УСТРОЙСТВО ОСЛАНЦЕВАНИЯ Российский патент 2015 года по МПК E21F5/10 

Данное изобретение относится к устройству осланцевания для распределения инертной каменной пыли, минеральной крупнозернистой массы или других материалов. Данное изобретение относится к устройству и способу распределения инертной каменной пыли, в частности для использования в подземной добыче угля. Вместе с тем, устройство можно использовать для распределения других материалов.

Хорошо известно, что пожары и взрывы являются главными опасностями в области подземных горных работ. Опасность пожара и взрыва является особенно высокой в добыче угля, вследствие существования здесь от природы взрывчатых и горючих материалов, таких как газообразный метан и угольная пыль в подземных угольных горных выработках.

Причины таких пожаров и взрывов достаточно ясны. Горючие материалы, в общем, связаны с добычей таких материалов, как уголь, в своей основе являющихся органическими веществами. Уголь не только сам является горючим, но его разработка дает мелкие частицы угля и угольную пыль, которые попадают в воздух. Такой материал может являться весьма горючим и даже взрывчатым при определенных условиях.

Углеводородные газы встречаются при работах в угольной шахте. Наиболее часто встречающимся газом является метан, главный компонент природного газа. Другие аналогичные горючие углеводородные газы также часто встречаются в меньших объемах при работе в угольных шахтах. Газообразные материалы, высвобождающиеся во время работы в угольной шахте, сами по себе являются чрезвычайно опасными.

Во время работ в угольной шахте часто возникают искры, достаточные для воспламенения горючих и взрывчатых материалов. Работы в угольной шахте требуют использования электрических устройств многих видов, а также другого механического оборудования, которое может потенциально давать искры. Комбинация дающего искры механического и электрического оборудования и чрезвычайно взрывоопасной и горючей угольной пылью и соответствующих газов создает опасную ситуацию.

Комбинация дающего искр от оборудования и чрезвычайно горючего материала, находящегося в шахтах, во многих случаях приводит к катастрофам. Кроме того, при подземных взрывах и пожарах весьма сложно выжить. Например, взрыв может вызывать обрушение части горного тоннеля. Пожар и взрыв под землей производит большие объемы токсичных газов, которые легко могут травмировать персонал или приводить к смерти горняков и других работающих под землей. Таким образом, можно видеть, что пожары и взрывы при работе подземных шахт вызывают особую озабоченность всех заинтересованных сторон.

Различные решения опробованы для предотвращения пожара и взрыва в подземных горных разработках. Обычным способом минимизации возможности пожара и взрыва является распространение инертного материал по поверхностям внутри выработки. В некоторых вариантах требуется создание полного покрытия внутренних стен, кровли и пола тоннелей горной выработки. Добавление инертного материала в окружающую среду помогает поддерживать окружающую атмосферу в шахте в не взрывоопасном и не пожароопасном состоянии. Инертные материалы, распределенные по внутренним стенам горной разработки, достаточно разбавляют шахтную пыль и метан в шахте, так что атмосфера становится неспособной к взрыву или распространению огня. Покрытие также помогает предотвращать выход дополнительной угольной пыли и т.п. в воздух в тоннелях горной выработки.

Осланцевание, как способ предотвращения взрывов и пожаров в горной выработке, принято в технике. По нормативам действующего Federal Coal Mine Health and Safety Act, осланцевание теперь требуется выполнять во многих горных выработках.

По требованиям Mine Safety and Health Administration ("MSHA") на внутренние поверхности в угольных шахтах и т.п. должно наноситься покрытие из инертной каменной пыли. MSHA предъявляет требования по использованию и нанесению на поверхности инертной каменной пыли.

В настоящее время действуют акты государственного регулирования по способам использования инертной каменной пыли. Ситуации, в которых требуется инертная каменная пыль, также определены в деталях специальными правилами. Таким образом, операторы шахт сегодня находятся в положении, когда от них требуется выполнение обширных правил по осланцеванию инертной каменной пылью. Осланцевание инертной каменной пылью в угольных шахтах часто больше не является одной альтернативой для ликвидации опасных условий, но категорически требуется для многих условий.

Как указано выше, в угольных шахтах осланцевание инертной пылью поверхностей обнаженной породы используют для предотвращения и подавления пожаров, вызванных воспламенением угольной пыли и газообразного метана, полученного в процессе ведения горных работ. Осланцевание инертной пылью включает в себя создание покрытия поверхностей горной выработки известняковой пылью мелкого помола. Пыль прилипает к стенам горной выработки и предотвращает распространение огня вдоль открытых поверхностей не вынутого угля в горной выработке. В случае воспламенения угольной пыли и газа в горной выработке воздействие взрыва и огня должно обуславливать отпадение слабо прилипающей пыли от поверхностей горной выработки с образованием взвеси известняковой пыли в воздухе, которая подавляет распространение пламени и останавливает огонь.

Нанесение инертной каменной пыли на стены горной выработки обычно выполняют с использованием машин осланцевания. Данные машины, однако, требуют постоянного внимания одного или нескольких операторов, а также выполнения большого объема техобслуживания, распределяют большие объемы инертной каменной пыли не избирательно и поэтому не эффективно, или требуют использования другого подземного горного оборудования, при этом нарушая планы добычи. Кроме того, машины имеют низкую транспортабельность.

Кроме того, некоторые из данных машин используют сжатый воздух высокого давления, что может нарушать условиях безопасности. По существу, баллоны сжатого воздуха высокого давления требуют клапанов сброса давления для предотвращения их разрушения сжатым воздухом высокого давления. Данные дополнительные механические части увеличивают стоимость и усложняют техобслуживание машины.

Данные машины, в общем, делятся на две категории. Первая, машины с использованием сложных механизмов с многочисленными движущимися частями для транспортировки инертной каменной пыли машиной и затем распределения инертной каменной пыли на вход выработки, что обуславливает износ частей, которые входят в контакт с инертной каменной пылью. Вторая, машины, действие которых основано на объединении силы тяжести и перепадов давления, известного в технике, как эффект Вентури, для перемещения и распределения инертной каменной пыли. Машины, которые используют гравитацию и перепады давления, в общем используют трубки малого диаметра или отверстия, через которые инертная каменная пыль должна проходить, и поэтому являются чувствительными к засорению инертной каменной пылью или иному закупориванию, в особенности, если инертная каменная пыль намокает или иначе абсорбирует влагу, при этом создаются препятствия требуемому распределению инертной каменной пыли.

Существует необходимость создания простого устройства осланцевания, которое не требует постоянного внимания оператора, которое не нарушает графики добычи, и которое может создавать требуемое непрерывное и управляемое распределение инертной каменной пыли. Также существует необходимость создания улучшенного устройства осланцевания, в котором решены проблемы техобслуживания и мобильности.

Настоящее изобретение дает много преимуществ, которые станут ясны из приведенного ниже описания.

Устройство осланцевания, содержащее:

кожух;

емкость, установленную в кожухе, которая содержит съемный верхний элемент, боковую стенку и днище, выполненные с возможностью образования отсека внутренней емкости для удержания и замешивания состава с инертной каменной пылью;

смесительное устройство, установленное на днище для замешивания состава с инертной каменной пылью;

выпускное окно емкости, установленное на днище или нижнем участке боковой стенки, через которое состав с инертной каменной пылью можно выпускать из емкости;

трубу, проходящую от выпускного окна емкости к выпускному окну кожуха, причем, труба содержит насос для транспортировки состава с инертной каменной пылью по трубе и через выкидную линию, функционально соединенную с выпускным окном кожуха; и

один или несколько двигателей, установленных в кожухе для привода смесительного устройства и насоса.

Данное изобретение относится, в частности, к устройству осланцевания, содержащему:

кожух;

емкость, установленную в кожухе, которая содержит съемный верхний элемент, боковую стенку и днище, выполненные с возможностью образования отсека внутренней емкости для удержания и замешивания состава с инертной каменной пылью;

смесительное устройство, установленное на днище для замешивания состава с инертной каменной пылью;

выпускное окно емкости, установленное на днище или нижнем участке боковой стенки, через которое состав с инертной каменной пылью можно выпускать из емкости;

трубу, проходящую от выпускного окна емкости к выпускному окну кожуха, установленную на кожухе; причем, труба содержит насос для транспортировки состава с инертной каменной пылью по трубе;

блок подачи воздуха, установленный в кожухе, функционально соединенный с выкидной линией смежно с выпускным окном кожуха, для инжектирования воздуха для содействия транспортировке состава с инертной каменной пылью через выкидную линию, причем, выкидная линия функционально соединена с выпускным окном кожуха; и

один или несколько двигателей, установленных в кожухе для привода смесительного устройства, насоса и блока подачи воздуха.

Данное изобретение также относится, в частности, к способу формирования состава на поверхности, содержащему:

a) создание устройства осланцевания;

b) замешивание инертной каменной пыли и воды в устройстве осланцевания, дающее первую смесь;

c) ввод добавки для перекачивания в первую смесь, дающий вторую смесь;

d) ввод присадки полимера во вторую смесь, дающий третью смесь;

e) перемешивание третьей смеси, дающее вспененный или аэрированный состав;

f) нанесение вспененного или аэрированного состава на поверхность с использованием устройства осланцевания; и

g) обеспечение высыхания вспененного или аэрированного состава для образования состава на поверхности;

при этом, устройство осланцевания содержит:

кожух;

емкость, установленную в кожухе, которая содержит съемный верхний элемент, боковую стенку и днище, выполненные с возможностью образования отсека внутренней емкости для удержания и замешивания состава с инертной каменной пылью;

смесительное устройство, установленное на днище для замешивания состава с инертной каменной пылью;

выпускное окно емкости, установленное на днище или нижнем участке боковой стенки, через которое состав с инертной каменной пылью можно выпускать из емкости;

трубу, проходящую от выпускного окна емкости к выпускному окну кожуха; причем, труба содержит насос для транспортировки состава с инертной каменной пылью по трубе и через выкидную линию, функционально соединенную с выпускным окном кожуха; и

один или несколько двигателей, установленных в кожухе для привода смесительного устройства и насоса.

Данное изобретение дополнительно относится, в частности, к способу формирования состава на поверхности, содержащему:

a) создание устройства осланцевания;

b) замешивание инертной каменной пыли и воды в устройстве осланцевания, дающее первую смесь;

c) смешивание с добавкой для перекачивания и полимером в емкости, дающее вторую смесь;

d) добавление второй смеси в первую смесь, дающее третью смесь;

e) перемешивание третьей смеси, дающее вспененный или аэрированный состав;

f) нанесение вспененного или аэрированного состава на поверхность с использованием устройства осланцевания; и

g) обеспечение высыхания вспененного или аэрированного состава для образования состава на поверхности;

при этом, устройство осланцевания содержит:

кожух;

емкость, установленную в кожухе, которая содержит съемный верхний элемент, боковую стенку и днище, выполненные с возможностью образования отсека внутренней емкости для удержания и замешивания состава с инертной каменной пылью;

смесительное устройство, установленное на днище для замешивания состава с инертной каменной пылью;

выпускное окно емкости, установленное на днище или нижнем участке боковой стенки, через которое состав с инертной каменной пылью можно выпускать из емкости;

трубу, проходящую от выпускного окна емкости к выпускному окну кожуха; причем, труба содержит насос для транспортировки состава с инертной каменной пылью по трубе и через выкидную линию, функционально соединенную с выпускным окном кожуха; и

один или несколько двигателей, установленных в кожухе для привода смесительного устройства и насоса.

Данное изобретение также дополнительно относится, в частности, к способу осланцевания поверхностей угольной выработки, содержащему:

a) создание устройства осланцевания;

b) создание состава, содержащего инертную каменную пыль, воду, добавку для перекачивания, и полимер;

c) приготовление с перемешиванием состава в устройстве осланцевания, дающего вспененный или аэрированный состав;

d) нанесение вспененного или аэрированного состава на поверхности угольной выработки с использованием устройства осланцевания; и

e) обеспечение высыхания вспененного или аэрированного состава на поверхности угольной выработки;

при этом, устройство осланцевания содержит:

кожух;

емкость, установленную в кожухе, которая содержит съемный верхний элемент, боковую стенку и днище, выполненные с возможностью образования отсека внутренней емкости для удержания и замешивания состава с инертной каменной пылью;

смесительное устройство, установленное на днище для замешивания состава с инертной каменной пылью;

выпускное окно емкости, установленное на днище или нижнем участке боковой стенки, через которое состав с инертной каменной пылью можно выпускать из емкости;

трубу, проходящую от выпускного окна емкости к выпускному окну кожуха; причем, труба содержит насос для транспортировки состава с инертной каменной пылью по трубе и через выкидную линию, функционально соединенную с выпускным окном кожуха; и

один или несколько двигателей, установленных в кожухе для привода смесительного устройства и насоса.

Данное изобретение также относится, в частности, к способу подавления распространения пламени и/или пожара, обусловленного воспламенением угольной пыли и/или газа в угольной шахте, способ содержит:

a) создание устройства осланцевания;

b) создание состава, содержащего инертную каменную пыль, воду, добавку для перекачивания, и полимер;

c) приготовление с перемешиванием состава в устройстве осланцевания, дающее вспененный или аэрированный состав;

d) нанесение вспененного или аэрированного состава на поверхности угольной выработки с использованием устройства осланцевания; и

e) обеспечение высыхания вспененного или аэрированного состава на поверхности угольной выработки;

при этом, вспененный или аэрированный состав, высушенный на поверхности угольной выработки, имеет достаточную адгезию к поверхности угольной выработки, так что при воспламенении угольной пыли и/или газа в угольной шахте, воздействие от взрыва и/или пожара обуславливает отсоединение по меньшей мере части инертной каменной пыли от поверхности угольной выработки с получением взвеси инертной каменной пыли в воздухе, которая подавляет распространение пламени и/или пожара в угольной шахте;

при этом, устройство осланцевания содержит:

кожух;

емкость, установленную в кожухе, которая содержит съемный верхний элемент, боковую стенку и днище, выполненные с возможностью образования отсека внутренней емкости для удержания и замешивания состава с инертной каменной пылью;

смесительное устройство, установленное на днище для замешивания состава с инертной каменной пылью;

выпускное окно емкости, установленное на днище или нижнем участке боковой стенки, через которое состав с инертной каменной пылью можно выпускать из емкости;

трубу, проходящую от выпускного окна емкости к выпускному окну кожуха; причем, труба содержит насос для транспортировки состава с инертной каменной пылью по трубе и через выкидную линию, функционально соединенную с выпускным окном кожуха; и

один или несколько двигателей, установленных в кожухе для привода смесительного устройства и насоса.

Преимущество данного изобретения в том, что в устройстве осланцевания не используются сложные механизмы с многочисленными движущимися частями для транспортировки инертной каменной пыли через машину, что минимизирует износ частей, которые входят в контакт с инертной каменной пылью. В устройстве осланцевания данного изобретения не используются трубы малого диаметра или отверстия, через которые инертная каменная пыль должна проходить, что минимизирует возможность закупоривания инертной каменной пылью или иного засорения, исключающего надлежащее распределение инертной каменной пыли. Устройство осланцевания данного изобретения требует малых затрат труда оператора, не нарушает планов добычи и обеспечивает требуемое непрерывное и управляемое распределение инертной каменной пыли. Устройство осланцевания также требует небольшого объема техобслуживания и является переставным. Состав с инертной каменной пылью, наносимый на поверхности угольной выработки с помощью устройства осланцевания, имеет достаточную адгезию к поверхности угольной выработки, так что при воспламенении угольной пыли и/или газа в угольной шахте, воздействие от взрыва и/или пожара обуславливает отсоединение, по меньшей мере, части частиц инертной каменной пыли от полимерных цепей, создающих взвесь инертной каменной пыли в воздухе. Взвесь инертной каменной пыли в воздухе подавляет распространение пламени и/или пожара, обусловленного воспламенением угольной пыли и/или газа в угольной шахте.

Дополнительные задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения должны стать более понятными из следующих чертежей и подробного описания.

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где:

на Фиг.1 показан вид справа устройства осланцевания данного изобретения.

На Фиг.2 показан вид слева устройства осланцевания данного изобретения.

На Фиг.3 показан вид спереди устройства осланцевания данного изобретения.

На Фиг.4 показано устройство данного изобретения.

На Фиг.5 показан вид спереди устройства осланцевания данного изобретения.

На Фиг.6 показан вид справа устройства осланцевания данного изобретения.

На Фиг.7 показан вид справа устройства осланцевания данного изобретения.

На Фиг.8 показано высокопрочное отклоненное плоское распылительное сопло, используемое в устройстве данного изобретения.

На Фиг.9 показан вид слева устройства осланцевания данного изобретения.

На Фиг.10 показана группа трехзолотниковых клапанов, используемая в устройстве данного изобретения.

Данным изобретением создано устройство осланцевания поверхностей горной выработки для предотвращения и подавления пожаров и взрывов.

Устройство осланцевания данного изобретения является переставным блоком. Устройство может иметь полностью гидравлический привод. Устройство выполнено с возможностью работать с гидравлическим расходом в диапазоне от около 12 галлон/мин (46 л/мин) до около 35 галлон/мин (133 л/мин) с полным управлением гидравлическими функциями, например, перекачиванием, перемешиванием и пневматической подачей для соответствия гидравлическим функциям требуемыми параметрами продукта.

Устройством осланцевания данного изобретения могут управлять два шахтера. Один оператор загрузки может управлять переставным погрузочно-доставочным устройством, обеспечивающим гидропривод, и один шахтер может управлять группой гидравлических клапанов устройства, дроссельными задвижками распылителя и соплом распылителя для конечного нанесения продукта в горной выработке.

Перекачку инертной каменной пыли в устройстве можно проводить при низких давлениях, предпочтительно, в цикле перекачки от около 40 фунт/дюйм² (280 кПа) до около 80 фунт/дюйм² (560 кПа). Линия циркуляции в устройстве позволяет поддерживать низкое рабочее давление от около 40 фунт/дюйм² (276 кПа) до около 80 фунт/дюйм² (552 кПа), так что конечный продукт имеет уменьшенное сжатие вследствие высокого давления во время конечного нанесения. Это обеспечивает улучшенную сушку конечного продукта.

Устройство осланцевания данного изобретения может иметь воздушный компрессор с гидроприводом, установленный в нем для создания давления около 125 фунт/дюйм² (863 КПа) сжатого воздуха для осуществления транспортировки состава с инертной каменной пылью через выкидную линию, например, шланг. Указанное обеспечивает полную дисперсию и нанесение при низком давлении состава с инертной каменной пылью на поверхности горной выработки, например, кровлю и ребра. Воздух также обеспечивает увеличение на от около 30 процентов до около 50 процентов выхода состава с инертной каменной пылью во время операций распыления, что дает экономическую эффективность, а также улучшенные показатели осушения конечного продукта.

Воздушный компрессор с гидроприводом имеет обратный клапан на обратной линии к группе многозолотниковых клапанов и обратный клапан на обратной линии отбора мощности, для исключения в обратной линии давления выше уставки.

Выкидная линия, например, шланг, имеет диаметр от около 3/4 дюйма (20 мм) до около 1-1/4 дюйма (32 мм), что обеспечивает более низкое рабочее давление насоса, например, винтового насоса. Указанное обеспечивает уменьшенное давление сжатия продукта замеса состава с инертной каменной пылью и улучшенные показатели осушения конечного продукта.

Высокопрочное отклоненное плоское распылительное сопло, обеспечивающее надлежащее нанесение конечного продукта состава с инертной каменной пылью на поверхности горной выработки, например, кровлю и ребра, прикрепляется к выкидной линии. Сопло обеспечивает применение пониженных рабочих давлений в насосе, например, винтовом насосе, и уменьшение давлений сжатия на продукте замеса состава с инертной каменной пылью. Сопло также обеспечивает улучшенную дисперсию и показатели осушения конечного продукта.

Устройство нанесения может являться блоком с полностью гидравлическим управлением с питанием от батареи или с отбором мощности от гидравлической системы погрузочно-доставочного устройства. Устройство включает в себя шланг, например, длиной 50 футов (15,2 м), и сопло, с которым работает оператор конечного распыления, которого поддерживает оператор погрузочно-доставочного устройства при функционировании установки. Устройство нанесения обеспечивает дозирование продукта и направление операций распыления в нужные места. Работа на обычном замесе обеспечивает нанесение покрытия из инертной каменной пыли на 200 футов (60 м) ребер и кровли в зависимости от высоты и ширины горной выработки.

Устройство данного изобретения обеспечивает подготовку состава с инертной каменной пылью на подземном околоствольном дворе в горной выработке. Для образования состава смесь инертной каменной пыли и воды может перемешиваться в смесительной емкости, установленной в устройстве. В нижней части смесительной емкости может располагаться лопастная мешалка или сегментированный винт шнека, обеспечивающие перемешивание, требуемое для приготовления смеси ингредиентов. Лопастную мешалку можно предпочтительно использовать для перемешивания ингредиентов с получением однородного состава. Данную емкость перемешивания можно также использовать для смешивания добавки и полимера для перекачивания, или, альтернативно, добавку и полимер для перекачивания можно инжектировать в поток раствора после насоса для смешивания.

Устройство можно перемещать под землей и устанавливать на любой доступной площади в горной выработке, где требуется осланцевание. После установки на место работы в горной выработке насос, функционально соединенный со смесительным устройством емкостью, можно использовать для подачи состава через шланг и сопло для нанесения на поверхности, например, стен, кровли и полов горной выработки. Некоторая часть состава может теряться при соударении с поверхностями горной выработки, если перемешивается в смесительной емкости. Если полимер инжектируется в поток раствора, потери не должны возникать. Низкое содержание воды составов с инертной каменной пылью, используемых при этом, содействует реологическому сгущению, делающему массу липкой, и способствующему прилипанию к поверхности и обеспечивающему нарастание материала до требуемой толщины. Скорость состава, распыляемого из сопла, должна обеспечивать удержание состава на поверхности и сохранение свойств, требуемых для работы состава в случае взрыва и пожара в горной выработке.

В дополнение, если состав подлежит нанесению в нескольких местах, материал можно готовить на первом месте и перекачивать на площадки в горной выработке. Здесь, материал можно держать для использования по необходимости, при этом не требуется транспортировка материала в больших емкостях на дальние расстояния по всему руднику.

Например, состав может наноситься с помощью винтового насоса, перекачивающего состав в сопло для нанесения с воздушным распылением. Использование данного сопла обеспечивает адекватное нанесение состава на поверхность горной выработки. Состав, кроме того, можно наносить с использованием системы безвоздушного распыления. Простейшая форма системы безвоздушного распыления может не иметь сопла и основываться только на давлении, получаемом от винтового насоса для нанесения материала.

Управление устройством для персонала шахты упрощено. Полная совместимость гидравлики устройства делает возможным его использование с различным горно-шахтным оборудованием и погрузочно-доставочными устройствами. Как показано на Фиг.10 и также на Фиг.1-4, устройство включает в себя управляемую вручную группу 26 многозолотниковых клапанов. Управляемая вручную группа 26 многозолотниковых клапанов включает в себя рычаг 23 насоса/распылителя, рычаг 24 перемешивания и рычаг 25 воздушного компрессора. Управляемая вручную группа 26 многозолотниковых клапанов дополнительно включает в себя манометр 22 воздушного компрессора.

Рычаг 23 ручного управления насоса/распылителя функционально соединяется с гидравлическим двигателем 12 насоса состава с инертной каменной пылью для гидравлического управления перекачкой и распылением. Рычаг 24 ручного управления перемешивания функционально соединяется с гидравлическим двигателем 13 смесительного устройства/перемешивателя для гидравлического управления смешиванием/перемешиванием. Рычаг 25 ручного управления воздушного компрессора функционально соединяется с гидравлическим двигателем воздушного компрессора для гидравлического управления подачей воздуха.

На Фиг.1-10 схематично показано устройство 10. Емкость 11 установлена в кожухе устройства и содержит съемную верхнюю стенку, боковую стенку и днище, выполненные с возможностью образования отсека внутренней емкости для содержания и смешивания состава с инертной каменной пылью. Смесительное устройство (не показано) (например, лопастная мешалка) установлено на днище для перемешивания состава с инертной каменной пылью. Выпускное окно емкости, через которое состав с инертной каменной пылью можно выпускать из емкости, располагается на днище или на нижнем участке боковой стенки. Труба проходит от выпускного окна емкости к выпускному окну кожуха. Труба содержит насос 14 (например, винтовой насос) для транспортировки состава с инертной каменной пылью по трубе и через выкидную линию 19 (например, шланг), функционально соединенную с выпускным окном кожуха. Один или несколько двигателей (например, гидравлический двигатель 12 насоса состава с инертной каменной пылью и гидравлический двигатель 13 смесительного устройства/перемешивателя) установлены в кожухе для привода смесительного устройства и насоса состава с инертной каменной пылью.

Устройство 10 осланцевания может дополнительно содержать блок 15 подачи воздуха, установленный в кожухе. Блок 15 подачи воздуха функционально соединяется с выкидной линией смежно с выпускным окном кожуха для инжектирования воздуха для содействия подаче состава с инертной каменной пылью через выкидную линию 19. Блок 15 подачи воздуха является предпочтительно воздушным компрессором 15 с гидравлическим приводом. Компрессор 15 с гидравлическим приводом подает сжатый воздух под давлением до около 125 фунт/дюйм² (863 кПа) для содействия подаче состава с инертной каменной пылью через выкидную линию 19. Гидравлический двигатель воздушного компрессора может устанавливаться в кожухе для привода воздушного компрессора. Воздушный компрессор 15 имеет обратный клапан (не показано) на обратной линии к управляемой вручную группе 26 многозолотниковых клапанов и обратный клапан (не показан) на обратной линии отбора мощности для минимизации или исключения возникновения в обратной линии давления выше уставки.

Устройство 10 осланцевания может дополнительно содержать резервуар 16 для сжатого воздуха, установленный в кожухе. Резервуар 16 для сжатого воздуха функционально соединяется с выкидной линией смежно с выпускным окном кожуха для инжектирования воздуха для содействия подаче состава с инертной каменной пылью через выкидную линию 19.

Предпочтительно, устройство 10 осланцевания данного изобретения имеет гидравлический привод. Устройство 10 работает в гидравлическом диапазоне расхода от около 12 галлон/мин (46 л/мин) до около 35 галлон/мин (133 л/мин). Предпочтительно, один или несколько двигателей (например, двигатель 12 насоса состава с инертной каменной пылью и двигатель 13 смесительного устройства/перемешивателя) являются гидравлическими двигателями. В предпочтительном варианте осуществления смесительное устройство имеет гидравлический привод с двигателем 13, насос состава с инертной каменной пылью имеет гидравлический привод с двигателем 12, и воздушный компрессор имеет гидравлический привод с двигателем.

Двигатель 12 функционально соединяется с насосом осланцевания составом с инертной каменной пылью для передачи мощности гидравлического привода на насос осланцевания составом с инертной каменной пылью. Двигатель 13 функционально соединяется со смесителем для передачи мощности гидравлического привода на смесительное устройство. Двигатель функционально соединяется с воздушным компрессором для передачи мощности гидравлического привода на воздушный компрессор.

Насос 14 состава с инертной каменной пылью предпочтительно является винтовым насосом. Насос предпочтительно работает в цикле перекачки при давлении от около 40 фунт/дюйм² (276 кПа) до около 80 фунт/дюйм² (552 кПа).

Как показано на Фиг.5, устройство данного изобретения может включать в себя линию 18 рециркуляции. Линия 18 рециркуляции может снижать давление работающего шланга 19 до около 40 фунт/дюйм² (276 кПа) - 80 фунт/дюйм² (552 кПа). Линия 18 рециркуляции функционально соединяется с выпускным окном 17 кожуха для приема и повторной циркуляции в смесительную емкость 11 излишков состава с инертной каменной пылью из выпускного окна 17 кожуха. Линия циркуляции обеспечивает перекачку состава с инертной каменной пылью в выкидной линии 19 под давлением от около 40 фунт/дюйм² (276 кПа) до около 80 фунт/дюйм² (552 кПа), и сжатие состава с инертной каменной пылью можно регулировать.

Смесительное устройство предпочтительно выполняет смешивание/перемешивание. Смесительное устройство предпочтительно установлено вращающимся на днище смесительной емкости 11. В нижней части смесительной емкости 11 может располагаться лопастная мешалка или сегментированный винт шнека, выполняющий смешивание, необходимое для перемешивания ингредиентов. Наиболее предпочтительно, смесительное устройство содержит лопастную мешалку.

Выкидная линия 19 предпочтительно содержит шланг. Выкидная линия 19 предпочтительно имеет диаметр от около 3/4 дюйма (20 мм) до около 1-1/4 дюйма (32 мм). Указанное обеспечивает пониженное рабочее давление насоса 14 осланцевания составом с инертной каменной пылью, например, винтового насоса. Выкидная линия 19, предпочтительно, имеет длину от около 5 футов (1,5 м) до около 75 футов (22,9 м).

Сопло 20 функционально соединяется с выкидной линией 19. Предпочтительно, сопло 20 представляет собой высокопрочное плоское отклоненное сопло.

Кожух устройства 10 осланцевания приспособлен для несения емкости 11, насоса 14 и одного или нескольких двигателей (например, гидравлического двигателя 12 насоса состава с инертной каменной пылью и гидравлического двигателя 13 смесительного устройства/перемешивателя). Предпочтительно, кожух приспособлен для несения емкости 11, насоса 14, одного или нескольких двигателей (например, гидравлического двигателя 12 насоса состава с инертной каменной пылью и гидравлического двигателя 13 смесительного устройства/перемешивателя), и блока 15 подачи воздуха.

Кожух имеет верхний элемент, нижний элемент, в общем, противоположные боковые элементы и, в общем, противоположные передний и задний боковые элементы. Верхний элемент и нижний элемент являются, по существу, параллельными. В общем противоположные боковые элементы являются, по существу, параллельными. В общем противоположные передний и задний боковые элементы являются, по существу, параллельными.

Понятно, что различные комбинации клапанов и манометров можно использовать с устройством 10 данного изобретения. Данное изобретение не ограничивается комбинациями таких клапанов и манометров, и специалистам в данной области техники должно быть ясно, что данное изобретение включает в себя другие комбинации, соответствующие сущности описанного здесь.

В дополнение к группе 26 трехзолотниковых клапанов, описанной в данном документе, другие клапаны, например, клапаны регулирования расхода и двухпозиционные клапаны, можно использовать в управлении устройством 10 данного изобретения. Например, распределительный клапан может устанавливаться вблизи группы 26 трехзолотниковых клапанов для регулирования расхода. В операции замеса с включенным отбором мощности распределительный клапан поднимается в положение вблизи верха крышки устройства нанесения, открываясь полностью, и затем рычаг 24 перемешивания ставится в открытое положение в группе 26 трехзолотниковых клапанов. В указанное время перемешиватель в 250-галлонной (1 м³) емкости 11 должен вращаться с высокой скоростью, и 250-галлонная (1 м³) емкость 11 должна вибрировать.

Устройство 10 данного изобретения может включать в себя группу клапанов с манометрами вблизи группы клапанов для управления операциями замешивания и распыления. Например, воздушная дроссельная задвижка может включаться в состав для регулирования расхода воздуха, и дроссельная задвижка состава с инертной каменной пылью может включаться в устройство для регулирования расхода состава с инертной каменной пылью в операциях замешивания и распыления. Главная дроссельная задвижка может включаться в состав для обеспечения общего управления различными дроссельными задвижками.

Устройство 10 может содержать один или несколько воздушных клапанов для регулирования расхода воздуха, проходящего в выкидную линию смежно с выпускным окном 17 кожуха. Можно регулировать инжектирование воздуха для содействия подаче состава с инертной каменной пылью через выкидную линию 19. Аналогично, устройство 10 может содержать один или несколько клапанов регулирования расхода состава с инертной каменной пылью, проходящего через выпускное окно 17 кожуха и выкидную линию 19.

Устройство осланцевания данного изобретения предпочтительно является переставным. В эксплуатации его предпочтительно устанавливают на погрузочно-доставочное устройство 21. Погрузочно-доставочное устройство 21 обычно прикрепляется к шахтному трактору общего назначения. Шахтный трактор общего назначения обычно содержит устройство отбора мощности, которое используют для осуществления привода устройства 10. Шахтный трактор общего назначения обычно содержит работающую от батареи или дизеля гидравлическую систему с отбором мощности для погрузочно-доставочного устройства, которую используют для подачи мощности на устройство 10.

Составы с инертной каменной пылью, подходящие для устройства данного изобретения, могут включать в себя обычные составы, известные в технике. Обычный состав содержит инертную каменную пыль, воду и добавку для перекачивания. Предпочтительный состав содержит инертную каменную пыль, например, известняковую пыль, полимер, например, акриламид гомополимер или сополимер, добавку для перекачивания, например, лавровый эфир сульфат, и воду. Другой предпочтительный состав содержит инертную каменную пыль, например, известняковую пыль, и полимер, например, акриламид гомополимер или сополимер. Составы, подходящие для устройства данного изобретения, включают в себя как вспененные, так и не вспененные, как аэрированные, так и не аэрированные составы. Предпочтительные составы, подходящие для устройства данного изобретения, раскрыты в заявке совместного рассмотрения U.S. Patent Application Serial No. (0007238USU1), зарегистрирована одновременно с данной заявкой, включена в данный документ в виде ссылки.

В варианте осуществления для операций распыления устройства данного изобретения используют когезивные свойства растворимых в воде полимеров, которые обеспечивают влажному смешанному материалу осланцевания прилипание к стенам горной выработки с формированием более толстых слоев, чем можно получить любыми современными обычными способами. Поскольку инертная каменная пыль наносится влажной с помощью устройства, твердые частицы, которые входят в суспензию, во время укладки удаляются. Состав осланцевания должен утолщаться и несколько загущаться, когда добавляется предотвращающий слеживание/слипание полимер в смесь порошка осланцевание и воды. При этом, происходит дисперсия молекул воды в массе в ее влажном состоянии. При обеспечении высыхания данного материала на стенах горной выработки полимер должен рассеиваться. Когда полимер рассеивается, образуется поровый объем в массе осланцевания. Данный объем пустот должен варьироваться между 3 и 50% по объему в зависимости от дозирования и типа полимера, который используют.

Под воздействием взрыва в шахте/взрывного воздействия, данный состав осланцевания должен диспергировать в мелкий порошок, а не в небольшие комки, аналогично дисперсии, которая должна возникать, если состав осланцевания наносился сухим. Состав, высушиваемый на поверхности угольной выработки, имеет достаточное адгезию с поверхностью угольной выработки, так что при воспламенении угольной пыли и/или газа в угольной шахте воздействие от взрыва и/или огонь обуславливают отсоединение, по меньшей мере, части частиц инертной каменной пыли от полимерных цепей для создания взвеси инертной каменной пыли в воздухе. Взвесь инертной каменной пыли в воздухе подавляет распространение пламени и/или пожара, обусловленного воспламенением угольной пыли и/или газа в угольной шахте.

В варианте осуществления данное изобретение включает в себя образование состава на поверхности с помощью следующего: a) создания устройства осланцевания; b) смешивания инертной каменной пыли и воды в устройстве осланцевания, дающего первую смесь; c) ввода добавки для перекачивания в первую смесь, дающего вторую смесь; d) введения присадки полимера во вторую смесь, дающего третью смесь; e) перемешивания третьей смеси, дающего вспененный или аэрированный состав; f) нанесения вспененного или аэрированного состава на поверхность с использованием устройства осланцевания; и g) обеспечения высыхания вспененного или аэрированного состава для образования состава на поверхности. Устройство осланцевания является таким, как описанное в данном документе.

В другом варианте осуществления данное изобретение включает в себя образование состава на поверхности с помощью следующего: a) создания устройства осланцевания; b) смешивания инертной каменной пыли и воды в устройстве осланцевания, дающего первую смесь; c) смешивания с добавкой для перекачивания и полимером в емкости, дающего вторую смесь; d) добавления второй смеси в первую смесь, дающего третью смесь; e) перемешивания третьей смеси, дающего вспененный или аэрированные состав; f) нанесения вспененного или аэрированного состава на поверхность с использованием устройства осланцевания; и g) обеспечения высыхания вспененного или аэрированного состава для образования состава на поверхности. Устройство осланцевания является таким, как описанное в данном документе.

В дополнительном варианте осуществления данное изобретение включает в себя способ осланцевания поверхностей угольной выработки с помощью следующего: a) создания устройства осланцевания; b) создания состава, содержащего инертную каменную пыль, воду, добавку для перекачивания и, если необходимо, полимер; c) приготовления с перемешиванием состава в устройстве осланцевания, дающего вспененный или аэрированные состав; d) нанесения вспененного или аэрированного состава на поверхности угольной выработки с использованием устройства осланцевания; и e) обеспечения высыхания вспененного или аэрированного состава на поверхности угольной выработки. Устройство осланцевания является таким, как описанное в данном документе.

В еще одном дополнительном варианте осуществления данное изобретение включает в себя способ подавления распространения пламени и/или пожара, обусловленного воспламенением угольной пыли и/или газа в угольной шахте, с помощью следующего: a) создания устройства осланцевания; b) создания состава, содержащего инертную каменную пыль, воду, добавку для перекачивания, и полимер; c) перемешивания состава в устройстве осланцевания, дающего вспененный или аэрированный состав; d) нанесения вспененного или аэрированного состава на поверхности угольной выработки с использованием устройства осланцевания; и e) обеспечения высыхания вспененного или аэрированного состава на поверхности угольной выработки; при этом, вспененный или аэрированный состав, высушенный на поверхности угольной выработки, имеет достаточную адгезию к поверхности угольной выработки, так что при воспламенении угольной пыли и/или газа в угольной шахте воздействие от взрыва и/или пожара обуславливает отсоединение, по меньшей мере части инертной каменной пыли от поверхности угольной выработки с получением взвеси инертной каменной пыли в воздухе, которая подавляет распространение пламени и/или пожара в угольной шахте. Устройство осланцевания является таким, как описанное в данном документе.

В предпочтительном способе подготовки вспененный состав суспензии можно готовить с помощью перемешивания известняковой пыли и воды в емкости, дающего смесь суспензии. Лопастная мешалка располагается в нижней части смесительной емкости. В отдельном контейнере добавку для перекачивания, например, поверхностно-активную добавку и полимер смешивают, что дает смесь поверхностно-активной добавки с полимером. Смесь поверхностно-активной добавки с полимером добавляют в смесь суспензии в емкости. Содержимое емкости перемешивают мешалкой, что дает вспененный состав суспензии. Перемешивание должно создавать достаточную площадь поверхности для дисперсии полимера. Дополнительно известняковую пыль можно, если необходимо, добавлять в содержимое емкости и перемешивать лопастной мешалкой.

Вспененный состав суспензии включает в себя смесь инертной каменной пыли и полимера, имеющую влагосодержание между около 26 и около 40 процентов по весу. Поверхностно-активная добавка для перекачивания присутствует в количестве приблизительно 0,1-0,6 процента по весу вспененного состава суспензии. Предотвращающий растрескивание сополимер присутствует в количестве 1 процента по весу вспененного состава суспензии.

Вспененный состав суспензии затем перекачивается винтовым насосом из емкости в распылительное сопло. Смесительный тройник располагается на выкидной линии выше по потоку от сопла. Смесительный тройник включает в себя линию подачи суспензии из емкости и линию подачи воздуха из компрессора с гидроприводом. Линию подачи воздуха используют для подачи воздуха для распыления вспененного состава суспензии на поверхность горной выработки. Сжатый воздух можно использовать под давлением ниже около 125 фунт/дюйм² (862 кПа) для выброса вспененного состава суспензии из сопла с созданием повышенных расходов и достаточных скоростей, требуемых для увеличенного радиуса распыления. Смесительным тройником можно управлять с помощью воздуха или без него.

Смесительный тройник может располагаться на любом подходящем месте вдоль выкидной линии. В одном варианте осуществления смесительный тройник может располагаться на выкидной линии смежно с отклоненным распылительным соплом. В другом варианте осуществления смесительный тройник может располагаться на выкидной линии смежно с выпускным окном кожуха. В данном варианте осуществления во время подачи состава с инертной каменной пылью (т.е. вспененного состава суспензии) через выкидную линию, например, шланг, воздух в выкидной линии со вспененным составом суспензии обеспечивает распыление с уменьшенной плотностью конечного продукта с помощью отклоненного распылительного сопла, что уменьшает время высыхания на стенах горной выработки. Данный вариант осуществления обеспечивает внедрение дополнительного воздуха во вспененный состав суспензии перед распылением и создает конечный продукт уменьшенной плотности, например, 30 фунт/фут³ (480 кг/м³) - 50 фунт/фут³ (800 кг/м³). Также данный вариант осуществления исключает отрезок длины прохода вспененного состава суспензии, например, 50 футов (15,2 м) выкидной линии к отклоненному распылительному соплу без воздуха, и упрощает выкидную линию, оставляя только один запорный клапан для упрощения эксплуатации. Большее число запорных клапанов, например, 3 или больше, требуется, когда смесительный тройник расположен ближе к отклоненному распылительному соплу.

Вспененный состав суспензии затем распыляется на поверхность горной выработки. Распыление обеспечивает прилипание вспененного состава суспензии к поверхностям горной выработки, обеспечивая нанесение нескольких слоев до получения требуемой толщины. Каждый слой обычно имеет толщину менее 1/32 дюйма (0,8 мм). Вспененный состав суспензии имеет плотность больше около 60 фунт/фут³ (960 кг/м³).

Вариант осуществления данного изобретения включает в себя способ распыления на поверхность горной выработки состава, содержащего инертную каменную пыль, например, пыль известняка, доломита, магнезита, зольную пыль класса F, тонкую кремнеземную пыль, гипс, ангидрит, ненабухающие глины, шахтные отходы тонкого помола, и их смеси; воду; добавку для перекачивания, например, лавровый эфир сульфат; и полимер, например, акриламид гомополимер или сополимер. Способ включает в себя подачу состава в распылительное сопло, которую можно выполнять с помощью перекачки или пневматической транспортировки, и распыления состава на поверхности горной выработки. Состав прилипает к поверхности горной выработки и высыхает или теряет влагу, формируя пористое покрытие, например, покрытие с поровым объемом. Указание на горную выработку в данном изобретении также включает в себя очистную выработку.

Предпочтительный способ осланцевание поверхностей угольной выработки включает в себя выбор надлежащей смесительной емкости; подачу порошка инертной каменной пыли и воды в емкость; установку на выпуске смесительной емкости тройника для инжектирования добавки для перекачивания и предотвращающего слеживание/слипание сополимера выше по потоку от шланга насоса; и распыления материала на стены горной выработки.

Предпочтительный способ нанесения состава на поверхности угольной выработки содержит выбор смесительной емкости с лопастными мешалками внутри отсека. Объем смесительной емкости составляет предпочтительно, по меньшей мере, 13 футов³ (0,4 м³). Смесительное устройство должен иметь достаточную скорость смешивания для тщательного перемешивания инертной каменной пыли и воды. На выпуске смесительной емкости расположен насос, либо винтовой или поршневой, который может выполнять подачу под давлением, по меньшей мере около 50 фунт/дюйм² (345 кПа). Производительность насоса должна составлять, как минимум, 3 галлон/мин (11 л/мин). На выпуске насоса добавляется тройник для инжектирования поверхностно-активной добавки для перекачивания с полимером, предотвращающим слеживание/слипание. Добавка для перекачивания и полимер, предотвращающий слеживание/слипание, вводят в стальную герметичную емкость. В данной емкости затем нагнетается давление сжатым воздухом между около 100 и 200 фунт/дюйм² (690-1380 кПа). Находящаяся под давлением поверхностно-активная добавка для перекачивания с полимером, предотвращающим слеживание/слипание, затем инжектируется в шланг насоса, и полученный в результате состав распыляют на стены горной выработки. Распылительное сопло должно иметь сужение потока распыления, которое должно создавать нужную скорость и давление. Данная скорость и давление должны обеспечивать распыление продукта на стены горной выработки.

Как указано выше, самым обычным способом нанесения инертной каменной пыли является сухой способ. Причина в том, что инертная каменная пыль не должна становиться когезивной от нанесения. В случае взрыва метана инертная каменная пыль должна диспергировать, как порошок. Комкообразование не должно возникать, поскольку не используется вода, создающая когезию инертной каменной пыли. В варианте распыления мокрым способом инертная каменная пыль становится сплошной когезивной массой при обеспечении сушки. Таким образом, в случае взрыва метана, инертная каменная пыль должна диспергировать в виде комков и кусков. Инертная каменная пыль, при этом, не имеет достаточного размельчения (площади поверхности) для эффективного действия при взрыве в горной выработке. Настоящее изобретение обеспечивает инертной каменной пыли, нанесенной мокрым способом, отрыв от поверхности в виде порошка (с крупностью около 300 мкм или меньше), что делает инертную каменную пыль эффективной при взрыве метана. Материал данного изобретения должен диспергировать аналогично пыли, нанесенной сухим способом.

Способ мокрого распыления инертной каменной пыли обычно не используют в технике по различным причинам. Способ требует слишком длительного высыхания мокрой инертной каменной пыли на стенах горной выработки. Когда мокрая инертная каменная пыль сохнет, она является слишком когезивной для отрыва от стенок горной выработки в случае взрыва метана. Если инертная каменная пыль отрывается, она представляет собой комки, а не мелкий порошок.

Устройство данного изобретения обеспечивает распыление состава с инертной каменной пылью при водосодержании на около 25% меньше, чем в обычных мокрых способах. Указанное получают в основном вследствие использования добавки для перекачивания. Добавка для перекачивания является обычно поверхностно-активной добавкой или воздухом, который перемещает суспензию пыли по шлангу. Состав с инертной каменной пылью должен высыхать обычно в течение 24 часов после нанесения на поверхность. Полимер должен обеспечивать когезивность материала при нанесении в мокром состоянии и потерю когезивности при высыхании. Указанное должно обеспечивать диспергирование материала в виде порошка, а не комков для случая взрыва метана.

Устройство данного изобретения обеспечивает осаждение требуемой толщины составов осланцевания на поверхности угольной выработки. Например, покрытия, образованные на поверхностях угольной выработки, могут иметь толщину в диапазоне от около 0,25 до около 2,5 см, предпочтительно от около 0,5 до около 2 см, и более предпочтительно от около 1,5 до около 1,8 см. Преимущество нанесения инертной каменной пыли с использованием мокрого состава состоит в том, что когда мокрый состав подается с использованием распыляющего устройства, создается адгезия мокрого состава на поверхности горной выработки, обеспечивающая нанесение нескольких слоев до получения требуемой толщины. Кроме того, ненужная пыль во время нанесения не вырабатывается, что потенциально исключает необходимость эвакуации персонала шахт во время операции нанесения.

Устройство данного изобретения обеспечивает перекачку и распыление составов осланцевания инертной каменной пылью на поверхности в горной выработке, например, стены, кровлю и полы. Состав можно наносить с помощью изобретенного устройства, которое обеспечивает прилипание состава к поверхностям угольной выработки. Поскольку состав наносится мокрым, он может получать любую толщину, подходящую для конкретного варианта применения. Состав имеет водосодержание и содержание полимера, достаточные для обеспечения с помощью полимера (I) диспергирования молекул воды в составе и, после высыхания состава, (II) рассеивания с образованием поровых объемов в высохшем составе.

Различные модификации и вариации данного изобретения должны быть очевидны специалисту в данной области техники, и следует понимать, что такие модификации и вариации подлежат включению в объем данной заявки и сущность и объем формулы изобретения.

ПРИМЕРЫ

ПРОЦЕДУРЫ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО ДОЗИРОВАНИЯ

На первом этапе осматривают смесительную емкость, например, емкость дозирования на 250 галлонов (1 м³), и проверяют очистку. Затем с помощью промывочного шланга с редуктором для струи высокого давления 150 фунт/дюйм² (1035 кПа) или больше, очищают дно емкости дозирования на 250 галлонов (1 м³) от любого сухого осадка, и заполняют емкость требуемым для используемой смеси объемом воды.

Затем подключают устройство нанесения в погрузочно-доставочном ковше к соединениям отбора мощности гидравлической системы. При включенном устройстве отбора мощности поворачивают рычаг воздушного компрессора устройства нанесения и убеждаются, что воздушный компрессор на борту устройства нанесения работает и создает давление на манометрах вблизи группы клапанов. Так получают подтверждение, что устройство отбора мощности подключено надлежащим образом. Затем возвращают рычаг воздушного компрессора в выключенное положение.

Слева от группы трехзолотниковых клапанов расположен распределительный клапан. С включенным устройством отбора мощности, на следующем этапе следует поднять распределительный клапан в положение вблизи верха крышки устройства отбора мощности, открыв полностью, и затем перевести в открытое положение рычаг смешивания на трехструйной группе клапанов. В данный момент перемешиватель емкости дозирования на 250 галлонов (1 м³) должен работать на высокой скорости, и емкость дозирования на 250 галлонов (1 м³) должна вибрировать.

Когда перемешиватель работает на высокой скорости, и вода находится на требуемом уровне, начинают подавать требуемое количество инертной каменной пыли в емкость дозирования на 250 галлонов (1 м³). Дают перемешивателю затянуть в суспензию каждые 50 фунтов (23 кг) инертной каменной пыли перед началом опорожнения следующего мешка. Запрещено касаться руками емкости, когда устройство нанесения подключено к приводу.

Когда инертная каменная пыль из известняка из всех мешков превращена в суспензию мокрой пыли в емкости дозирования на 250 галлонов (1 м³), наливают нужное количество концентрата полимера/поверхностно-активной добавки. Суспендированная мокрая пыль и концентрат полимера/поверхностно-активной добавки должны начинать превращаться в состав пенной суспензии. Данную смесь перемешивают самое большее приблизительно 1-2 минут.

После этого все готово к нанесению вспененного состава с инертной каменной пылью.

ПРОЦЕДУРЫ РАБОТЫ РАСПЫЛИТЕЛЯ

Когда замес состава с инертной каменной пылью в емкости готов к работе, погрузочно-доставочное устройство откатывают в нужное место для начала операций распыления. Вытягивают шланг, например, 50-футовый (15,2 м) воздушный шланг, и визуально проверяют, есть ли пробоины или порезы на линии. Визуально проверяют зону смесительного тройника, и закрывают воздушную дроссельную задвижку, дроссельную задвижку состава с инертной каменной пылью и главную дроссельную задвижку.

В данный момент, отжимают распределительный клапан (вблизи группы трехзолотниковых клапанов) в положение 50%/50%, и вытягивают рычаг насоса и рычаг воздушного компрессора. Рычаг смесительного устройства должен оставаться в положении выключения.

Включают дроссельную задвижку воздушной линии на конце шланга для проверки чистоты линии, чистоты плоского отклоненного распылительного сопла и подачи давления компрессором.

Затем смотрят в емкость дозирования на 250 галлонов (1 м³) и на выпуск рециркуляции и минимизируют обратный поток рециркуляции состава с инертной каменной пылью, возвращающегося в емкость.

Теперь все готово к началу операций распыления. На сопловом конце открывают главную дроссельную задвижку и дроссельную задвижку состава с инертной каменной пылью, и ожидают перекачки материала вспененного состава с инертной каменной пылью к концу отклоненного распылительного сопла.

Когда в сопло попадает вспененный состав с инертной каменной пылью, начинают открывать воздушную дроссельную задвижку для обеспечения надлежащей дисперсии вспененного состава с инертной каменной пылью, проходящего к кровле и ребрам горной выработки. Продолжают покрывать рабочую площадь кровли и ребер требуемым количеством вспененного состава с инертной каменной пылью для конкретного варианта применения.

Когда емкость опорожнена, закрывают рычаг насоса и рычаг воздушного компрессора. Возвращаются на пункт водоснабжения и вновь начинают процедуру дозирования.

ПОИСК И УСТРАНЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ

Нет сжатого воздуха - кусок мешка известняковой инертной каменной пыли или другие материалы могут застрять внутри отклоненного распылительного сопла. Закрывают все дроссельные задвижки сопла и снимают отклоненное сопло и затем удаляют закупоривающие материалы, промывают линии, и устанавливают отклоненное распылительное сопло обратно в нужное положение и возобновляют операции. Воздушное давление выше 80 фунт/дюйм² (552 кПа) на манометре служит индикатором засорения.

Замес слишком пенистый - не перекачивается - замес состава с инертной каменной пылью промешан ненадлежащим образом, и насос испытывает кавитацию от излишне вспененного материала. Промывочным шлангом добавляют воду и дополнительно 3-5 мешков инертной каменной пыли, и повторно перемешивают материалы для получения надлежащего промешивания замеса в соответствии с правилами.

Материалы замеса не промешаны надлежащим образом - проверить достаточно ли открыт распределительный клапан для обеспечения максимальной подачи гидравлической рабочей жидкости в контуре (перемешивания). Известняковый материал должен полностью переходить в суспензию в замесе перед добавлением концентрата полимера/поверхностно-активной добавки.

Не растет давление сжатого воздуха - рычаг устройства отбора мощности следует повернуть в противоположном направлении. Гидравлика воздушного компрессора требует надлежащего подключения к линии отбора мощности. С подключенными линиями, распределительным клапаном в положении на 50%/50% открывают рычаг воздушного компрессора, проверяют манометры, компрессор должен теперь работать. Данную проблему решают или исключают с помощью двух встроенных гидравлических обратных клапанов, устанавливаемых на обратных линиях устройства отбора мощности и линии воздушного компрессора.

Хотя показаны и описаны несколько вариантов осуществления изобретения, совершенно понятно, что изобретение может претерпевать ряд изменений, ясных специалисту в данной области техники. Поэтому изобретение не ограничено показанными и описанными деталями, все изменения и модификации даны в объеме прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение относится к горному делу, в частности к средствам для предотвращения взрывов и рудничных пожаров. Предложено устройство осланцевания, содержащее кожух, емкость, установленную в кожухе, которая содержит съемный верхний элемент, боковую стенку и днище, выполненные с возможностью образования отсека внутренней емкости для удержания и замешивания состава с инертной каменной пылью, и смесительное устройство, установленное на днище для замешивания состава с инертной каменной пылью. При этом выпускное окно емкости расположено в днище или нижнем участке боковой стенки. Кроме того, устройство содержит трубу, проходящую от выпускного окна емкости к выпускному окну кожуха. Причем, труба содержит насос для транспортировки состава с инертной каменной пылью по трубе и через выкидную линию, функционально соединенную с выпускным окном кожуха. Устройство также содержит один или несколько двигателей, установленных в кожухе, для привода смесительного устройства и насоса. Предложенное изобретение обеспечивает снижение износа частей, входящих в контакт с инертной каменной пылью, и минимизирует возможность закупоривания инертной каменной пылью или иного засорения, за счет чего снижаются трудозатраты на техобслуживание. 18 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Устройство осланцевания, содержащее:
кожух;
емкость, установленную в кожухе, которая содержит съемный верхний элемент, боковую стенку и днище, выполненные с возможностью образования отсека внутренней емкости для удержания и замешивания состава с инертной каменной пылью;
смесительное устройство, установленное на днище для замешивания состава с инертной каменной пылью;
выпускное окно емкости, установленное на днище или в нижней части боковой стенки, через которое состав с инертной каменной пылью можно выпускать из емкости;
трубу, проходящую из выпускного окна емкости к выпускному окну кожуха, причем, труба содержит насос для транспортировки состава с инертной каменной пылью по трубе и через выкидную линию, функционально соединенную с выпускным окном кожуха;
один или несколько двигателей, установленные в кожухе для привода смесительного устройства и насоса; и
блок подачи воздуха, установленный в кожухе, который функционально соединен с выкидной линией смежно с выпускным окном кожуха для инжектирования воздуха для содействия транспортировки состава с инертной каменной пылью через выкидную линию.

2. Устройство осланцевания по п.1, в котором блок подачи воздуха содержит воздушный компрессор с гидроприводом.

3. Устройство осланцевания по п.1, в котором один или
несколько двигателей представляют собой гидравлические двигатели.

4. Устройство осланцевания по п.1, в котором смесительное устройство имеет привод от гидравлического двигателя, насос имеет привод от гидравлического двигателя, и блок подачи воздуха имеет привод от гидравлического двигателя.

5. Устройство осланцевания по п.1, в котором насос представляет собой винтовой насос.

6. Устройство осланцевания по п.1, в котором насос работает в цикле перекачки при давлении от около 40 фунт/дюйм² (276 кПа) до около 80 фунт/дюйм² (552 кПа).

7. Устройство осланцевания по п.1, которое имеет гидравлический привод.

8. Устройство осланцевания по п.1, которое работает в гидравлическом диапазоне от около 12 галлон/мин (46 л/мин) до около 35 галлон/мин (133 л/мин).

9. Устройство осланцевания по п.1, дополнительно содержащее линию рециркуляции.

10. Устройство осланцевания по п.1, дополнительно содержащее линию рециркуляции, функционально соединенную с выпускным окном кожуха для приема и рециркуляции в смесительную емкость излишков состава с инертной каменной пылью из выпускного окна кожуха, так что состав с инертной каменной пылью в выкидной линии может перекачиваться под давлением от около 40 фунт/дюйм² (276 кПа) до около 80 фунт/дюйм² (552 кПа), и сжатие состава с инертной каменной пылью можно регулировать.

11. Устройство осланцевания по п.1, в котором смесительное
устройство представляет собой смесительное устройство/перемешиватель.

12. Устройство осланцевания по п.1, в котором смесительное устройство представляет собой лопастную мешалку.

13. Устройство осланцевания по п.1, в котором выкидная линия содержит шланг с диаметром от около 3/4 дюйма (20 мм) до около 1-1/4 дюйма (32 мм) и длиной от около 5 футов (15,2 м) до около 75 футов (22,9 м).

14. Устройство осланцевания по п.1, дополнительно содержащее сопло, функционально соединенное с выкидной линией.

15. Устройство осланцевания по п.1, в котором сопло представляет собой высокопрочное плоское отклоненное сопло.

16. Устройство осланцевания по п.1, дополнительно содержащее резервуар для сжатого воздуха, установленный в кожухе, причем резервуар для сжатого воздуха функционально соединен с выкидной линией смежно с выпускным окном кожуха для инжектирования воздуха для содействия транспортировке состава с инертной каменной пылью через выкидную линию.

17. Устройство осланцевания по п.2, в котором воздушный компрессор имеет обратный клапан на обратной линии к управляемой вручную группе многозолотниковых клапанов и обратный клапан на обратной линии отбора мощности для минимизации давления или исключения в обратной линии давления выше уставки.

18. Устройство осланцевания по п.1, которое является переставным.

19. Устройство осланцевания по п.1, установленное на погрузочно-доставочном устройстве.