CN113356894A - 一种远程电控喷浆增压系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种远程电控喷浆增压系统，包括：喷浆机和主控机；喷浆管道上连接有至少一个增压装置；增压装置设有增压主管，增压主管上有浆液入口，增压浆液入口以及浆液出口；增压管道上设有增压泵；主控机通过压力传感器和流量计获取喷浆管道的压力数据和流量数据，当喷浆管道的压力数据和流量数据低于预设阈值时，控制增压泵运行，并通过增压压力传感器和增压流量计获取增压管道的压力数据和流量数据。通过设置增压装置，解决了又要浆液输送长度过长，而导致喷浆压力和流量不满足喷浆要求的问题。本发明通过增设增压装置，实现喷浆管的二次增压，让浆液在喷浆管内持续运输，满足喷浆要求。
Description
技术领域
本发明涉及喷射混凝土技术领域，尤其涉及一种远程电控喷浆增压系统。
背景技术
采矿过程中，矿井内部的需要进行内部支护，比如对顶板加强支护，扩帮和架设桁架梁安装等。有时还需要对井下的顶板，扩帮和架设桁架梁需要修复工作，来保证矿井安全。在进行修复或者安装时，需要喷射混凝土，鉴于巷道长度较长，喷浆机与需要喷浆的位置较远，造成喷浆动力不足，影响支护效率，以及修复效率。如果喷浆量不足，导致帮部、顶部煤岩体地裸露，风化严重，可能引起漏矸伤人现象。
如果移动喷浆机来满足作业，就必须挪移喷浆机，由于喷浆机整体质量及尺寸的原因，挪移困难，还是给喷浆工作带来不便。
发明内容
本发明提供一种远程电控喷浆增压系统，系统可以保证喷浆压力和喷浆量，满足喷浆需求，保证喷浆质量，提高矿区的安全性。
系统包括：喷浆机和主控机；
喷浆机的输出端连接有喷浆管道，喷浆管道上连接有至少一个增压装置；
增压装置设有增压主管，增压主管上有浆液入口，增压浆液入口以及浆液出口；
浆液入口和浆液出口分别与喷浆管道连接，增压浆液入口与增压管道连接；增压管道上设有增压泵；
喷浆管道上设有压力传感器和流量计；
增压管道上设有增压压力传感器和增压流量计；
主控机分别与喷浆机、增压泵、压力传感器、流量计、增压压力传感器和增压流量计连接；
主控机接收用户输入的控制指令控制喷浆机运行；
主控机通过压力传感器和流量计获取喷浆管道的压力数据和流量数据，当喷浆管道的压力数据和流量数据低于预设阈值时，控制增压泵运行，并通过增压压力传感器和增压流量计获取增压管道的压力数据和流量数据。
优选地，主控机获取喷浆区的位置信息和用浆量信息；
根据喷浆区的位置信息，运浆量和用浆量信息确定喷浆总时长，计算每个预设时长喷浆管道的运浆量和浆液压力；
主控机根据每个预设时长喷浆管道的运浆量和浆液压力，监控每个时间段的运浆量和浆液压力。
优选地，当某个时间段内的运浆量和浆液压力低于预设阈值时，主控机控制增压泵运行，对喷浆管道进行增压及增加运浆量。
优选地，主控机计算喷浆区所需求的累计喷浆量，计算公式为：
P＝λ∑(a dL)
其中，P为喷浆需求量；λ为喷浆调节系数；a为根据不同位置信息，喷浆面积，喷浆深度及喷浆管道长度来确定的喷浆系数，dL为喷浆区每个预设时长内累积的实际用浆量；
a为预先设置作物系数，取值范围可以为0.5～1.15。
优选地，主控机将多个喷浆需求量P进行加和得到当下矿井内喷浆需求总量。
优选地，还包括：移动操作终端；
移动操作终端与主控机通信连接；
移动操作终端用于获取喷浆过程数据，将喷浆过程数据存储至储存器中。
优选地，主控机接收查询人员输入的喷浆过程数据查询请求，确定查询请求符合要求之后，主控机向查询人员所在的移动操作终端发送喷浆过程数据。
优选地，主控机接收监控人员发出监控账户登录信息，监控账户登录信息包括账号数据和密码，主控机将接收到的账号数据与预先设置的账号数据，当接收到的监控账户登录信息的账号数据与预先设置的数据一致时，再将接收到的密码数据与预设密码数据进行匹配，当接收的密码数据与预设密码数据一致时，监控人员登录主控机对系统进行监控。
优选地，主控机设有喷浆储存器和身份储存器，喷浆储存器用于将喷浆过程数据的进行储存；身份储存器用于储存查询人员和监控人员的身份信息和验证信息。
优选地，主控机还用于当喷浆管道的压力数据和流量数据低于预设阈值时，向监控人员可以在移动操作终端发送提示信息；
监控人员通过移动操作终端远程控制增压泵运行，并通过增压压力传感器和增压流量计获取增压管道的压力数据和流量数据。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明实施例中，通过设置增压装置，解决了又要浆液输送长度过长，而导致喷浆压力和流量不满足喷浆要求的问题。本发明通过增设增压装置，实现喷浆管的二次增压，让浆液在喷浆管内持续运输，满足喷浆要求。本发明可以采取外部增加风压，风力驱动来实现的。风压无法满足要求的地点，将喷浆管安设一个外部增压装置，外部接入压风，实现二次增压。
增加风动动力完美融合到增压装置中，减少对喷浆管壁及增压设备管壁的影响，调整接入风压动力方向，较少夹角角度，减少风能损耗。
增压装置平滑过渡，减少对喷浆管壁破坏。增压装置前，增压管道内壁风压较小，不存在损坏管接头导致的机械伤害，逐级增压可实现长距离输送喷浆料，不存在一次加压过大现象，从安全方面考虑，减少一次伤害程度，实现安全运行。
经过压力测试和现场试验操作，每个增压装置安装长度约为80-100m，喷浆管道内壁压强不低于0.5MPa，完全满足现场施工。同时，多级运行，逐步增压，实现长距离喷浆，并且运行稳定。
远程电控喷浆增压系统实现集中控制，减少下井人员数量，保证了人员的安全。
本发明通过增压装置的安装，有效的解决了堵塞喷浆管的问题，杜绝了管壁压力集中这一风险，喷浆管伤人风险大大减少了。真正做到总源头杜绝风险隐患，人机和谐共存。
自安装了增压装置，原本喷射长度180m需要5人，现喷射长度提高到1000m后，4人完全可以操作运行(2人上料,1人喷射并控制增压设备的开启，1人喷浆管路巡检)，大幅度的提高人均工效，为煤矿井工要求的限员下井做出贡献。
喷浆机安设在井下主要运输大巷内，通过电机车运输喷浆料到达喷浆机附近，免去喷浆机安设在无运输巷道内的人工运输环节，减少喷浆所有物料运输较大工作量，省去运输环节和运输人员，大大减少劳动强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为远程电控喷浆增压系统实施例示意图；
图2为增压装置示意图；
图3为系统控制示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种远程电控喷浆增压系统，如图1至3所示，包括：喷浆机8和主控机1；喷浆机8的输出端连接有喷浆管道，喷浆管道上连接有至少一个增压装置；增压装置设有增压主管11，增压主管11上有浆液入口12，增压浆液入口14以及浆液出口13；浆液入口12和浆液出口13分别与喷浆管道连接，增压浆液入口14与增压管道连接；这里的连接方式可以通过螺纹连接，也可以通过法兰连接。增压管道上设有增压泵3；喷浆管道上设有压力传感器4和流量计5；增压管道上设有增压压力传感器6和增压流量计7；主控机1分别与喷浆机8、增压泵3、压力传感器4、流量计5、增压压力传感器6和增压流量计7连接；主控机1接收用户输入的控制指令控制喷浆机8运行；主控机1通过压力传感器4和流量计5获取喷浆管道的压力数据和流量数据，当喷浆管道的压力数据和流量数据低于预设阈值时，控制增压泵3运行，并通过增压压力传感器6和增压流量计7获取增压管道的压力数据和流量数据。
本发明可以根据需要将喷浆管道铺设到需要喷浆的位置，喷浆机8向喷浆位置输送浆液。如果喷浆管道过长而导致压力下降，或者流量降低，无法满足喷浆要求，本发明可以在喷浆管道上安装增压装置。增压装置的具体设置位置和数量，可以根据实际需要进行设置，这里不做限定。
增压装置的增压浆液入口14连接了增压泵3，提高了喷浆管道的压力和流量，保证了喷浆需求。
作为本发明提供的实施例，主控机1获取喷浆区的位置信息和用浆量信息；根据喷浆区的位置信息，运浆量和用浆量信息确定喷浆总时长，计算每个预设时长喷浆管道的运浆量和浆液压力；主控机1根据每个预设时长喷浆管道的运浆量和浆液压力，监控每个时间段的运浆量和浆液压力。
也就是喷浆作业前，用户预先知道喷浆区的喷浆位置，估算出喷浆量的数据，再根据喷浆量的数据设置每个预设时长喷浆管道的运浆量和浆液压力。
每个预设时长可以是每个小时，或每半小时，或其他时间段。当某个时间段内的运浆量和浆液压力低于预设阈值时，主控机1控制增压泵3运行，对喷浆管道进行增压及增加运浆量。
作为本发明提供的实施例，主控机1计算喷浆区所需求的累计喷浆量，计算公式为：
P＝λ∑(a dL)
其中，P为喷浆需求量；λ为喷浆调节系数；a为根据不同位置信息，喷浆面积，喷浆深度及喷浆管道长度来确定的喷浆系数，dL为喷浆区每个预设时长内累积的实际用浆量；
a为预先设置作物系数，取值范围可以为0.5～1.15。主控机1配置有上述预设模型，用户只要将相应的参数输入给主控机1，主控机1得出具体的数据，来控制喷浆。
如果想获得当前作业区域的总喷浆量，主控机1将多个喷浆需求量P进行加和得到当下矿井内喷浆需求总量。
作为本发明提供的实施例，还包括：移动操作终端2；移动操作终端2与主控机1通信连接；移动操作终端2用于获取喷浆过程数据，将喷浆过程数据存储至储存器中。
本实施例中，储存器可以是储存器，也可以是云端数据库。可以理解的是，喷浆过程数据包括喷浆管道的压力数据，流量数据、喷浆机8的运行数据、增压泵3的运行数据、增压管道的压力数据和流量数据。获取数据后可以通过显示屏进行显示。
移动操作终端2设有无线通信单元、音频/视频(A/V)输入单元、用户输入单元、感测单元、输出单元、存储器、接口单元、控制器和电源单元等等。但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件。可以替代地实施更多或更少的组件。将在下面详细描述移动终端的元件。
移动操作终端2可以以各种形式来实施。例如，本发明实施例中描述的终端可以包括诸如智能电话、笔记本电脑、个人数字助理(PDA，Personal Digital Assistant)、平板电脑(PAD)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。下面，假设终端是移动终端。然而，本领域技术人员将理解的是，除了特别用于移动目的的元件之外，根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的终端。
移动操作终端2与主控机1可以基于无线通信方式进行通信，无线互联网接入技术可以包括无线局域网络(Wi-Fi，WLAN，Wireless Local Area Networks)、无线宽带(Wibro)、全球微波互联接入(Wimax)、高速下行链路分组接入(HSDPA，High SpeedDownlink Packet Access)等等。
本发明提供的实施例中，主控机1接收查询人员输入的喷浆过程数据查询请求，确定查询请求符合要求之后，主控机1向查询人员所在的移动操作终端2发送喷浆过程数据。
确定查询请求符合要求可以采用对查询人员的身份验证的方式，或者对移动操作终端2的IP进行验证，或者基于喷浆过程数据查询请求中包含的密钥进行验证确定。
本发明提供的实施例中，主控机1接收监控人员发出监控账户登录信息，监控账户登录信息包括账号数据和密码，主控机1将接收到的账号数据与预先设置的账号数据，当接收到的监控账户登录信息的账号数据与预先设置的数据一致时，再将接收到的密码数据与预设密码数据进行匹配，当接收的密码数据与预设密码数据一致时，监控人员登录主控机1对系统进行监控。
本发明的实施例中，监控人员具有一定的监控权限，可以设置系统参数，也可以启动和停止系统设备等等。
本发明实施例中，主控机1设有喷浆储存器和身份储存器，喷浆储存器用于将喷浆过程数据的进行储存；身份储存器用于储存查询人员和监控人员的身份信息和验证信息。
主控机1还用于响应监控人员发出的喷浆过程数据监测数据查询指令，从喷浆储存器中取出与喷浆过程数据监测数据查询指令相对应的喷浆过程数据，再将取出的喷浆过程数据向指定监控账户登录信息对应的账户发送。
监控人员可以在移动操作终端2上配置喷浆过程数据监测数据查询指令，将指令发送给主控机1，主控机1确定监控人员身份及权限之后，将取出的喷浆过程数据向指定监控账户登录信息对应的账户发送。
主控机1还用于当喷浆管道的压力数据和流量数据低于预设阈值时，向监控人员可以在移动操作终端2发送提示信息；
监控人员通过移动操作终端2远程控制增压泵3运行，并通过增压压力传感器6和增压流量计7获取增压管道的压力数据和流量数据。
本发明实施例中，通过设置增压装置，解决了又要浆液输送长度过长，而导致喷浆压力和流量不满足喷浆要求的问题。本发明通过增设增压装置，实现喷浆管的二次增压，让浆液在喷浆管内持续运输，满足喷浆要求。本发明可以采取外部增加风压，风力驱动来实现的。风压无法满足要求的地点，将喷浆管安设一个外部增压装置，外部接入压风，实现二次增压。
增加风动动力完美融合到增压装置中，减少对喷浆管壁及增压设备管壁的影响，调整接入风压动力方向，较少夹角角度，减少风能损耗。
增压装置平滑过渡，减少对喷浆管壁破坏。增压装置前，增压管道内壁风压较小，不存在损坏管接头导致的机械伤害，逐级增压可实现长距离输送喷浆料，不存在一次加压过大现象，从安全方面考虑，减少一次伤害程度，实现安全运行。
经过压力测试和现场试验操作，每个增压装置安装长度约为80-100m，喷浆管道内壁压强不低于0.5MPa，完全满足现场施工。同时，多级运行，逐步增压，实现长距离喷浆，并且运行稳定。
远程电控喷浆增压系统实现集中控制，减少下井人员数量，保证了人员的安全。
本发明通过增压装置的安装，有效的解决了堵塞喷浆管的问题，杜绝了管壁压力集中这一风险，喷浆管伤人风险大大减少了。真正做到总源头杜绝风险隐患，人机和谐共存。
自安装了增压装置，原本喷射长度180m需要5人，现喷射长度提高到1000m后，4人完全可以操作运行(2人上料,1人喷射并控制增压设备的开启，1人喷浆管路巡检)，大幅度的提高人均工效，为煤矿井工要求的限员下井做出贡献。
喷浆机8安设在井下主要运输大巷内，通过电机车运输喷浆料到达喷浆机8附近，免去喷浆机8安设在无运输巷道内的人工运输环节，减少喷浆所有物料运输较大工作量，省去运输环节和运输人员，大大减少劳动强度。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种远程电控喷浆增压系统，其特征在于，包括：喷浆机和主控机；
喷浆机的输出端连接有喷浆管道，喷浆管道上连接有至少一个增压装置；
增压装置设有增压主管，增压主管上有浆液入口，增压浆液入口以及浆液出口；
浆液入口和浆液出口分别与喷浆管道连接，增压浆液入口与增压管道连接；增压管道上设有增压泵；
喷浆管道上设有压力传感器和流量计；
增压管道上设有增压压力传感器和增压流量计；
主控机分别与喷浆机、增压泵、压力传感器、流量计、增压压力传感器和增压流量计连接；
主控机接收用户输入的控制指令控制喷浆机运行；
主控机通过压力传感器和流量计获取喷浆管道的压力数据和流量数据，当喷浆管道的压力数据和流量数据低于预设阈值时，控制增压泵运行，并通过增压压力传感器和增压流量计获取增压管道的压力数据和流量数据。
2.根据权利要求1所述的远程电控喷浆增压系统，其特征在于，
主控机获取喷浆区的位置信息和用浆量信息；
根据喷浆区的位置信息，运浆量和用浆量信息确定喷浆总时长，计算每个预设时长喷浆管道的运浆量和浆液压力；
主控机根据每个预设时长喷浆管道的运浆量和浆液压力，监控每个时间段的运浆量和浆液压力。
3.根据权利要求2所述的远程电控喷浆增压系统，其特征在于，
当某个时间段内的运浆量和浆液压力低于预设阈值时，主控机控制增压泵运行，对喷浆管道进行增压及增加运浆量。
4.根据权利要求1所述的远程电控喷浆增压系统，其特征在于，
主控机计算喷浆区所需求的累计喷浆量，计算公式为：
P＝λ∑(adL)
其中，P为喷浆需求量；λ为喷浆调节系数；a为根据不同位置信息，喷浆面积，喷浆深度及喷浆管道长度来确定的喷浆系数，dL为喷浆区每个预设时长内累积的实际用浆量；
a为预先设置作物系数，取值范围可以为0.5～1.15。
5.根据权利要求4所述的远程电控喷浆增压系统，其特征在于，
主控机将多个喷浆需求量P进行加和得到当下矿井内喷浆需求总量。
6.根据权利要求1所述的远程电控喷浆增压系统，其特征在于，
还包括：移动操作终端；
移动操作终端与主控机通信连接；
移动操作终端用于获取喷浆过程数据，将喷浆过程数据存储至储存器中。
7.根据权利要求1所述的远程电控喷浆增压系统，其特征在于，
主控机接收查询人员输入的喷浆过程数据查询请求，确定查询请求符合要求之后，主控机向查询人员所在的移动操作终端发送喷浆过程数据。
8.根据权利要求1所述的远程电控喷浆增压系统，其特征在于，
主控机接收监控人员发出监控账户登录信息，监控账户登录信息包括账号数据和密码，主控机将接收到的账号数据与预先设置的账号数据，当接收到的监控账户登录信息的账号数据与预先设置的数据一致时，再将接收到的密码数据与预设密码数据进行匹配，当接收的密码数据与预设密码数据一致时，监控人员登录主控机对系统进行监控。
9.根据权利要求1所述的远程电控喷浆增压系统，其特征在于，
主控机设有喷浆储存器和身份储存器，喷浆储存器用于将喷浆过程数据的进行储存；身份储存器用于储存查询人员和监控人员的身份信息和验证信息。
10.根据权利要求1所述的远程电控喷浆增压系统，其特征在于，
主控机还用于当喷浆管道的压力数据和流量数据低于预设阈值时，向监控人员可以在移动操作终端发送提示信息；
监控人员通过移动操作终端远程控制增压泵运行，并通过增压压力传感器和增压流量计获取增压管道的压力数据和流量数据。
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
| 孔德顺等: "远距离混凝土喷浆技术研究", 《煤矿现代化》 * |
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| CN113356894B (zh) | 2022-10-25 |
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