一种无泵虹吸采空区注浆防灭火方法

技术领域

本发明涉及采空区防灭火方式，具体涉及一种无泵虹吸采空区注浆防灭火方法。

背景技术

现采空区防灭火所注黄泥浆使用黏土含沙量较大，注浆泵叶轮带动浆液高速运转，浆液中的沙粒对设备进行冲刷打磨，叶轮和泵壳内壁受损最严重，间隙过大会导致效率下降，甚至抽不上浆液。叶轮在磨损的同时破坏了动平衡，使设备在运行时震动剧烈，引起磨损加剧，严重时甚至会引起设备在运行时解体，造成安全事故；沉积黏土需要人工清理，向上清理淤泥费工费时。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种无泵虹吸采空区注浆防灭火方法，其能够避免设备磨损和解体情况，防止管道堵塞且不需人工清理浆液，节约费用，降低事故发生的可能性，其方法简单，操作简便，适应不同的充填工作面。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种无泵虹吸采空区注浆防灭火方法，包括以下步骤：

S1、设置缓浆池，在缓浆池内插入虹吸管，虹吸管的管口伸入缓浆池后距离池底预留一定距离；

S2、虹吸管出口的水平段安装虹吸管电磁阀后朝下布置，并分出两支路分别连通竖向朝下的注浆管和水平横向的进水管；

S3、进水管上设进水管电磁阀并连接外部清水；在虹吸管分支前设电磁流量计，记录注浆量；

S4、打开进水管电磁阀给进水管通水，利用清水冲洗管道；

S5、供水冲洗T

S6、注浆完成后，关闭虹吸管电磁阀，打开进水管电磁阀冲洗注浆管，由此完成一个注浆循环。

优选地，步骤S1中虹吸管的管口竖向朝下并且其距离池底的距离由料浆在池底的自然沉淀高度确定，以预防料浆沉淀后堵塞虹吸管，确定料浆最大沉积高度的步骤为：由每班最大注浆量确定缓浆池尺寸，由每班最小注浆量确定每班剩余浆体总体积，将两班最大注浆间隔时长与料浆最大自然沉淀时长比较，若前者大于后者，则取该料浆自然沉淀量料浆总体积比，进而根据缓浆池尺寸确定料浆最大沉积高度。

优选地，步骤S5中时间T

S51、首先由实验测得所用料浆的最大密度，根据料浆从最低液面压至虹吸管最高点所需克服重力：

式中：

S52、根据进水管的管径、流速和注水时间得到注水量。

式中：

S53、再根据注浆管的管径，计算清水柱克服空气阻力下落形成虹吸料浆所需压差。

式中：P

S54、根据理想气体状态方程求出清水柱所需下降高度。

式中：h

S55、根据牛顿第二定律计算达到压差清水柱所需下落时间。

式中：T

则清水冲洗管道至打开虹吸管的间隔时间取适当大于T

本发明的有益效果在于：

1、免维护：无泵运行，减少设备运转磨损。

2、操作简便、提高黏土利用率：现使用黏土含沙量较大，浆液在缓浆池内缓慢沉积，无泵虹吸技术可以及时吸走浆液，避免在池内沉积，大大提高黏土利用率。

3、减少清渣劳动强度：原有方式沉积黏土需要人工清理；缓浆池深度较大，向上清理淤泥费工费时。

无泵虹吸技术可以在每班注浆后期用水冲刷缓浆池，池底的浆液可以全部吸走，不留淤泥，免去清淤劳动强度。

4、提高系统运行稳定性：因黏土含沙量较大，渣浆泵运行工况较差，偶有出现损坏影响注浆或者浆液吸不上来，影响采空区预防性注浆，势必影响整个系统的安全稳定运行。采用无泵虹吸技术彻底解决此项问题，极大地提高了系统稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种无泵虹吸采空区注浆防灭火方法的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的自然沉积试验示意图。

附图标记说明：

1-缓浆池，2-搅拌机，3-虹吸管，4-虹吸管电磁阀，5-电磁流量计，6-清水管电磁阀，7-进水管，8-注浆管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图2所示，一种无泵虹吸采空区注浆防灭火方法，包括以下步骤：

S1、设置缓浆池1，在缓浆池1内插入虹吸管3，虹吸管3的管口伸入缓浆池1后距离池底预留一定距离；缓浆池1还设有搅拌机2；

虹吸管3管口距池底有一定距离，虹吸管3的管口竖向朝下并且其距离池底的距离由料浆在池底的自然沉淀高度确定，以预防料浆沉淀后堵塞虹吸管3，以预防料浆沉淀后堵塞虹吸管3，料浆在池底自然沉积高度由以下步骤确定：

1)料浆自然沉积高度取决于料浆配比与沉淀时长，由自然沉积实验测得料浆沉淀量与总料浆量体积的比值与沉淀时长的规律，当料浆沉淀量与料浆总体积的比值趋于稳定时，得到对应自然沉淀时长。

2)对注浆所涉及的不同制浆材料及配比分别进行实验，以得到对应的自然沉淀时长，根据最大沉淀量与总料浆体积比、两班注浆间隔时长与注浆量综合确定虹吸管管口安装位置。

具体为：由每班最大注浆量确定缓浆池1尺寸，由每班最小注浆量确定每班剩余浆体总体积，将两班最大注浆间隔时长与料浆最大自然沉淀时长比较，若前者大于后者，则取该料浆自然沉淀量料浆总体积比，进而根据缓浆池1尺寸确定料浆最大沉积高度。

S2、虹吸管3出口的水平段安装虹吸管电磁阀4后朝下布置，并分出两支路分别连通竖向朝下的注浆管8和水平横向的进水管7；

S3、进水管7上设进水管电磁阀6并连接外部清水；在虹吸管3分支前设电磁流量计5，记录注浆量；

S4、打开进水管电磁阀6给进水管7通水，利用清水冲洗管道；

S5、供水冲洗T

步骤S5中时间T

S51、首先由实验测得所用料浆的最大密度，根据料浆从最低液面压至虹吸管最高点所需克服重力：

式中：

S52、根据进水管7的管径、流速和注水时间得到注水量。

式中：

S53、再根据注浆管8的管径，计算清水柱克服空气阻力下落形成虹吸料浆所需压差。

式中：P

S54、根据理想气体状态方程求出清水柱所需下降高度。

式中：h

S55、根据牛顿第二定律计算达到压差清水柱所需下落时间。

式中：T

则清水冲洗管道至打开虹吸管3的间隔时间取适当大于T

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。