn)。
[0005]所述的造泡管包括殼體、設(shè)在殼體外表面的進(jìn)液口和設(shè)在殼體前端的出泡口，位于進(jìn)液口和出泡口之間的殼體內(nèi)設(shè)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(shè)有進(jìn)氣管。
[0006]所述的造泡網(wǎng)為開有若干直徑為I?2_小孔的不銹鋼網(wǎng)。
[0007]所述的泡沫-漿液混合器包括筒體、設(shè)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(fù)合添加劑壓注泵的旁通管接口前，依次設(shè)有流量計和壓力表。
[0009]有益效果:由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的輸氣管通過井下風(fēng)管，向造泡管提供空氣，氣壓的大小可由調(diào)節(jié)閥調(diào)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(fù)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(jìn)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(diǎn)。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(fēng)管空氣為氣源，大大減低系統(tǒng)的能耗及設(shè)備數(shù)目。本發(fā)泡系統(tǒng)可用于構(gòu)建高效率的巷旁充填系統(tǒng)，消除巷旁窄煤柱側(cè)漏風(fēng)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(jìn)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(shè)，無需專門的空氣壓縮的設(shè)備及輸送管路，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，具有良好的推廣應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是圖1中造泡管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3是圖1中泡沫-漿液混合器中擋板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:1、井下風(fēng)管；2、輸氣管；3、壓力表；4、調(diào)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(fù)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(jìn)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(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實施例作進(jìn)一步的說明:
[0015]本發(fā)明以煤礦井下風(fēng)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(fēng)管1、輸氣管2、壓力表3、調(diào)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(fù)合添加劑壓注泵15、泡沫-漿液混合器16、抽漿泵17構(gòu)成。在井下設(shè)置一造泡管9，所述的造泡管9包括殼體9-4、設(shè)在殼體9-4外表面的進(jìn)液口 9-2和設(shè)在殼體9-4前端的出泡口 9-3，位于進(jìn)液口 9_2和出泡口9-3之間的殼體9-4內(nèi)設(shè)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(shè)有進(jìn)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(jìn)氣管通過輸氣管2和井下風(fēng)管I相連，輸氣管2上依次設(shè)有調(diào)節(jié)閥4和氣壓監(jiān)測壓力表3 ;造泡管9的進(jìn)液口通過軟管與發(fā)泡液儲液罐5相連，軟管上依次設(shè)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(jìn)泡口相連，所述的泡沫-漿液混合器16包括筒體、設(shè)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(jìn)液口與輸漿管12相連，所述輸漿管12在連接復(fù)合添加劑壓注泵15的旁通管接口前，依次設(shè)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(fù)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(diǎn)。
[0016]圖1所示，井下風(fēng)管I通過輸氣管2與造泡管9的進(jìn)氣管相連，輸氣管2上依次設(shè)有監(jiān)測風(fēng)壓的壓力表3及控制氣壓的調(diào)節(jié)閥4 ;發(fā)泡液儲液罐5通過軟管與造泡管9的進(jìn)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(jìn)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(jìn)漿口，在進(jìn)漿口一側(cè)順序安裝有監(jiān)測漿液流量的流量計13、壓力表14和復(fù)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(diǎn)。
[0017]圖2所示為造泡管9的結(jié)構(gòu)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(zhì)為I?2mm厚的不銹鋼。殼體9-4的一端上設(shè)有相互垂直的進(jìn)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?4mm的輻射狀網(wǎng)孔16_2。
[0019]工作原理:當(dāng)整套系統(tǒng)正常工作時，井下風(fēng)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(diào)節(jié)閥4調(diào)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(fù)合添加劑通過復(fù)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(jìn)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(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種以煤礦井下風(fēng)管空氣為氣源的泡沫充填材料發(fā)泡系統(tǒng)，包括井下風(fēng)管(I)、發(fā)泡液儲液罐(5)、攪拌葉片(6)、輸漿管(12)、復(fù)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(shè)置一造泡管(9)，造泡管(9)的進(jìn)氣管通過輸氣管(2)和井下風(fēng)管(I)相連，輸氣管(2)上依次設(shè)有調(diào)節(jié)閥(4)和氣壓監(jiān)測壓力表(3);造泡管(9)的進(jìn)液口通過軟管與發(fā)泡液儲液罐(5)相連，軟管上依次設(shè)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(jìn)泡口相連，泡沫-漿液混合器(16)的進(jìn)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(fù)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(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以煤礦井下風(fēng)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(shè)在殼體(9-4)外表面的進(jìn)液口(9-2)和設(shè)在殼體(9-4)前端的出泡口(9-3)，位于進(jìn)液口(9-2)和出泡口(9-3)之間的殼體(9_4)內(nèi)設(shè)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(shè)有進(jìn)氣管(9-1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以煤礦井下風(fēng)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)為開有若干直徑為廣2_小孔的不銹鋼網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦井下風(fēng)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(shè)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(quán)利要求1所述的以煤礦井下風(fēng)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(fù)合添加劑壓注泵(15)的旁通管接口前，依次設(shè)有流量計(13)和壓力表(14)。
【文檔編號】E21F15/00GK104329110SQ201410612925
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)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(xué)