CN108049889A - 一种煤矿全机械化远距离喷浆工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种煤矿全机械化远距离喷浆工艺，属于岩巷围岩封闭技术领域，该方法在地面配料装车站制备混合干料，然后使用胶轮自卸车将干料运输到煤矿井下喷浆工作面，由存取料机存储干料，最后在远距离混凝土喷浆机、履带自行走式喷浆机机械手和双进水混合喷枪的配合下进行自动化喷浆作业，其自动化、机械化、适用性高，本发明喷浆速度快、节约材料、喷浆粉尘浓度低，是一种节约、高效、环保型的新型喷浆工艺。

Description

一种煤矿全机械化远距离喷浆工艺

技术领域

本发明涉及岩巷围岩封闭技术领域，具体地说涉及一种煤矿全机械化远距离喷浆工艺。

背景技术

煤矿巷道喷射混凝土是把一定比例的水泥、砂、石搅拌和料，以较高的速度喷射在岩面上凝结硬化的一种支护形式，在一些无轨道布置、运输条件不具备的煤矿井下，存在无法喷浆或喷浆质量差的问题，如：济三煤矿，该煤矿有部分无轨道布置的回风巷和胶带巷，其坡度较大、进车困难，在这种煤矿井下通常采用传统的喷浆工艺，具体为人工拌料→人工上料→转子式混凝土喷射机压风送料→人工抱枪头喷浆，这样的工艺流程有很多弊端：1)喷射距离短；2)喷浆作业面粉尘浓度高；3)施工人员多、劳动强度大、施工效率低；4)回弹损失大；5)材料配比随意性强。

基于以上问题，特提出一种针对无轨道布置、运输条件不具备的煤矿的全机械化远距离喷浆工艺。

发明内容

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种煤矿全机械化远距离喷浆工艺，该工艺喷浆速度快、节约材料、喷浆粉尘浓度低，自动化、机械化、适用性高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种煤矿全机械化远距离喷浆工艺，包括如下步骤：

S1：制备混合干料：在地面设置地面配料装车站，所述地面配料装车站包括自动配料机构和双轴强制式搅拌机，在自动配料机构内将沙子、石子、水泥按2:2:1重量比进行自动精准配料，然后将配置好的干料输送至双轴强制式搅拌机中进行搅拌形成混合干料；

S2：干料运输：使用胶轮自卸车装载混合干料，并将混合干料运输至煤矿井下喷浆工作面；

S3：储料和上料：在煤矿井下喷浆工作面设置存取料机，所述存取料机包括存储料仓和设置在存储料仓一端的皮带取料机，所述存储料仓内设置有翻转储料斗，所述翻转储料斗下方设置有取料皮带，载有混合干料的胶轮自卸车通过过渡踏板倒驶入存储料仓内，向前翻转自卸车厢将混合干料卸入翻转储料斗内，完成储料，上料时，将翻转储料斗上翻，将混合干料排入取料皮带上，取料皮带将混合干料运送至皮带取料机中，完成上料；

S4：喷浆作业：在煤矿井下喷浆工作面设置远距离混凝土喷浆机、履带自行走式喷浆机机械手和双进水混合喷枪，所述双进水混合喷枪安装在履带自行走式喷浆机机械手的刷动架上且通过喷浆管与远距离混凝土喷浆机连接，所述双进水混合喷枪上设置有一级进水部和二级进水部，通过两次进水对物料的雾化湿润，使混合干料和水充分混合，混合干料由皮带取料机输送至远距离混凝土喷浆机的料斗内，经过筛子将大颗粒筛除后进如锥形给料装置内，然后落入气室，气室中叶片轮将混合干料送至出料口，再通过喷浆管输送至双进水混合喷枪中，最终通过履带自行走式喷浆机机械手在巷道里前后伸缩、上下仰俯、左右摆动的机械动作来完成巷道顶、帮的整体喷浆。

进一步，所述地面配料装车站还包括输送带、料斗和升降轨道，所述双轴强制式搅拌机安装在支架上，所述升降轨道依靠支架倾斜设置且上端位于双轴强制式搅拌机的正上方，所述料斗设置在升降轨道上并可在升降轨道上下移动，所述输送带设置在自动配料机构下方，用于将配置好的干料运送至料斗内。

进一步，所述存取料机还包括液压泵站、前部行走轮和后部行走轮，所述液压泵站设置在存储料仓和皮带取料机连接的一端，用于控制翻转储料斗的工作，所述前部行走轮设置在存储料仓的前部，所述后部行走轮设置在存储料仓的中部。

进一步，所述履带自行走式喷浆机机械手还包括履带行走部、液压泵、操作室、回转升降机构和伸缩臂架，所述液压泵、操作室和回转升降机构均设置在履带行走部上，所述伸缩臂架一端与回转升降机构连接，另一端连接所述刷动架。

进一步，所述履带行走部上设置有用于固定的支腿。

进一步，所述双进水混合喷枪包括喷浆短管、枪头和水管，所述喷浆短管两端分别连接喷浆管和枪头，所述水管两端分别与一级进水部、二级进水部连接，所述水管中部连接有进水管。

进一步，在水管与一级进水部、二级进水部的连接处分别设置有手动截止球阀和水流量计，用于控制进水的启闭和统计水流量。

进一步，所述一级进水部和二级进水部之间的距离为1-5米。

本发明的有益效果是：

1、本发明的喷浆工艺采用全机械化作业，通过自动配料机构实现自动精确配料，通过存取料机实现井下喷浆料的临时存储与上料机械化，通过远距离混凝土喷浆机、履带自行走式喷浆机机械手和双进水混合喷枪的配合下进行自动化喷浆作业，其自动化、机械化、适用性高，是一种节约、高效、环保型的新型喷浆工艺。

2、本发明采用远距离混凝土喷浆机可保证500m的远距离混凝土喷射，大大减少了井下用工，节省了人工成本，而且喷浆过程中混凝土的回弹量反弹率由35％降至10％，节省了材料成本，通过这两方面，该工艺可大大提高经济效益。

3、本发明喷浆作业范围内粉尘含量完全可以控制在10mg/m³以内，且作业人员可在距喷射面5-10m的喷浆机械手上操作，工作环境较为舒适，通过佩戴防尘口罩等措施辅助，可有效防止尘肺病的发生，保障职工身心健康，同时使得锚喷巷道各类设备免受粉尘侵蚀，延长设备的使用年限，降低检修、维护费用，并保证其正常使用。

4、本发明的喷浆工艺采用双进水混合喷枪，通过前后2次加水雾化湿润，使得混凝土喷浆料和水充分混合，实现混凝土的高效、低回弹、低粉尘喷射作业。

附图说明

图1是本发明的煤矿全机械化远距离喷浆工艺流程图；

图2是本发明的地面配料装车站结构示意图；

图3是本发明的存取料机结构示意图；

图4是本发明的远距离混凝土喷浆机结构示意图；

图5是本发明的履带自行走式喷浆机机械手结构示意图；

图6是本发明的双进水混合喷枪结构示意图。

附图中：1-地面配料装车站，11-自动配料机构，12-双轴强制式搅拌机，13-输送带，14-料斗，15-升降轨道，16-支架，2-胶轮自卸车，3-存取料机，31-存储料仓，32-翻转储料斗，33-皮带取料机，34-取料皮带，35-液压泵站，36-过渡踏板，37-后部行走轮，38-前部行走轮，4-远距离混凝土喷浆机，41-履带，42-料斗，43-锥形给料装置，44-气室，45-出料口，5-履带自行走式喷浆机机械手，51-刷动架，52-履带行走部，53-液压泵，54-操作室，55-回转升降机构，56-伸缩臂架，57-支腿，6-双进水混合喷枪，61-喷浆短管，62-水管，63-进水管，64-二级进水部，65-一级进水部，66-枪头，67-手动截止球阀，68-水流量计，7-喷浆管。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。

如图1所示，一种煤矿全机械化远距离喷浆工艺，包括如下步骤：

S1：制备混合干料：在地面设置地面配料装车站1，在地面配料装车站1中制备混合干料，具体地，如图2所示，所述地面配料装车站1包括自动配料机构11、双轴强制式搅拌机12、输送带13、料斗14和升降轨道15，所述双轴强制式搅拌机12安装在支架16上，所述升降轨道15依靠支架16倾斜设置且上端位于双轴强制式搅拌机12的正上方，所述料斗14设置在升降轨道15上并可在升降轨道15上下移动，所述输送带13设置在自动配料机构11下方，用于将配置好的干料运送至料斗14内，首先在自动配料机构11内将沙子、石子、水泥按2:2:1重量比进行自动精准配料，然后将配置好的干料通过输送带13输送至料斗14内，料斗14通过升降轨道15上升到顶部并将物料倾倒入双轴强制式搅拌机12内进行搅拌，最终搅拌均匀制成混合干料。

S2：干料运输：使用胶轮自卸车2装载混合干料，并将混合干料运输至煤矿井下喷浆工作面。

S3：储料和上料：在煤矿井下喷浆工作面设置存取料机3，使用存取料机3完成混合干料的临时存储与上料机械化，具体地，如图3所示，所述存取料机3包括存储料仓31、设置在存储料仓31一端的皮带取料机33、液压泵站35、前部行走轮38和后部行走轮37，所述存储料仓31内设置有翻转储料斗32，所述翻转储料斗32下方设置有取料皮带34，所述液压泵站35设置在存储料仓31和皮带取料机33连接的一端，用于控制翻转储料斗32的工作，所述前部行走轮38设置在存储料仓31的前部，所述后部行走轮37设置在存储料仓31的中部，载有混合干料的胶轮自卸车2通过过渡踏板36倒驶入存储料仓31内，向前翻转自卸车厢将混合干料卸入翻转储料斗32内，完成储料，上料时，通过液压泵站35将翻转储料斗31上翻，将混合干料排入取料皮带32上，取料皮带32将混合干料运送至皮带取料机33中，完成上料。

S4：喷浆作业：在煤矿井下喷浆工作面设置远距离混凝土喷浆机4、履带自行走式喷浆机机械手5和双进水混合喷枪6，所述双进水混合喷枪6安装在履带自行走式喷浆机机械手5上，且通过喷浆管7与远距离混凝土喷浆机4连接，混合干料由皮带取料机33输送至远距离混凝土喷浆机4中，最终通过履带自行走式喷浆机机械手5在巷道里前后伸缩、上下仰俯、左右摆动的机械动作来完成巷道顶、帮的整体喷浆。

具体地，如图4-6所示，所述远距离混凝土喷浆机具有履带(41)，能够在煤矿井下复杂的环境下行走，还包括料斗42、锥形给料装置43、气室44和出料口45，混合干料由皮带取料机33输送至料斗42内，经过筛子将大颗粒筛除后进如锥形给料装置43内，然后落入气室44，气室44中叶片轮将混合干料送至出料口45，所述履带自行走式喷浆机机械手5包括刷动架51、履带行走部52、液压泵53、操作室54、回转升降机构55、伸缩臂架56和支腿57，所述液压泵53、操作室54和回转升降机构55均设置在履带行走部52上，所述伸缩臂架56一端与回转升降机构55连接，另一端连接所述刷动架51，通过液压泵53控制回转升降机构55和伸缩臂架56，可实现双进水混合喷枪6的前后伸缩、上下仰俯，配合刷动架51，可使双进水混合喷枪6沿曲线轨迹运行，实现多自由度混凝土喷射，从而使混凝土喷射均匀、回弹率低，保证喷射质量，所述双进水混合喷枪6上设置有一级进水部65和二级进水部64，通过两次进水对物料的雾化湿润，使混合干料和水充分混合，所述一级进水部65和二级进水部64之间的距离为1-5米，优选地，所述一级进水部65和二级进水部64之间的距离为3米，所述双进水混合喷枪6包括喷浆短管61、枪头66和水管62，所述喷浆短管61两端分别连接喷浆管7和枪头66，所述水管62两端分别与一级进水部65、二级进水部64连接，所述水管62中部连接有进水管63，在水管62与一级进水部65、二级进水部64的连接处分别设置有手动截止球阀67和水流量计68，用于控制进水的启闭和统计水流量。

本发明的喷浆工艺采用全机械化作业，通过自动配料机构11实现自动精确配料，通过存取料机3实现井下喷浆料的临时存储与上料机械化，通过远距离混凝土喷浆机4、履带自行走式喷浆机机械手5和双进水混合喷枪6的配合下进行自动化喷浆作业，其自动化、机械化、适用性高，是一种节约、高效、环保型的新型喷浆工艺。采用远距离混凝土喷浆机4可保证500m的远距离混凝土喷射，大大减少了井下用工，节省了人工成本，而且喷浆过程中混凝土的回弹量反弹率由35％降至10％，节省了材料成本，通过这两方面，该工艺可大大提高经济效益。本发明喷浆作业范围内粉尘含量完全可以控制在10mg/m³以内，且作业人员可在距喷射面5-10m的喷浆机械手上操作，工作环境较为舒适，通过佩戴防尘口罩等措施辅助，可有效防止尘肺病的发生，保障职工身心健康，同时使得锚喷巷道各类设备免受粉尘侵蚀，延长设备的使用年限，降低检修、维护费用，并保证其正常使用。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (8)

1.一种煤矿全机械化远距离喷浆工艺，其特征在于：包括如下步骤：

S1：制备混合干料：在地面设置地面配料装车站(1)，所述地面配料装车站(1)包括自动配料机构(11)和双轴强制式搅拌机(12)，在自动配料机构(11)内将沙子、石子、水泥按2:2:1重量比进行自动精准配料，然后将配置好的干料输送至双轴强制式搅拌机(12)中进行搅拌形成混合干料；

S2：干料运输：使用胶轮自卸车(2)装载混合干料，并将混合干料运输至煤矿井下喷浆工作面；

S3：储料和上料：在煤矿井下喷浆工作面设置存取料机(3)，所述存取料机(3)包括存储料仓(31)和设置在存储料仓(31)一端的皮带取料机(33)，所述存储料仓(31)内设置有翻转储料斗(32)，所述翻转储料斗(32)下方设置有取料皮带(34)，载有混合干料的胶轮自卸车(2)通过过渡踏板(36)倒驶入存储料仓(31)内，向前翻转自卸车厢将混合干料卸入翻转储料斗(32)内，完成储料，上料时，将翻转储料斗(31)上翻，将混合干料排入取料皮带(32)上，取料皮带(32)将混合干料运送至皮带取料机(33)中，完成上料；

S4：喷浆作业：在煤矿井下喷浆工作面设置远距离混凝土喷浆机(4)、履带自行走式喷浆机机械手(5)和双进水混合喷枪(6)，所述双进水混合喷枪(6)安装在履带自行走式喷浆机机械手(5)的刷动架(51)上且通过喷浆管(7)与远距离混凝土喷浆机(4)连接，所述双进水混合喷枪(6)上设置有一级进水部(65)和二级进水部(64)，通过两次进水对物料的雾化湿润，使混合干料和水充分混合，混合干料由皮带取料机(33)输送至远距离混凝土喷浆机(4)的料斗(42)内，经过筛子将大颗粒筛除后进如锥形给料装置(43)内，然后落入气室(44)，气室(44)中叶片轮将混合干料送至出料口(45)，再通过喷浆管(7)输送至双进水混合喷枪(6)中，最终通过履带自行走式喷浆机机械手(5)在巷道里前后伸缩、上下仰俯、左右摆动的机械动作来完成巷道顶、帮的整体喷浆。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿全机械化远距离喷浆工艺，其特征在于：所述地面配料装车站(1)还包括输送带(13)、料斗(14)和升降轨道(15)，所述双轴强制式搅拌机(12)安装在支架(16)上，所述升降轨道(15)依靠支架(16)倾斜设置且上端位于双轴强制式搅拌机(12)的正上方，所述料斗(14)设置在升降轨道(15)上并可在升降轨道(15)上下移动，所述输送带(13)设置在自动配料机构(11)下方，用于将配置好的干料运送至料斗(14)内。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿全机械化远距离喷浆工艺，其特征在于：所述存取料机(3)还包括液压泵站(35)、前部行走轮(38)和后部行走轮(37)，所述液压泵站(35)设置在存储料仓(31)和皮带取料机(33)连接的一端，用于控制翻转储料斗(32)的工作，所述前部行走轮(38)设置在存储料仓(31)的前部，所述后部行走轮(37)设置在存储料仓(31)的中部。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿全机械化远距离喷浆工艺，其特征在于：所述履带自行走式喷浆机机械手(5)还包括履带行走部(52)、液压泵(53)、操作室(54)、回转升降机构(55)和伸缩臂架(56)，所述液压泵(53)、操作室(54)和回转升降机构(55)均设置在履带行走部(52)上，所述伸缩臂架(56)一端与回转升降机构(55)连接，另一端连接所述刷动架(51)。

5.根据权利要求4所述的一种煤矿全机械化远距离喷浆工艺，其特征在于：所述履带行走部(52)上设置有用于固定的支腿(57)。

6.根据权利要求1所述的一种煤矿全机械化远距离喷浆工艺，其特征在于：所述双进水混合喷枪(6)包括喷浆短管(61)、枪头(66)和水管(62)，所述喷浆短管(61)两端分别连接喷浆管(7)和枪头(66)，所述水管(62)两端分别与一级进水部(65)、二级进水部(64)连接，所述水管(62)中部连接有进水管(63)。

7.根据权利要求6所述的一种煤矿全机械化远距离喷浆工艺，其特征在于：在水管(62)与一级进水部(65)、二级进水部(64)的连接处分别设置有手动截止球阀(67)和水流量计(68)，用于控制进水的启闭和统计水流量。

8.根据权利要求7所述的一种煤矿全机械化远距离喷浆工艺，其特征在于：所述一级进水部(65)和二级进水部(64)之间的距离为1-5米。