CN111330198B - 一种智能化注浆灭火系统及注浆方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能化注浆灭火系统，包括制浆机构、注浆机构、温度传感器、压力传感器及注浆驱动系统，所述制浆机构通过输送管路与注浆机构连通，所述温度传感器、压力传感器分别与制浆机构、注浆机构连接，其中所述注浆机构至少一个，各注浆机构间相互并联，所述注浆驱动系统分别与制浆机构、注浆机构、温度传感器、压力传感器电气连接，其注浆方法包括设备组装，设备预制及注浆作业等三个步骤。本发明一方面可及时对火场火源进行扑灭，并降低灭火原料使用量和灭火作业的成本；另一方面可有有效减少人工操作环节和人工手动操作的工作量，有效的减少了工作人员处于火场范围内工作的时间，从而极大的提高了注浆灭火作业的安全性。

Description

一种智能化注浆灭火系统及注浆方法

技术领域

本发明涉及一种智能化注浆灭火系统及注浆方法，属噪声治理技术领域。

背景技术

目前国内的许多工程项目都应用到了注浆技术，比如：采空区注浆站的施工、巷道加固的注浆、城市地下轨道交通的注浆加固、防止煤矸石自燃注浆、海底隧道的注浆等，煤炭矿业作为我国的经济发展支柱，且源源不断的煤炭开采为我国的经济发展提供了重要的能源。现有的注浆灭火的注浆工艺相对落后，工作流程基本依靠人工去完成，从而导致当前注浆灭火工作效率低、灭火不及时、自动化程度低、灭火控制精度差且灭火作业劳动强度大，一方面造成火灾危害得不到及时控制且灭火作业原料浪费严重；另一方面注浆灭火作业时工作人员与火场间距离相对较近，因此当前在进行注浆灭火作业时的安全性相对较低，严重威胁灭火作业现场工作人员的健康和安全。

因此，针对这一现状，迫切需要开发一种全新的注浆灭火系统及方法，以满足实际使用的需要。

发明内容

本发明目的就在于克服上述不足，提供一种智能化注浆灭火系统及注浆方法。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：

一种智能化注浆灭火系统，包括制浆机构、注浆机构、温度传感器、压力传感器及注浆驱动系统，所述制浆机构通过输送管路与注浆机构连通，所述温度传感器、压力传感器分别与制浆机构、注浆机构连接，其中所述注浆机构至少一个，各注浆机构间相互并联，所述注浆驱动系统分别与制浆机构、注浆机构、温度传感器、压力传感器电气连接。

进一步的，所述的注浆机构包括承载机架、导向滑轨、进给机构、注浆管、密封堵头及注浆泵，其中所述承载机架为柱状框架结构，所述导向滑轨至少两条，各导向滑轨以承载机架轴线对称分布并与承载机架轴线平行分布，所述注浆管至少一条，嵌于承载机架内并与承载机架轴线平行分布，且所述注浆管侧表面通过进给机构与以承载机架轴线对称分布的两条导向滑轨滑动连接，所述注浆管为空心管桩结构，其上端面及下端面均与一个密封堵头连接并构成密闭腔体结构，其中位于注浆管上端面位置的密封堵头上设进料口，并通过进料口与注浆泵连通，所述注浆泵与承载机架侧表面连接并通过控制阀分别与输送管路及进料口连通，所述注浆管侧表面均布若干注浆孔，所述注浆孔环绕注浆管轴线均布，且注浆孔与注浆管上端面间间距不小于注浆管有效长度的50%，所述注浆管外侧面和内侧面均设至少一个温度传感器、压力传感器，其中位于注浆管外侧的温度传感器、压力传感器位于相邻两个注浆孔之间位置，位于注浆管内的温度传感器、压力传感器环绕注浆管轴线均布，且各温度传感器、压力传感器间相互并联，所述进给机构、注浆泵及控制阀均与注浆驱动系统电气连接。

进一步的，所述的注浆管下端面设破障锥，侧表面设导流槽，其中所述破障锥为与注浆管同轴分布的锥体结构，并包覆在注浆管及注浆管下端面密封堵头外侧，且密封堵头与破障锥接触面间设至少一个压力传感器，所述导流槽至少一条，环绕注浆管轴线呈螺旋状结构均布，且所述注浆孔均位于导流槽槽底，且注浆孔轴线与导流槽轴线垂直分布。

进一步的，所述的进给机构为直线电动机、丝杠机构、齿轮齿条机构、蜗轮蜗杆机构、电动伸缩杆、液压伸缩杆及气压伸缩杆中的任意一种。

进一步的，所述的注浆管均布至少两条导流板，所述导流板环绕注浆管轴线均布并与导流管内表面连接，所述导流板上端面与注浆管轴线呈30°—60°夹角，且导流板下端面与注浆管下端面间间距为注浆管长度的40%—70%。

进一步的，所述的制浆机构与输送管路间通过增压泵相互连通，且增压泵与输送管路连接位置处设至少一个温度传感器、压力传感器及流量传感器，且温度传感器、压力传感器及流量传感器均与注浆驱动系统电气连接，所述制浆机构为搅拌站、注浆车中的任意一种或两种共用。

进一步的，所述的注浆驱动系统为基于可编程控制器、工业计算机、个人计算机及物联网控制器中的任意一种。

一种智能化注浆灭火系统的注浆方法，包括以下步骤：

S1，设备组装，首先对制浆机构、温度传感器、压力传感器、检控机构及注浆驱动系统进行组装，并使注浆机构位于待注浆作业面位置，并使注浆机构的注浆管与作业面注浆孔同轴分布；并设定注浆作业额定压力、温度及流量；

S2，设备预制，完成S1步骤后，首先将制备浆料用原料输送到制浆机构进行混合制浆，然后将制备好的浆料通过增压泵增压后输送至注浆机构的注浆管内，并通过温度传感器、压力传感器及流量传感器对输送过程中及注浆管内的浆料的温度、压力及流量检测持续检测，直至注浆管内浆料压力稳定至S1步骤设置的注浆作业额定压力值的50%—80%；

S3，注浆作业，完成S2步骤后，首先通过温度传感器和流量传感器对输送管路内浆料温度及流量进行检测，并在浆料输送流量和温度恒定在S1步骤设置的注浆作业额定压力值的注浆作业额定温度及流量值基础上，同时增加增压泵和注浆机构注浆泵的工作压力，一方面使注浆管内浆料压力值在2—10秒内上升并恒定在S1步骤设置的注浆作业额定压力值的0.9—1.5倍；另一方面使输送管路内浆料压力为S1步骤设置的注浆作业额定压力值的0.8—1.1倍，即可进行注浆作业，直至注浆管内压力达到S1步骤设置的注浆作业额定压力值1.1倍以上并在20—120秒内压力值持续上升，即可关闭注浆管与注浆泵连通的控制阀并对注浆管保压至少30分钟，即可完成注浆作业。

进一步的，所述的S2步骤中，S1步骤中，在进行设备组装定位使，当同时进行注浆作业的注浆管为两条及两个以上时，相邻两条注浆管间间距不小于0.5米。

由以上本发明的技术方案可知，本发明的有益效果在于：一方面系统构成简单，运行自动化程度高且控制精度高，从而可达到及时对火场火源进行扑灭，且扑灭过程中可在满足灭火效率和精度的同时，有效降低灭火原料使用量，降低灭火作业的成本；另一方面在注浆灭火过程中，可有有效减少人工操作环节和人工手动操作的工作量，并可实现远距离注浆灭火作业，从而在降低注浆灭火作业劳动强度和人力成本的同时，有效的减少了工作人员处于火场范围内工作的时间，从而极大的提高了注浆灭火作业的安全性。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为注浆机构结构示意图；

图3为本发明实施方法流程图。

具体实施方式

如图1和2所示一种智能化注浆灭火系统，包括制浆机构1、注浆机构2、温度传感器3、压力传感器4及注浆驱动系统5，制浆机构1通过输送管路6与注浆机构2连通，温度传感器3、压力传感器4分别与制浆机构1、注浆机构2连接，其中注浆机构2至少一个，各注浆机构2间相互并联，注浆驱动系统5分别与制浆机构1、注浆机构2、温度传感器3、压力传感器4电气连接。

重点说明的，所述的注浆机构2包括承载机架21、导向滑轨22、进给机构23、注浆管24、密封堵头25及注浆泵26，其中所述承载机架21为柱状框架结构，所述导向滑轨22至少两条，各导向滑轨22以承载机架21轴线对称分布并与承载机架21轴线平行分布，所述注浆管24至少一条，嵌于承载机架21内并与承载机架21轴线平行分布，且所述注浆管24侧表面通过进给机构23与以承载机架21轴线对称分布的两条导向滑轨22滑动连接，所述注浆管24为空心管桩结构，其上端面及下端面均与一个密封堵头25连接并构成密闭腔体结构，其中位于注浆管24上端面位置的密封堵头25上设进料口27，并通过进料口27与注浆泵26连通，所述注浆泵26与承载机架21侧表面连接并通过控制阀28分别与输送管路6及进料口27连通，所述注浆管24侧表面均布若干注浆孔29，所述注浆孔29环绕注浆管24轴线均布，且注浆孔29与注浆管24上端面间间距不小于注浆管24有效长度的50%，所述注浆管24外侧面和内侧面均设至少一个温度传感器3、压力传感器4，其中位于注浆管24外侧的温度传感器3、压力传感器4位于相邻两个注浆孔29之间位置，位于注浆管24内的温度传感器3、压力传感器4环绕注浆管24轴线均布，且各温度传感器3、压力传感器4间相互并联，所述进给机构23、注浆泵26及控制阀28均与注浆驱动系统5电气连接。

其中，所述的注浆管24下端面设破障锥7，侧表面设导流槽8，其中所述破障锥7为与注浆管24同轴分布的锥体结构，并包覆在注浆管24及注浆管24下端面密封堵头25外侧，且密封堵头25与破障锥7接触面间设至少一个压力传感器4，所述导流槽8至少一条，环绕注浆管24轴线呈螺旋状结构均布，且所述注浆孔29均位于导流槽8槽底，且注浆孔29轴线与导流槽8轴线垂直分布。

进一步优化的，所述的进给机构23为直线电动机、丝杠机构、齿轮齿条机构、蜗轮蜗杆机构、电动伸缩杆、液压伸缩杆及气压伸缩杆中的任意一种。

此外，所述的注浆管24均布至少两条导流板9，所述导流板9环绕注浆管24轴线均布并与导流管24内表面连接，所述导流板9上端面与注浆管24轴线呈30°—60°夹角，且导流板9下端面与注浆管24下端面间间距为注浆管24长度的40%—70%。

与此同时，所述的制浆机构1与输送管路6间通过增压泵10相互连通，且增压泵10与输送管路6连接位置处设至少一个温度传感器3、压力传感器4及流量传感器11，且温度传感器3、压力传感器4及流量传感器11均与注浆驱动系统5电气连接，所述制浆机构为搅拌站、注浆车中的任意一种或两种共用。

本实施例中，所述的注浆驱动系统5为基于可编程控制器、工业计算机、个人计算机及物联网控制器中的任意一种。

如图3所示，一种智能化注浆灭火系统的注浆方法，包括以下步骤：

S1，设备组装，首先对制浆机构、温度传感器、压力传感器、检控机构及注浆驱动系统进行组装，并使注浆机构位于待注浆作业面位置，并使注浆机构的注浆管与作业面注浆孔同轴分布；并设定注浆作业额定压力、温度及流量；

S2，设备预制，完成S1步骤后，首先将制备浆料用原料输送到制浆机构进行混合制浆，然后将制备好的浆料通过增压泵增压后输送至注浆机构的注浆管内，并通过温度传感器、压力传感器及流量传感器对输送过程中及注浆管内的浆料的温度、压力及流量检测持续检测，直至注浆管内浆料压力稳定至S1步骤设置的注浆作业额定压力值的50%—80%；

S3，注浆作业，完成S2步骤后，首先通过温度传感器和流量传感器对输送管路内浆料温度及流量进行检测，并在浆料输送流量和温度恒定在S1步骤设置的注浆作业额定压力值的注浆作业额定温度及流量值基础上，同时增加增压泵和注浆机构注浆泵的工作压力，一方面使注浆管内浆料压力值在2—10秒内上升并恒定在S1步骤设置的注浆作业额定压力值的0.9—1.5倍；另一方面使输送管路内浆料压力为S1步骤设置的注浆作业额定压力值的0.8—1.1倍，即可进行注浆作业，直至注浆管内压力达到S1步骤设置的注浆作业额定压力值1.1倍以上并在20—120秒内压力值持续上升，即可关闭注浆管与注浆泵连通的控制阀并对注浆管保压至少30分钟，即可完成注浆作业。

其中，所述的S2步骤中，S1步骤中，在进行设备组装定位使，当同时进行注浆作业的注浆管为两条及两个以上时，相邻两条注浆管间间距不小于0.5米。

由以上本发明的技术方案可知，本发明的有益效果在于：一方面系统构成简单，运行自动化程度高且控制精度高，从而可达到及时对火场火源进行扑灭，且扑灭过程中可在满足灭火效率和精度的同时，有效降低灭火原料使用量，降低灭火作业的成本；另一方面在注浆灭火过程中，可有有效减少人工操作环节和人工手动操作的工作量，并可实现远距离注浆灭火作业，从而在降低注浆灭火作业劳动强度和人力成本的同时，有效的减少了工作人员处于火场范围内工作的时间，从而极大的提高了注浆灭火作业的安全性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种智能化注浆灭火系统的注浆方法，其特征在于，所述的智能化注浆灭火系统的注浆方法包括以下步骤：

S1，设备组装，首先对制浆机构、温度传感器、压力传感器、检控机构及注浆驱动系统进行组装，并使注浆机构位于待注浆作业面位置，并使注浆机构的注浆管与作业面注浆孔同轴分布；并设定注浆作业额定压力、温度及流量；

其中在组装作业时：所述制浆机构通过输送管路与注浆机构连通，所述温度传感器、压力传感器分别与制浆机构、注浆机构连接，其中所述注浆机构至少一个，各注浆机构间相互并联，所述注浆驱动系统分别与制浆机构、注浆机构、温度传感器、压力传感器电气连接；

同时，所述的注浆机构包括承载机架、导向滑轨、进给机构、注浆管、密封堵头及注浆泵，其中所述承载机架为柱状框架结构，所述导向滑轨至少两条，各导向滑轨以承载机架轴线对称分布并与承载机架轴线平行分布，所述注浆管至少一条，嵌于承载机架内并与承载机架轴线平行分布，且所述注浆管侧表面通过进给机构与以承载机架轴线对称分布的两条导向滑轨滑动连接，所述注浆管为空心管桩结构，其上端面及下端面均与一个密封堵头连接并构成密闭腔体结构，其中位于注浆管上端面位置的密封堵头上设进料口，并通过进料口与注浆泵连通，所述注浆泵与承载机架侧表面连接并通过控制阀分别与输送管路及进料口连通，所述注浆管侧表面均布若干注浆孔，所述注浆孔环绕注浆管轴线均布，且注浆孔与注浆管上端面间间距不小于注浆管有效长度的50%，所述注浆管外侧面和内侧面均设至少一个温度传感器、压力传感器，其中位于注浆管外侧的温度传感器、压力传感器位于相邻两个注浆孔之间位置，位于注浆管内的温度传感器、压力传感器环绕注浆管轴线均布，且各温度传感器、压力传感器间相互并联，所述进给机构、注浆泵及控制阀均与注浆驱动系统电气连接；

所述的注浆管下端面设破障锥，侧表面设导流槽，其中所述破障锥为与注浆管同轴分布的锥体结构，并包覆在注浆管及注浆管下端面密封堵头外侧，且密封堵头与破障锥接触面间设至少一个压力传感器，所述导流槽至少一条，环绕注浆管轴线呈螺旋状结构均布，且所述注浆孔均位于导流槽槽底，且注浆孔轴线与导流槽轴线垂直分布；

所述的注浆管均布至少两条导流板，所述导流板环绕注浆管轴线均布并与导流管内表面连接，所述导流板上端面与注浆管轴线呈30°—60°夹角，且导流板下端面与注浆管下端面间间距为注浆管长度的40%—70%；

所述的制浆机构与输送管路间通过增压泵相互连通，且增压泵与输送管路连接位置处设至少一个温度传感器、压力传感器及流量传感器，且温度传感器、压力传感器及流量传感器均与注浆驱动系统电气连接，所述制浆机构为搅拌站、注浆车中的任意一种或两种共用；

S2，设备预制，完成S1步骤后，首先将制备浆料用原料输送到制浆机构进行混合制浆，然后将制备好的浆料通过增压泵增压后输送至注浆机构的注浆管内，并通过温度传感器、压力传感器及流量传感器对输送过程中及注浆管内的浆料的温度、压力及流量检测持续检测，直至注浆管内浆料压力稳定至S1步骤设置的注浆作业额定压力值的50%—80%；

S3，注浆作业，完成S2步骤后，首先通过温度传感器和流量传感器对输送管路内浆料温度及流量进行检测，并在浆料输送流量和温度恒定在S1步骤设置的注浆作业额定压力值的注浆作业额定温度及流量值基础上，同时增加增压泵和注浆机构注浆泵的工作压力，一方面使注浆管内浆料压力值在2—10秒内上升并恒定在S1步骤设置的注浆作业额定压力值的0.9—1.5倍；另一方面使输送管路内浆料压力为S1步骤设置的注浆作业额定压力值的0.8—1.1倍，即可进行注浆作业，直至注浆管内压力达到S1步骤设置的注浆作业额定压力值1.1倍以上并在20—120秒内压力值持续上升，即可关闭注浆管与注浆泵连通的控制阀并对注浆管保压至少30分钟，即可完成注浆作业。

2.根据权利要求1所述的一种智能化注浆灭火系统的注浆方法，其特征在于：所述的S2步骤中，S1步骤中，在进行设备组装定位使，当同时进行注浆作业的注浆管为两条及两个以上时，相邻两条注浆管间间距不小于0.5米。

3.根据权利要求1所述的一种智能化注浆灭火系统的注浆方法，其特征在于：所述的进给机构为直线电动机、丝杠机构、齿轮齿条机构、蜗轮蜗杆机构、电动伸缩杆、液压伸缩杆及气压伸缩杆中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种智能化注浆灭火系统的注浆方法，其特征在于：所述的注浆驱动系统为基于可编程控制器、工业计算机、个人计算机及物联网控制器中的任意一种。