CN113511874A - 一种煤矿井下用高水充填材料及其制备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤矿井下用高水充填材料及其制备装置，本发明涉及煤矿井相关技术领域。该煤矿井下用高水充填材料及其制备装置，铝酸盐水泥熟料和硫铝酸盐水泥熟料和飘浮剂、硬石膏和石灰通过第一搅拌仓搅拌，铝酸盐水泥熟料和硫铝酸盐水泥熟料，合成酸盐性混合料，飘浮剂、硬石膏和石灰，合成中和混合料，在第一搅拌仓的内部飘浮剂份、硬石膏份、石灰和酸盐性混合料在凝剂的作用下加强混合速度，伸长双向伸缩杆把第二压板与第一压板齐平，打开第一搅拌杆底部的阀门，让第一伸缩杆的推杆将第二压板与第一压板向下移动，把浆料从阀门排出，复配添加剂和复合水让充填材料的充填效果的凝聚速度缓慢，适用于大多用户。

Description

一种煤矿井下用高水充填材料及其制备装置
技术领域
本发明涉及煤矿井相关技术领域，具体为一种煤矿井下用高水充填材料及其制备装置。
背景技术
高水材料，其全称高水速凝固化充填材料，广泛应用于煤炭行业巷旁充填支护，采空区堵漏灭火、阻燃、井巷壁厚充填支护等。高水材料是冶金行业金矿、铁矿等的单位充填和尾砂填充、废料充填的胶结材料，充填材料，是用于根管后封闭根管及根管空隙的材料，根管充填材料种类：常用的根管充填材料根据其形状可分为：固体类和糊剂类，糊剂类根管充填材料种类很多，大多是由粉和液调拌而成糊状，充填后可固化。
现有煤炭充填式开采过程中的充填材料主要有煤矸石充充填材料、风积沙充填材料，高水材料充填材料。其中高水充填材料使用硫酸酸盐水泥和石膏作为胶凝材料，粉煤灰等工业废料等作为集料，制备的充填材料体积含水量大，节约集料，但是充填强度低，成本高，并且，现有的充填材料在作业时，容易引起污染矿井水的风险，未采取相应的环保措施，在使用后，高水充填材料因含水量大凝聚的速度慢，让高水材料充填周期增长，为此，本领域的技术人员提出了一种煤矿井下用高水充填材料及其制备装置。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种煤矿井下用高水充填材料及其制备装置，解决了高水充填材料因含水量大凝聚的速度慢，让高水材料充填周期增长的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种煤矿井下用高水充填材料，其原料按重量分包括：铝酸盐水泥熟料1-7份、硫铝酸盐水泥熟料4-10份、缓凝剂1-5份、飘浮剂2-8份、硬石膏3-8份、石灰2-6份、复配添加剂2-7份和复合水60-150份。
优选的，其原料按重量分包括：铝酸盐水泥熟料1份、硫铝酸盐水泥熟料4份、缓凝剂1份、飘浮剂2份、硬石膏3份、石灰2份、复配添加剂2份和复合水60份。
优选的，其原料按重量分包括：铝酸盐水泥熟料4份、硫铝酸盐水泥熟料7份、缓凝剂份5份、飘浮剂6份、硬石膏6份、石灰5份、复配添加剂5份和复合水105份。
优选的，其原料按重量分包括：铝酸盐水泥熟料7份、硫铝酸盐水泥熟料10份、缓凝剂5份、第一飘浮剂8份、硬石膏8份、石灰6份、复配添加剂7份和复合水150份。
优选的，所述缓凝剂为硼酸、硼砂、酒石酸、柠檬酸中的一种或其中几种制作而成。
优选的，所述飘浮剂为膨润土、凹凸棒土、海泡石、白炭黑、纤维素醚、淀粉醚中的一种或者其中几种制作而成。
本发明还公开了一种煤矿井下用高水充填材料的制备装置，包括支撑板，所述支撑板顶部的中心位置处开设有固定孔，且固定孔的内表面固定连接有第一搅拌机构，所述第一搅拌机构的左右两侧均固定连接有翻转机构，所述翻转机构的内表面通过转轴转动连接有第二搅拌机构，所述第二搅拌机构的顶部固定连接有刮料结构，所述第一搅拌机构的顶部固定连接有下压机构。
优选的，所述第一搅拌机构包括第一搅拌仓，所述第一搅拌仓的顶部固定连接有第一挂板，所述第一挂板顶部的中心位置处开设有第一安装孔，且第一安装孔的内表面固定连接有第一电机，所述第一电机输出轴的底部固定连接有第一搅拌杆，所述第一挂板的前后两侧固定连接有下压机构，所述下压机构包括第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的推杆固定连接有第一压板，所述第一压板的顶部固定连接有双向伸缩杆，所述第一压板的左右两侧均通过转轴转动连接有第二压板，两个所述第二压板的顶部与双向伸缩杆两端的推杆通过转动块转动连接。
优选的，所述翻转机构包括支撑架，所述支撑架的内表面通过转轴转动连接有第二搅拌仓，所述第二搅拌仓的外表面接近第二搅拌仓的外部通过转动块转动连接有第二伸缩杆，所述第二伸缩杆的固定端与第二搅拌仓的外部通过转动块转动连接。
优选的，所述第二搅拌机构包括第二挂板，所述第二挂板前后两端与支撑架的顶部之间通过第三伸缩杆固定连接，所述第二挂板顶部的中心位置处开设有第二安装孔，且第二安装孔的内表面固定连接有第二电机，所述第二电机的输出轴固定连接有第二搅拌杆，所述第一挂板底部的远离第一搅拌仓一侧固定连接有双向电机，所述双向电机的输出轴通过固定块固定连接有刮刀。
(三)有益效果
本发明提供了一种煤矿井下用高水充填材料及其制备装置。具备以下有益效果：
该煤矿井下用高水充填材料及其制备装置，首先通过将酸盐水泥熟料、硫铝酸盐水泥熟料、缓凝剂、第一飘浮剂放入第一搅拌机构左侧的第二搅拌机构的内部，再将铝硬石膏、石灰、复配添加剂放入第一搅拌机构左侧的第二搅拌机构的内部，再启动第二电机，以200-350r/min的转速搅拌15-30min，让第二电机的输出轴带动第二搅拌杆转动，使酸盐水泥熟料、硫铝酸盐水泥熟料、缓凝剂、第一飘浮剂在第一搅拌机构左侧的第二搅拌机构的内部均匀混合，铝硬石膏、石灰、复配添加剂放入第一搅拌机构左侧的第二搅拌机构的内部均匀混合，然后伸长第二伸缩杆，第二伸缩杆的推杆将第二搅拌仓在支撑架的内部向第一搅拌仓的顶部转动，再伸长第三伸缩杆将第二搅拌机构顶起，启动双向电机，以100-150r/min的转速搅拌15-30min，让刮刀在第二搅拌仓的内部转动，将混合料均倒入第一搅拌仓的内部，其次把复合水倒入第一搅拌仓的内部，再启动第一电机，以200-350r/min的转速搅拌15-30min，让第一搅拌杆将混合料搅拌成将浆料，最后伸长双向伸缩杆把第二压板与第一压板齐平，打开第一搅拌杆底部的阀门，让第一伸缩杆的推杆将第二压板与第一压板向下移动，把浆料从阀门排出，并以保护膜进行真空包装，利用铝酸盐水泥熟料和硫铝酸盐水泥熟料，合成酸盐性混合料，在第一搅拌仓的内部飘浮剂份、硬石膏份、石灰和酸盐性混合料在凝剂的作用下加强混合速度，复配添加剂和复合水让充填材料的充填效果的凝聚速度缓慢，适用于大多用户。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明第一搅拌机构的结构示意图；
图3为本发明翻转机构的结构示意图；
图4为本发明第二搅拌机构的结构示意图；
图5为本发明刮料结构的结构示意图；
图6为本发明下压机构的结构示意图。
图中，1、支撑板；2、第一搅拌机构；3、翻转机构；4、第二搅拌机构；5、刮料结构；6、下压机构；7、第一搅拌仓；8、第一挂板；9、第一电机；10、第一搅拌杆；11、第一伸缩杆；12、第一压板；13、双向伸缩杆；14、第二压板；15、支撑架；16、第二搅拌仓；17、第二伸缩杆；18、第二挂板；19、第三伸缩杆；20、第二电机；21、第二搅拌杆；22、双向电机；23、刮刀。
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。
请参阅图1-6，本发明实施例提供三种技术方案：一种煤矿井下用高水充填材料的制备方法，具体包括以下实施例：
实施例一、
首先将铝酸盐水泥熟料1份、硫铝酸盐水泥熟料4份、缓凝剂1份、第一飘浮剂2份，放入第一搅拌机构2左侧的第二搅拌机构4的内部，再将硬石膏3份、石灰2份、复配添加剂2份放入第一搅拌机构2左侧的第二搅拌机构4的内部，再启动第二电机20，让第二电机20的输出轴带动第二搅拌杆21转动，一段时间后，使铝酸盐水泥熟料1份、硫铝酸盐水泥熟料4份、缓凝剂1份、第一飘浮剂2份在第一搅拌机构2左侧的第二搅拌机构4的内部均匀混合，硬石膏3份、石灰2份、复配添加剂2份放入第一搅拌机构2左侧的第二搅拌机构4的内部均匀混合，然后伸长第二伸缩杆17，第二伸缩杆17的推杆将第二搅拌仓16在支撑架15的内部向第一搅拌仓7的顶部转动，再伸长第三伸缩杆19将第二搅拌机构4顶起，启动双向电机22把刮刀23在第二搅拌仓16的内部转动，将混合料均倒入第一搅拌仓7的内部，其次把复合水60份倒入第一搅拌仓7的内部，再启动第一电机9，让第一搅拌杆10将混合料搅拌成将浆料，最后伸长双向伸缩杆13把第二压板14与第一压板12齐平，打开第一搅拌杆10底部的阀门，让第一伸缩杆11的推杆将第二压板14与第一压板12向下移动，把浆料从阀门排出；
实施例二、
首先将酸盐水泥熟料4份、硫铝酸盐水泥熟料7份、缓凝剂5份、第一飘浮剂6份放入第一搅拌机构2左侧的第二搅拌机构4的内部，再将铝硬石膏6份、石灰5份、复配添加剂5份放入第一搅拌机构2左侧的第二搅拌机构4的内部，再启动第二电机20，让第二电机20的输出轴带动第二搅拌杆21转动，一段时间后，使酸盐水泥熟料4份、硫铝酸盐水泥熟料7份、缓凝剂5份、第一飘浮剂6份在第一搅拌机构2左侧的第二搅拌机构4的内部均匀混合，铝硬石膏6份、石灰5份、复配添加剂5份放入第一搅拌机构2左侧的第二搅拌机构4的内部均匀混合，然后伸长第二伸缩杆17，第二伸缩杆17的推杆将第二搅拌仓16在支撑架15的内部向第一搅拌仓7的顶部转动，再伸长第三伸缩杆19将第二搅拌机构4顶起，启动双向电机22把刮刀23在第二搅拌仓16的内部转动，将混合料均倒入第一搅拌仓7的内部，其次把复合水105份倒入第一搅拌仓7的内部，再启动第一电机9，让第一搅拌杆10将混合料搅拌成将浆料，最后伸长双向伸缩杆13把第二压板14与第一压板12齐平，打开第一搅拌杆10底部的阀门，让第一伸缩杆11的推杆将第二压板14与第一压板12向下移动，把浆料从阀门排出；
实施例三、
首先将铝酸盐水泥熟料7份、硫铝酸盐水泥熟料10份、缓凝剂5份、第一飘浮剂8份放入第一搅拌机构2左侧的第二搅拌机构4的内部，再将硬石膏8份、石灰6份、复配添加剂7份放入第一搅拌机构2左侧的第二搅拌机构4的内部，再启动第二电机20，让第二电机20的输出轴带动第二搅拌杆21转动，一段时间后，使铝酸盐水泥熟料7份、硫铝酸盐水泥熟料10份、缓凝剂5份、第一飘浮剂8份在第一搅拌机构2左侧的第二搅拌机构4的内部均匀混合，硬石膏8份、石灰6份、复配添加剂7份放入第一搅拌机构2左侧的第二搅拌机构4的内部均匀混合，然后伸长第二伸缩杆17，第二伸缩杆17的推杆将第二搅拌仓16在支撑架15的内部向第一搅拌仓7的顶部转动，再伸长第三伸缩杆19将第二搅拌机构4顶起，启动双向电机22把刮刀23在第二搅拌仓16的内部转动，将混合料均倒入第一搅拌仓7的内部，其次把复合水150份倒入第一搅拌仓7的内部，再启动第一电机9，让第一搅拌杆10将混合料搅拌成将浆料，最后伸长双向伸缩杆13把第二压板14与第一压板12齐平，打开第一搅拌杆10底部的阀门，让第一伸缩杆11的推杆将第二压板14与第一压板12向下移动，把浆料从阀门排出。
综上所述，本发明实施例一中所述的方案制得的高水充填材料的充填效果比实施例二高，但是充填材料的凝聚时间短，本实施例适用于煤矿井下紧急凝聚情况，并且充填操作速度要快速；
发明实施例二中所述的方案制得的高水充填材料的充填效果一般，本实施例适用于正常操作情况，并且适用于充填操作速度一般的用户；
发明实施例三中所述的方案制得的高水充填材料的充填效果比实施例二较低，但是充填材料的凝聚时间长，本实施例适用于充填操作速度缓慢的用户使用。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种煤矿井下用高水充填材料，其特征在于：其原料按重量分包括：铝酸盐水泥熟料1-7份、硫铝酸盐水泥熟料4-10份、缓凝剂1-5份、飘浮剂2-8份、硬石膏3-8份、石灰2-6份、复配添加剂2-7份和复合水60-150份。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下用高水充填材料，其特征在于：其原料按重量分包括：铝酸盐水泥熟料1份、硫铝酸盐水泥熟料4份、缓凝剂1份、飘浮剂2份、硬石膏3份、石灰2份、复配添加剂2份和复合水60份。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下用高水充填材料，其特征在于：其原料按重量分包括：铝酸盐水泥熟料4份、硫铝酸盐水泥熟料7份、缓凝剂份5份、飘浮剂6份、硬石膏6份、石灰5份、复配添加剂5份和复合水105份。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下用高水充填材料，其特征在于：其原料按重量分包括：铝酸盐水泥熟料7份、硫铝酸盐水泥熟料10份、缓凝剂5份、第一飘浮剂8份、硬石膏8份、石灰6份、复配添加剂7份和复合水150份。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种煤矿井下用高水充填材料，其特征在于：所述缓凝剂为硼酸、硼砂、酒石酸、柠檬酸中的一种或其中几种制作而成。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种煤矿井下用高水充填材料，其特征在于：所述飘浮剂为膨润土、凹凸棒土、海泡石、白炭黑、纤维素醚、淀粉醚中的一种或者其中几种制作而成。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种煤矿井下用高水充填材料的制备装置，包括支撑板(1)，其特征在于：所述支撑板(1)顶部的中心位置处开设有固定孔，且固定孔的内表面固定连接有第一搅拌机构(2)，所述第一搅拌机构(2)的左右两侧均固定连接有翻转机构(3)，所述翻转机构(3)的内表面通过转轴转动连接有第二搅拌机构(4)，所述第二搅拌机构(4)的顶部固定连接有刮料结构(5)，所述第一搅拌机构(2)的顶部固定连接有下压机构(6)。
8.根据权利要求7所述的一种煤矿井下用高水充填材料的制备装置，其特征在于：所述第一搅拌机构(2)包括第一搅拌仓(7)，所述第一搅拌仓(7)的顶部固定连接有第一挂板(8)，所述第一挂板(8)顶部的中心位置处开设有第一安装孔，且第一安装孔的内表面固定连接有第一电机(9)，所述第一电机(9)输出轴的底部固定连接有第一搅拌杆(10)，所述第一挂板(8)的前后两侧固定连接有下压机构(6)，所述下压机构(6)包括第一伸缩杆(11)，所述第一伸缩杆(11)的推杆固定连接有第一压板(12)，所述第一压板(12)的顶部固定连接有双向伸缩杆(13)，所述第一压板(12)的左右两侧均通过转轴转动连接有第二压板(14)，两个所述第二压板(14)的顶部与双向伸缩杆(13)两端的推杆通过转动块转动连接。
9.根据权利要求7所述的一种煤矿井下用高水充填材料的制备装置，其特征在于：所述翻转机构(3)包括支撑架(15)，所述支撑架(15)的内表面通过转轴转动连接有第二搅拌仓(16)，所述第二搅拌仓(16)的外表面接近第二搅拌仓(16)的外部通过转动块转动连接有第二伸缩杆(17)，所述第二伸缩杆(17)的固定端与第二搅拌仓(16)的外部通过转动块转动连接。
10.根据权利要求9所述的一种煤矿井下用高水充填材料的制备装置，其特征在于：所述第二搅拌机构(4)包括第二挂板(18)，所述第二挂板(18)前后两端与支撑架(15)的顶部之间通过第三伸缩杆(19)固定连接，所述第二挂板(18)顶部的中心位置处开设有第二安装孔，且第二安装孔的内表面固定连接有第二电机(20)，所述第二电机(20)的输出轴固定连接有第二搅拌杆(21)，所述第一挂板(8)底部的远离第一搅拌仓(7)一侧固定连接有双向电机(22)，所述双向电机(22)的输出轴通过固定块固定连接有刮刀(23)。
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