CN111070419A - 一种煤矿井下自动化制浆系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种煤矿井下自动化制浆系统及使用方法，该自动化制浆系统包括输送装置，用于向煤矿井下输送粉料，收料装置，用于吸取粉料，储料装置，用于储存粉料，制浆装置，用于将粉料制成浆液，储浆装置，用于储存浆液，注浆装置，用于泵送浆液，PLC控制装置，用于控制制浆系统中的设备启停；本发明中的粉料可以采用吨包或者直接运输至井下，沿巷道延伸方向存放，通过负压输送进入储料筒仓，减少人工的投入，减少生产成本，同时降低了工人劳动强度，避免了人工向储料筒仓内投料时带来的粉尘污染，煤矿井下的作业环境得到改善，整个制浆过程由PLC控制装置进行操作，实现了制浆过程的全自动化，提高了制浆工效，提高生产的安全性。

Description

一种煤矿井下自动化制浆系统及使用方法

技术领域

本发明属于煤矿生产设备技术领域，具体涉及一种煤矿井下自动化制浆系统及使用方法。

背景技术

由于煤矿井下注浆加固、堵水、防灭火，以及空巷充填等工程需要，煤矿井下经常需要建设制浆站，以便把水泥、粉煤灰、高水或超高水材料等粉料制成浆液，然后再泵送以完成注浆或充填工程，但现有技术中制浆站或充填站主要存在以下问题：

(1)、自动化程度低，工人劳动强度大，工作效率低，粉料主要由标准袋装入井，然后采用人工投料方式完成制浆工作，工人劳动强度极大，制浆工效受投料速度限制，难以提高；部分矿井虽通过开掘大断面硐室，井下建有临时储料仓，但仍需要通过人工投料、上料，只能实现半自动化制浆；

(2)、现有技术中粉料主要为25kg或50kg袋装，较难使用吨包等装粉料，由于制浆系统主要采用人工投料方式，井下没有有效的卸料设备，粉料主要采用袋装运输，人工码放，使用时再通过肩扛背驮等方式运输至使用地点，劳动强度极大。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤矿井下自动化制浆系统，以解决上述现有技术存在的问题，本发明中的粉料采用气力输送方式，粉料直接通过负压气力和螺旋输送机，将材料输送入储料筒仓，根据浆液配比，自动向高速涡流制浆机中添加材料，从而实现制浆系统的全自动化。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种煤矿井下自动化制浆系统，所述自动化制浆系统包括：

输送装置，所述输送装置用于向煤矿井下输送粉料；

收料装置，所述收料装置位于所述输送装置的一侧，用于吸取所述输送装置所输送的粉料，并将所述粉料与空气进行分离；

储料装置，所述储料装置的入口与所述收料装置的出口连接，用于储存所述收料装置中的粉料；

制浆装置，所述制浆装置的入口与所述储料装置的出口连接，用于将所述储料装置输送来的粉料制成浆液；

储浆装置，所述储浆装置的入口与所述制浆装置的出口连接，用于储存所述制浆装置所制成的浆液；

注浆装置，所述注浆装置与所述储浆装置连接，用于泵送所述储浆装置内的浆液；

PLC控制装置，所述PLC控制装置设置在地面上，且与所述收料装置、所述储料装置、所述制浆装置和所述储浆装置之间均电连接，用于控制所述收料装置、所述储料装置、所述制浆装置和所述储浆装置的启停。

依据上述的煤矿井下自动化制浆系统，作为优选，所述输送装置为矿车或者吨包，所述矿车或者所述吨包将粉料从煤矿井口输送到煤矿井下，粉料可以沿巷道延伸方向布置。

依据上述的煤矿井下自动化制浆系统，作为优选，所述收料装置包括：

收料仓，所述收料仓的底部呈上口大下口小的楔形状，用于收集所述输送装置所输送的粉料；

吸料管，所述吸料管的一端与所述输送装置连接，另一端与所述收料仓的入口连接，用于将所述输送装置内的粉料吸取到所述收料仓内；

罗茨风机，所述罗茨风机位于所述收料仓与所述储料装置之间，所述罗茨风机与所述收料仓连接，所述罗茨风机与所述PLC控制装置之间电连接，用于使所述收料仓内产生负压；

负压管，所述负压管的一端与所述罗茨风机连接，另一端与所述收料仓连接，用于排空所述收料仓内的空气。

依据上述的煤矿井下自动化制浆系统，作为优选，所述储料装置包括：

储料筒仓，所述储料筒仓的底部呈漏斗状，用于储存所述收料装置内的粉料；

第一螺旋输送机，所述第一螺旋输送机的一端与所述收料装置的出口连接，另一端与所述储料筒仓的入口连接，所述第一螺旋输送机与所述PLC控制装置之间电连接，用于将所述收料装置内的粉料输送到所述储料筒仓内；

称重传感器，所述称重传感器位于所述储料筒仓的下部，与所述PLC控制装置之间电连接，用于称量所述储料筒仓的重量。

依据上述的煤矿井下自动化制浆系统，作为优选，所述制浆装置包括：

制浆机，所述制浆机位于所述储料装置的一侧，并与所述PLC控制装置之间电连接，用于将所述储料装置内的粉料制成浆液；

第二螺旋输送机，所述第二螺旋输送机的一端与所述储料装置的出口连接，另一端与所述制浆机的入口连接，所述第二螺旋输送机与所述PLC控制装置之间电连接，用于将所述储料装置内的粉料输送到所述制浆机内；

渣浆泵，所述渣浆泵位于所述制浆机与所述储浆装置之间，所述渣浆泵的入口通过吸浆管与所述制浆机的底部连接，所述渣浆泵的出口通过第三排浆管与三通换向阀的一端连接，用于控制所述注浆机内的浆液出液；

三通换向阀，所述三通换向阀位于所述渣浆泵的上方，所述三通换向阀的一端通过第一排浆管与所述制浆机的顶部连接，一端通过第二排浆管与所述储浆装置的顶部连接，一端通过所述第三排浆管与所述渣浆泵的出口连接，所述三通换向阀与所述PLC控制装置之间电连接，用于控制浆液的流动方向。

依据上述的煤矿井下自动化制浆系统，作为优选，所述制浆装置还包括：

静压水管，所述静压水管沿巷道顶板敷设，所述静压水管的出水口设置在所述制浆机的上方，用于向所述制浆机内注水；

电磁流量计，所述电磁流量计设置在所述静压水管上，用于计量所述静压水管的出水量；

气动球阀，所述气动球阀设置在所述静压水管上，且位于所述电磁流量计的下游，所述气动球阀与所述PLC控制装置之间电连接，用于控制所述静压水管的通断。

依据上述的煤矿井下自动化制浆系统，作为优选，所述储浆装置包括：

储浆桶，所述储浆桶设置在所述制浆装置的一侧，用于储存所述制浆装置所制成的浆液；

超声液位计，所述超声液位计位于所述储浆桶的上方，所述超声液位计与所述PLC控制装置之间电连接，用于监测所述储浆桶内的浆液液位；

搅拌器，所述搅拌器位于所述储浆桶内，所述搅拌器与所述PLC控制装置之间电连接，用于搅拌所述储浆桶的浆液，防止浆液凝固。

依据上述的煤矿井下自动化制浆系统，作为优选，所述注浆装置包括：

注浆泵，所述注浆泵放置在巷道底板上，用于泵送浆液；

注浆泵吸浆管，所述注浆泵吸浆管的一端与所述储浆装置底部的出口连接，另一端与所述注浆泵的入口连接；

注浆泵输浆管，所述注浆泵输浆管与所述注浆泵的出口连接。

本发明还提供一种煤矿井下自动化制浆系统的使用方法，所述自动化制浆系统的使用方法包括以下步骤：

S1、输送装置将粉料输送至制浆作业点后，沿巷道延伸方向进行存放；

S2、通过PLC控制装置启动所述自动化制浆系统，粉料依次经过收料装置、储料装置、制浆装置和储浆装置，将粉料制成浆液；

S3、制成的浆液通过注浆装置进行输送，实现注浆或者充填。

依据上述的煤矿井下自动化制浆系统的使用方法，作为优选，所述S2具体包括：

S201、自动化制浆系统启动，PLC控制装置通电，接通罗茨风机、第一螺旋输送机、渣浆泵、储浆装置和注浆装置；

S202、收料仓内产生负压，在负压的作用下，粉料通过吸料管进入到收料仓；

S203、粉料从收料仓的底部落入到第一螺旋输送机的料斗后，由第一螺旋输送机输送至储料筒仓；

S204、储料筒仓的底部安装有称重传感器，当储料筒仓内的粉料满时，罗茨风机和第一螺旋输送机停止工作，停止向所述储料筒仓内输送粉料；

S205、静压水管向制浆机内供水，水经过电磁流量计计量，达到制浆所需水量后，气动球阀关闭，静压水管停止供水，在注水过程中，水加到预设量后，第二螺旋输送机启动，向制浆机内输送粉料；

S206、根据制浆配比，第二螺旋输送机向制浆机内输送粉料，此时称重传感器称量储料筒仓的重量变化，当达到预设值时，第二螺旋输送机停止向制浆机内输送粉料；

S207、设定搅拌时间，制浆机开始制浆，制浆机制浆完成后，三通换向阀换向，通过第三排浆管和第二排浆管向储浆桶内输送浆液；

S208、制浆机浆液排完后，重复S205和S206，进行下一个制浆循环；当储料筒仓内粉料不够一个制浆循环所需粉料重量时，重复S202、S203和S204，向储料筒仓供料，储料筒仓达到储料上限时，罗茨风机和第一螺旋输送机停止输送粉料；向储料筒仓输送粉料的同时，第二螺旋输送机停止工作，制浆机处于内循环状态；

S209、储浆桶上的超声液位计监测到储浆桶内浆液液面达到预设值后，三通换向阀换向，浆液由吸浆管从制浆机的底部流出，经过第三排浆管和第一排浆管重新注入到制浆机内，实现浆液在制浆机中的内循环；

S210、储浆桶内的浆液在搅拌器的作用下，时刻处于流动状态。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：

本发明煤矿井下自动化制浆系统中的粉料采用吨包或矿车运输，散料沿巷道长度方向存放，并采用气力输送方式，粉料直接通过负压气力和螺旋输送机进行输送，将粉料输送至储料筒仓内，不仅增加了单次输送粉料的重量，而且不需要人工码放，减少人工的投入，降低生产成本，同时降低了工人劳动强度，避免了单纯依靠人工向储料筒仓内投料时带来的粉尘污染，煤矿井下的作业环境得到改善。根据浆液配比需要，向制浆机内自动添加粉料和供水，制浆机还可以实现内循环，避免了浆液凝固所造成的资源浪费，整个制浆过程由PLC控制装置进行操作，实现了制浆过程的全自动化，提高了制浆工效，操作人员不用再进入煤矿井巷内对制浆系统进行操作，提高生产的安全性。

附图说明

图1为本发明实施例中自动化制浆系统具体结构示意图；

图2为本发明实施例中自动化制浆系统平面示意图。

图中：1、粉料；2、吸料管；3、收料仓；4、负压管；5、罗茨风机；6、第一螺旋输送机；7、储料筒仓；8、第二螺旋输送机；9、称重传感器；10、制浆机；11、静压水管；12、电磁流量计；13、气动球阀；14、吸浆管；15、渣浆泵；16、三通换向阀；17、第一排浆管；18、第二排浆管；19、第三排浆管；20、超声液位计；21、储浆桶；22、搅拌器；23、注浆泵；24、注浆吸浆管；25、注浆输浆管；26、巷道顶板；27、巷道底板；28、巷道侧帮。

具体实施方式

下面将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的一部分实施例，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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1和图2所示，本发明提供一种煤矿井下自动化制浆系统，该自动化制浆系统包括输送装置，输送装置将井口的粉料1输送至煤矿井下，将粉料1输送至制浆作业点，本发明实施例中的输送装置为吨包或者矿车，吨包或者矿车将粉料1送至井内，并且沿巷道延伸方向进行存放，本发明中的吨包指的是是一种柔性运输包装容器(也称集装袋/太空包/柔性集装箱/吨包袋/太空袋/子母袋)，具有防潮、防尘、耐辐射、牢固安全的优点，而且在结构上具有足够的强度；收料装置，收料装置放置在输送装置的一侧，用于收集输送装置所输送的粉料；储料装置，储料装置的入口与收料装置的出口连接，储存收料装置中的粉料1，收料装置的出口在底部，储料装置的入口在顶部，由下向上向储料装置内输送粉料1；制浆装置，制浆装置的入口与储料装置的出口连接，将储料装置所输送来的粉料1制作成浆液，同样，储料装置的出口在底部，制浆装置的入口在顶部，可以对输送的粉料1进行较为精确的把控，防止向制浆装置内输送过多的粉料1；储浆装置，储浆装置的入口与制浆装置的出口连接，储存制浆装置所制好的浆液，储浆装置的设置是保证注浆装置在浆液充填过程得到持续供应；注浆装置，注浆装置设置在自动化制浆系统的末端，注浆装置将制好的浆液进行充填；PLC控制装置，PLC控制装置设置在地面上，PLC控制装置与收料装置、储料装置、制浆装置和储浆装置之间电连接，控制自动化制浆系统中设备的启停，本发明实施例中的PLC控制装置优选PLC控制柜，PLC控制柜的型号不做进一步限定，能控制本系统中设备运行的控制柜均可，PLC控制柜可完成设备自动化和过程自动化控制，工作稳定、功能齐全，工作人员可以通过操作PLC控制装置实现整个制浆系统的自动化。

进一步，收料装置包括收料仓3，收料仓3的底部为上口大下口下的楔形，收料仓3位于吨包或者矿车的右侧，本发明实施例中的收料仓3实现粉料1和气体的分离，当粉料1和气体分离后，粉料1落入到第一螺旋输送机的6底部进料料斗内，通过第一螺旋输送机3将粉料输送至储料筒仓7，收料仓3的外壁上设置有支架，支架的一端与收料仓3的外壁固定连接，另一端放置在巷道底板27上，用于支撑收料仓3，收料仓3的底部远离巷道底板27，便于第一螺旋输送机6的进料料斗放置在收料仓3的底部；吸料管2，吸料管2的一端插入到吨包或者矿车的粉料1内，另一端与收料仓3的顶部入口连接，将粉料1吸到收料仓3内，吸料管2优选硬质黑胶管，硬质黑胶管不会因负压的产生导致吸料管2外观的变形从而影响吸料的效果；罗茨风机5，罗茨风机5位于收料仓3的右侧，放置在巷道底板27上，罗茨风机与PLC控制装置之间电连接，罗茨风机5用于使收料仓3内产生负压；负压管4，负压管4的一端与罗茨风机5的入口连接，另一端与收料仓3的顶部侧壁贯通连接，用于排空收料3仓内的空气，使用时，罗茨风机5转动，通过负压管4将收料仓内的空气排出，使得收料仓3内变成负压，粉料1在负压的作用下通过吸料管2进入到收料仓3内，避免了粉料在人工投料时所带来的粉尘污染，有效的保护了煤矿井下的作业环境。

进一步，储料装置包括储料筒仓7，储料筒仓7位于罗茨风机5的右侧，储料筒仓7的底部呈漏斗状，漏斗状的底部可以放缓粉料1的出料速度，储料筒仓7的容量大于收料仓的容量，避免粉料无法储存的情况发生，储料筒仓7的外壁上设置有支架，支架的一端与储料筒仓7的外壁固定连接，另一端放置在巷道底板27上，用于支撑储料筒仓7，使得储料筒仓7的底部远离巷道底板27，便于第二螺旋输送机8的一端放置在储料筒仓7的底部；第一螺旋输送机6，第一螺旋输送机6的一端位于收料仓3的底部，与收料仓3的出口连接，另一端位于储料筒仓7的顶部，从收料仓3底部流出的粉料，经过第一螺旋输送机6输送至储料筒仓7内，第一螺旋输送机6与PLC控制装置之间电连接，用于控制第一螺旋输送机6的启停；称重传感器9，称重传感器9位于储料筒仓7的下方，具体为处于储料筒仓7的支架底部，称重传感器9与PLC控制装置之间电连接，称量储料筒仓7的重量变化，称重传感器9的个数与储料筒仓7的支架的支腿数相匹配，保证所称量的储料筒仓7的重量为精确的，当第一螺旋输送机6向储料筒仓7内输送粉料1时，储料筒仓7的重量慢慢增加，称重传感器9所称量到重量的信息反馈到PLC控制装置。

储料筒仓7内的粉料1存满之后，称重传感器9将称量到的重量反馈至PLC控制装置，PLC控制装置将罗茨风机5和第一螺旋输送机6断开连接，使其停止工作，停止向储量筒仓7内输送粉料1，当第二螺旋输送机8向搅拌机10内输送粉料1时，称重传感器9称量储料筒仓7减少的重量，当称重传感器9所称量到储料筒仓7内的粉料低于所设定的最小值时，罗茨风机5和第一螺旋输送机3启动，向储料筒仓7内输送粉料1，在向储料筒仓7内输送粉料的同时，第二螺旋输送机8和搅拌机10是停止运行的，下面以一组数据对本过程进行进一步的解释说明。

储料筒仓7可以存储3-5吨的粉料1，每次向搅拌机10内添加200KG-300KG的粉料1，本发明实施例中以储料筒仓7可以存储3吨粉料1，每次向搅拌机10内添加300KG粉料为例，每向搅拌10机内添加一次粉料，称重传感器9就称量到储料筒仓7的总重就减少300KG，待到第九次向搅拌机10内添加粉料1时，储料筒仓7内的粉料1就不够添加了，PLC控制装置就会给第一螺旋输送机6和罗茨风机5发送启动信号，向储料筒仓7内快速输送粉料1，此时，第二螺旋输送机8停止运行，搅拌机10停止搅拌，当储料筒仓7的重量达到3吨后，PLC控制装置就会给第一螺旋输送机6和罗茨风机5发送停止信号，停止向储料筒仓7内输送粉料。

进一步，制浆装置包括制浆机10，制浆机10位于储料筒仓7的右侧，制浆机10的底部为上口大下口下的楔形且与吸浆管14之间贯通连接，制浆机10的外壁上设置有支架，支架的一端与制浆机10的外壁固定连接，另一端放置在巷道底板27上，用于支撑制浆机10，制浆机10将储料筒仓7内输送来的粉料1制成浆液，制浆机10优选高速涡流制浆机，制浆速度快，搅拌均匀；第二螺旋输送机8，第二螺旋输送机8的一端位于储料筒仓7的底部，与储料筒仓7的出口连接，另一端位于制浆机10的顶部，从储料筒仓7流出的粉料1，经过第二螺旋输送机8输送至制浆机10内，第二螺旋输送机8与PLC控制装置之间电连接，用于控制第二螺旋输送机8的启停；静压水管11，静压水管11依靠巷道顶板26敷设，一端与水源连接，另一端延伸至制浆机10的顶部，向制浆机10内注水；电磁流量计12，电磁流量计12安装在静压水管11上，可以检测到静压水管11向制浆机10内注入水的多少；气动球阀13，气动球阀13安装在电磁流量计12的下游，气动球阀13与PLC控制装置之间电连接，用于控制水的供停，根据配比要求，水通过电磁流量计12进行计量，达到配比要求后，气动球阀13关闭，停止向制浆机10内供水；渣浆泵15，渣浆泵15位于制浆机10的右侧，渣浆泵15的入口通过吸浆管14与制浆机10底部的出口连接，渣浆泵15的出口通过第三排浆管19与三通换向阀16的一端连接，渣浆泵15与PLC控制装置之间电连接，渣浆泵15控制制浆机10内浆液的出浆；三通换向阀16，三通换向阀16的一端通过第一排浆管17与制浆机10顶部的侧壁贯通连接，一端通过第二排浆管18与储浆装置的顶部贯通连接，一端通过第三排浆管19与渣浆泵15的出口连接，三通换向阀16与PLC控制装置之间电连接，用于控制浆液的流动方向。

具体为，静压水管11向制浆机10内供水，水通过电磁流量计12计量水的出水量，达到制浆所需水量后，气动球阀13关闭，停止向制浆机10内供水，当水加到预设值后，第二螺旋输送机启动，开始向制浆机内输送粉料，根据制浆配比需要，储料筒仓7底部的称重传感器9对储料筒仓7的重量进行实时称量，达到预设值后，第二螺旋输送机8停止工作，停止向制浆机10内输送粉料1，在整个加水过程中，渣浆泵15处于启动状态，渣浆泵15通过吸浆管14将制浆机10内的水吸出，并经第三排浆管19和第一排浆管17流入制浆机内，在制浆机10内形成涡流，当粉料1进入制浆机10后，粉料1在水的循环作用下初次混合搅拌，设定搅拌时间，制浆机10开始工作，制浆机10将初次混合搅拌的粉料1和水进行充分混合搅拌，制成符合配比要求的浆液，在渣浆泵的循环和注浆机的搅拌的共同作用下，使粉料和水在较短的时间内完成制浆过程，搅拌效率大大提高；制浆机10制浆完成后，三通换向阀16换向，连通第三排浆管19和第二排浆管18，渣浆泵15通过吸浆管14将制浆机10内的浆液由底部输送至储浆桶21内，当储浆桶21内的浆液注满时，三通换向阀16换向，连通第三排浆管19与第一排浆管17，此时，渣浆泵15将制浆机10内的浆液由底部抽出然后再由第一排浆管重新注入到制浆机10内，如此，制浆机10和渣浆泵15之间形成一个内循环的状态，避免了浆液的凝固。

进一步，储浆装置包括储浆桶21，储浆桶21位于渣浆泵15的右侧，储浆桶21放置在巷道底板27上，用于存储制浆机10制好的浆液，储浆桶21的容量大于制浆机10的容量，制浆机10所制成的浆液可以随时排入到储浆桶21内，保证生产的连续性；超声液位计20，超声液位计20位于储浆桶21的上方，与PLC控制装置之间电连接，检测储浆桶内的浆液液位，当超声液位计20检测到储浆桶21内的浆液液位达到上限时，三通换向阀16换向，停止向储浆桶内输送浆液；搅拌器22，搅拌器22位于储浆桶21内，与PLC控制装置之间电连接，搅拌储浆桶21内的浆液，防止浆液离析沉淀，本发明实施例中的搅拌器优选为桨式搅拌器，桨式搅拌器包括电机、搅拌杆和桨叶，搅拌杆的一端与电机连接，另一端伸入浆液内，桨叶安装在搅拌杆的末端，优选的桨叶为两片，两片桨叶对称安装在搅拌杆的末端，电机与PLC控制装置连接，电机转动带动连接在搅拌杆上的桨叶转动，桨叶对浆液进行搅拌。

进一步，注浆装置包括注浆泵23，注浆泵23放置在巷道底板27上，充填储浆桶21内的浆液；注浆泵吸浆管24，注浆泵吸浆管24的一端与储浆桶21底部的出口贯通连接，另一端与注浆泵23的入口连接，输送储浆桶21内的浆液至注浆泵23；注浆泵输浆管25，注浆泵输浆管25与注浆泵23的出口连接，注浆泵输浆管25优选为防爆软管，经过注浆泵23加压后的浆液会产生一定的压力，为保证浆液充填时施工安全，选择防爆软管作为注浆泵输浆管25。

在本发明实施中收料装置、储料装置、制浆装置和储浆装置通过供电电缆与PLC控制装置连接，收料仓3和储料筒仓7的个数均为一个，当制作浆液的时候需要多种粉料1时，设置多个收料仓3和多个储料筒仓7即可，设置方式、设置过程及使用方法与上述说明过程相同，不再赘述。

本发明还提供一种煤矿井下自动化制浆系统的使用方法，该自动化制浆系统的使用方法包括以下步骤：

S1、输送装置将粉料输送至制浆作业点后，沿巷道延伸方向进行存放；

井口的粉料1装入吨包或者矿车，输送至井中，并沿巷道延伸的方向进行存放，一次可以输送更多的粉料输送至制浆作业点，减轻人工的劳动强度。

S2、操作PLC控制装置启动自动化制浆系统，粉料依次经过收料装置、储料装置、制浆装置和储浆装置，经过一系列的输送、混合、搅拌将粉料制成浆液。

S201、自动化制浆系统启动，PLC控制装置通电，依次接通罗茨风机、第一螺旋输送机、渣浆泵、储浆装置和注浆装置。

S202、收料仓3内产生负压，吸料管2将吨包或者矿车中的粉料，或者沿巷道延伸方向存放的散料吸入到收料仓3内，采用气力输送方式，可以吸取距离制浆点30m内的粉料1至收料仓3内，减少人工运料及投料，降低劳动强度。

S203、吸到收料仓3内的粉料1从收料仓3的底部流出，收料仓3的底部与第一螺旋输送机6的料斗连接，粉料1落入到料斗内，由第一螺旋输送机输6送至储料筒仓7。

S204、第一螺旋输送机6持续向储料筒仓7内输送粉料1，储料筒仓7的底部安装有称重传感器9，称重传感器9进行称量，当储料筒仓7内的粉料1存满后，称重传感器9将称的重量信号传送至PLC控制装置，此时，PLC控制装置所控制的罗茨风机5和第一螺旋输送机6停止工作，停止向储料筒仓7内送料1，收料仓3也不在吸取料1。

S205、静压水管11向制浆机10内供水，水经过电磁流量计12计量，达到制浆所需水量后，气动球阀13关闭，静压水管11停止供水，在加水的过程中，第二螺旋输送机8启动，向制浆机10内输送粉料。

S206、根据制浆配比，第二螺旋输送机8开始工作，将储料筒仓7内的粉料1输送至高速涡流制浆机内，第二螺旋输送机8向高速涡流制浆机内输送粉料的同时，储料筒仓7内的粉料1持续减少，称重传感器9对储料筒仓7称量，当储料筒仓7内的重量减小到预定数值时，高速涡流制浆机内的粉料1就是所需要的重量，此时，PLC控制装置所控制的第二螺旋输送机8停止工作，停止向高速涡流制浆机内输送粉料。

S207、设定搅拌时间，制浆机10开始制浆，制浆完成后，三通换向阀16换向，连通第二排浆管18和第三排浆管19，将高速涡流制浆机内的浆液通过底部的吸浆管14输送至储浆桶21内。

S208、制浆机浆液排完后，重复S205、S206，进行下一个制浆循环，当储料筒仓7内的粉料1不够一个制浆循环所需粉料重量时，重复S202、S203和S204，向储料筒仓7内供料，储料筒仓7达到储料上限时，罗茨风机5和第一螺旋输送机6停止输送粉料1，向储料筒仓7输送粉料的同时，第二螺旋输送机8停止工作，制浆机10停止搅拌，渣浆泵15进行循环，使制浆机10处于内循环状态。

S209、储浆桶21上安装有超声液位计20，时刻检测储浆桶内的浆液液面，当检测到储浆桶21内的浆液液面达到预设值后，三通换向阀16换向，停止向储浆桶21内输送浆液，此时，连通第三排浆管19和第一排浆管17，浆液由吸浆管14从高速涡流制浆机的底部抽出，经过第一排浆管17重新注入到高速涡流制浆机内，浆液在高速涡流制浆机处于内循环状态。

S210、进入到储浆桶21内的浆液在搅拌器22作用，时刻处于流动的状态，防止浆液在储浆桶内离析沉淀。

S3、制好的浆液通过注浆泵23进行输送，注浆泵23从储浆桶21的底部抽出，对井下需要注浆的位置进行充填。

综上所述，本发明煤矿井下自动化制浆系统中的粉料采用吨包或矿车运输，粉料沿巷道长度方向存放，并采用气力输送方式，粉料直接通过负压气力和螺旋输送机进行输送，将粉料输送至储料筒仓内，不仅增加了单次输送粉料的重量，而且不需要人工码放，减少人工的投入，降低生产成本，同时降低了工人劳动强度，避免了单纯依靠人工向储料筒仓内投料时带来的粉尘污染，煤矿井下的作业环境得到改善。根据浆液配比需要，向制浆机内自动添加粉料和供水，制浆机还可以实现内循环，避免了浆液凝固所造成的资源浪费，整个制浆过程由PLC控制装置进行操作，实现了制浆过程的全自动化，提高了制浆工效，操作人员不用再进入煤矿井巷内对制浆系统进行操作，提高生产的安全性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种煤矿井下自动化制浆系统，其特征在于，所述自动化制浆系统包括：

输送装置，所述输送装置用于向煤矿井下输送粉料；

收料装置，所述收料装置位于所述输送装置的一侧，用于吸取所述输送装置所输送的粉料，并将所述粉料与空气进行分离；

储料装置，所述储料装置的入口与所述收料装置的出口连接，用于储存所述收料装置中的粉料；

制浆装置，所述制浆装置的入口与所述储料装置的出口连接，用于将所述储料装置输送来的粉料制成浆液；

储浆装置，所述储浆装置的入口与所述制浆装置的出口连接，用于储存所述制浆装置所制成的浆液；

注浆装置，所述注浆装置与所述储浆装置连接，用于泵送所述储浆装置内的浆液；

PLC控制装置，所述PLC控制装置设置在地面上，且与所述收料装置、所述储料装置、所述制浆装置和所述储浆装置之间均电连接，用于控制所述收料装置、所述储料装置、所述制浆装置和所述储浆装置的启停。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下自动化制浆系统，其特征在于，所述输送装置为矿车或者吨包，所述矿车或者所述吨包将粉料从煤矿井口输送到煤矿井下，粉料可以沿巷道延伸方向布置。

3.根据权利要求1所述的煤矿井下自动化制浆系统，其特征在于，所述收料装置包括：

收料仓，所述收料仓的底部呈上口大下口小的楔形状，用于收集所述输送装置所输送的粉料；

吸料管，所述吸料管的一端与所述输送装置连接，另一端与所述收料仓的入口连接，用于将所述输送装置内的粉料吸取到所述收料仓内；

罗茨风机，所述罗茨风机位于所述收料仓与所述储料装置之间，所述罗茨风机与所述收料仓连接，所述罗茨风机与所述PLC控制装置之间电连接，用于使所述收料仓内产生负压；

负压管，所述负压管的一端与所述罗茨风机连接，另一端与所述收料仓连接，用于排空所述收料仓内的空气。

4.根据权利要求1所述的煤矿井下自动化制浆系统，其特征在于，所述储料装置包括：

储料筒仓，所述储料筒仓的底部呈漏斗状，用于储存所述收料装置内的粉料；

第一螺旋输送机，所述第一螺旋输送机的一端与所述收料装置的出口连接，另一端与所述储料筒仓的入口连接，所述第一螺旋输送机与所述PLC控制装置之间电连接，用于将所述收料装置内的粉料输送到所述储料筒仓内；

称重传感器，所述称重传感器位于所述储料筒仓的下部，与所述PLC控制装置之间电连接，用于称量所述储料筒仓的重量。

5.根据权利要求1所述的煤矿井下自动化制浆系统，其特征在于，所述制浆装置包括：

制浆机，所述制浆机位于所述储料装置的一侧，并与所述PLC控制装置之间电连接，用于将所述储料装置内的粉料制成浆液；

第二螺旋输送机，所述第二螺旋输送机的一端与所述储料装置的出口连接，另一端与所述制浆机的入口连接，所述第二螺旋输送机与所述PLC控制装置之间电连接，用于将所述储料装置内的粉料输送到所述制浆机内；

渣浆泵，所述渣浆泵位于所述制浆机与所述储浆装置之间，所述渣浆泵的入口通过吸浆管与所述制浆机的底部连接，所述渣浆泵的出口通过第三排浆管与三通换向阀的一端连接，用于控制所述注浆机内的浆液出液；

三通换向阀，所述三通换向阀位于所述渣浆泵的上方，所述三通换向阀的一端通过第一排浆管与所述制浆机的顶部连接，一端通过第二排浆管与所述储浆装置的顶部连接，一端通过所述第三排浆管与所述渣浆泵的出口连接，所述三通换向阀与所述PLC控制装置之间电连接，用于控制浆液的流动方向。

6.根据权利要求5所述的煤矿井下自动化制浆系统，其特征在于，所述制浆装置还包括：

静压水管，所述静压水管沿巷道顶板敷设，所述静压水管的出水口设置在所述制浆机的上方，用于向所述制浆机内注水；

电磁流量计，所述电磁流量计设置在所述静压水管上，用于计量所述静压水管的出水量；

气动球阀，所述气动球阀设置在所述静压水管上，且位于所述电磁流量计的下游，所述气动球阀与所述PLC控制装置之间电连接，用于控制所述静压水管的通断。

7.根据权利要求1所述的煤矿井下自动化制浆系统，其特征在于，所述储浆装置包括：

储浆桶，所述储浆桶设置在所述制浆装置的一侧，用于储存所述制浆装置所制成的浆液；

超声液位计，所述超声液位计位于所述储浆桶的上方，所述超声液位计与所述PLC控制装置之间电连接，用于监测所述储浆桶内的浆液液位；

搅拌器，所述搅拌器位于所述储浆桶内，所述搅拌器与所述PLC控制装置之间电连接，用于搅拌所述储浆桶的浆液，防止浆液凝固。

8.根据权利要求1所述的煤矿井下自动化制浆系统，其特征在于，所述注浆装置包括：

注浆泵，所述注浆泵放置在巷道底板上，用于泵送浆液；

注浆泵吸浆管，所述注浆泵吸浆管的一端与所述储浆装置底部的出口连接，另一端与所述注浆泵的入口连接；

注浆泵输浆管，所述注浆泵输浆管与所述注浆泵的出口连接。

9.一种煤矿井下自动化制浆系统的使用方法，其特征在于，所述自动化制浆系统的使用方法包括以下步骤：

S1、输送装置将粉料输送至制浆作业点后，沿巷道延伸方向进行存放；

S2、通过PLC控制装置启动所述自动化制浆系统，粉料依次经过收料装置、储料装置、制浆装置和储浆装置，将粉料制成浆液；

S3、制成的浆液通过注浆装置进行输送，实现注浆或者充填。

10.根据权利要求9所述的煤矿井下自动化制浆系统的使用方法，其特征在于，所述S2具体包括：

S201、自动化制浆系统启动，PLC控制装置通电，接通罗茨风机、第一螺旋输送机、渣浆泵、储浆装置和注浆装置；

S202、收料仓内产生负压，在负压的作用下，粉料通过吸料管进入到收料仓；

S203、粉料从收料仓的底部落入到第一螺旋输送机的料斗后，由第一螺旋输送机输送至储料筒仓；

S204、储料筒仓的底部安装有称重传感器，当储料筒仓内的粉料满时，罗茨风机和第一螺旋输送机停止工作，停止向所述储料筒仓内输送粉料；

S205、静压水管向制浆机内供水，水经过电磁流量计计量，达到制浆所需水量后，气动球阀关闭，静压水管停止供水，在注水过程中，水加到预设量后，第二螺旋输送机启动，向制浆机内输送粉料；

S206、根据制浆配比，第二螺旋输送机向制浆机内输送粉料，此时称重传感器称量储料筒仓的重量变化，当达到预设值时，第二螺旋输送机停止向制浆机内输送粉料；

S207、设定搅拌时间，制浆机开始制浆，制浆机制浆完成后，三通换向阀换向，通过第三排浆管和第二排浆管向储浆桶内输送浆液；

S208、制浆机浆液排完后，重复S205和S206，进行下一个制浆循环；当储料筒仓内粉料不够一个制浆循环所需粉料重量时，重复S202、S203和S204，向储料筒仓供料，储料筒仓达到储料上限时，罗茨风机和第一螺旋输送机停止输送粉料；向储料筒仓输送粉料的同时，第二螺旋输送机停止工作，制浆机处于内循环状态；

S209、储浆桶上的超声液位计监测到储浆桶内浆液液面达到预设值后，三通换向阀换向，浆液由吸浆管从制浆机的底部流出，经过第三排浆管和第一排浆管重新注入到制浆机内，实现浆液在制浆机中的内循环；

S210、储浆桶内的浆液在搅拌器的作用下，时刻处于流动状态。

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