CN113513340A - 一种煤矿井下用超远距离喷浆系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿井下用超远距离喷浆系统及使用方法，该系统底座上部设有上料机构，上料机构一侧设有搅拌机构，搅拌机构一侧设有储料箱，所述储料箱下部设有送料机，所述送料机一侧设有传动机构，送料机另一侧设有输料管，所述输料管一侧设有送气机构，所述送气机构包括若干个加压装置，加压装置间隔分布在输料管上，加压装置之间通过导管连接在一起；输料管一侧设有喷头；所述加压装置内部设有挡块，挡块上部设有进风口，挡块一侧设有进料口，挡块另一侧设有出料口。本发明通过加压装置对运输料进行加压，实现远距离运输。

Description

一种煤矿井下用超远距离喷浆系统及使用方法

技术领域

本发明属于矿井喷浆技术领域，特别涉及一种煤矿井下用超远距离喷浆系统及使用方法。

背景技术

煤矿井下的巷道、机电硐室喷射混凝土支护具有及时、密贴、早强、封闭的特点，所以煤矿井下的主要巷道、石门揭煤、断层地带都需要进行喷浆处理在煤炭氧化过程的热平衡关系中，漏风起两个方面的作用：一是向煤提供氧化所必需的氧气；二是带走氧化生成的热量。一般漏风量较小，主要起到前者的作用，故漏风是造成煤炭自燃最为关键的影响因素。堵漏是防止煤炭自燃的重要手段，喷浆工作是通过隔断漏风使煤炭处于缺氧状态，从而防止自然发火，常用的喷涂揹施包括喷射混凝土和化学材料，其中化学材料多为聚氨酯泡沫。

巷道喷浆堵漏风技术有效地降低了巷道向煤层内的漏风，大大减少了煤层自燃的危险，然而，纵观目前传统的巷道喷浆材料及技术，如：传统的混凝土材料喷浆巷道，作业操作困难，喷浆流量小，水泥、砂子等材料的运输量大，不易于井下施工在煤矿井下大量应用。本发明提出了常规喷浆+分段式多级连续加压的方法，彻底解决了煤矿井下远距离喷浆系统的技术难题，为企业节约大量物料运输及人力费用，改善了现场作业环境，提高了矿井巷道或硐室的施工效率，针对其他行业也有较好的借鉴方式。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中不足，提供一种煤矿井下用超远距离喷浆系统及使用方法，通过加压装置对运输料进行加压，实现远距离运输。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种煤矿井下用超远距离喷浆系统，包括上料机构、搅拌机构、喷头、送气机构、传动机构、底座，所述底座上部设有上料机构，所述上料机构一侧设有搅拌机构，所述搅拌机构一侧设有储料箱，所述储料箱下部设有送料机，所述送料机一侧设有传动机构，送料机另一侧设有输料管，所述输料管一侧设有送气机构，所述送气机构包括若干个加压装置，加压装置间隔分布在输料管上，加压装置之间通过导管连接在一起；输料管一侧设有喷头；

所述加压装置内部设有挡块，挡块上部设有进风口，挡块一侧设有进料口，挡块另一侧设有出料口；送风机构接入压缩空气，混凝土喷射料流体从上料机构运输至搅拌机构内进行搅拌，通过送料机运输到输料管内，在压缩空气的二次加压下，装置的喉管入口处因周围的空气被射流卷走而形成真空﹐被输送的混凝土喷射料即被吸入。压缩空气与混凝土喷射料在加压装置中混合并进行动量交换﹐使被输送混凝土喷射料的动能增加﹐最后通过扩散管将大部分动能转换为压力能，增加井下输送料的压力，使喷浆系统物料输送过程中的加压，实现管道中的物料远距离输送。

优选的，所述上料机构包括输送电机、混料器、支撑板，所述支撑板上部设有砂石螺旋管，砂石螺旋管一侧设有输送电机，砂石螺旋管上部设有砂石料斗，砂石料斗内部设有筛网，筛网一侧设有若干个喷水器，喷水器喷水使物料混合；砂石螺旋管领一侧设有混料器，所述混料器内部设有混料块，混料块通过齿轮轴活动连接在混料器上，齿轮轴通过单向轮活动连接在混料器上避免倒转；混料器一侧设有水泥螺旋杆，水泥螺旋管上部设有水泥料斗，水泥螺旋杆一侧设有蜗轮，蜗轮一侧设有蜗杆，蜗杆一侧设有链条Ⅰ，链条Ⅰ两端通过链轮Ⅰ分别连接在蜗杆与齿轮轴上；混料器上部设有干粉速凝剂料斗，干粉速凝剂料斗内部设有出料轮；输送电机带动砂石螺旋杆转动使砂石进入混料器内，砂石推动混料块转动，混料块带动出料轮转动使干粉速凝剂进入混料器内与砂石混合后进入水泥螺旋杆。

优选的，所述搅拌机构包括搅拌外套、搅拌内套、隔板，所述外套通过若干个定位套活动连接在底座上，外套一侧设有齿圈，齿圈一侧设有传动机构，传动机构包括传动电机、链条Ⅱ、齿轮Ⅲ，所述齿圈一侧设有齿轮Ⅲ，齿轮Ⅲ一侧设有齿轮Ⅱ，齿轮Ⅱ一侧链条Ⅱ，链条Ⅱ两端通过链轮Ⅱ连接在齿轮Ⅱ与齿轮Ⅲ上，齿轮Ⅱ一侧设有齿轮Ⅰ，齿轮Ⅰ连接在传动电机上，传动电机连接在送料机上；传动电机转动送料机与外套转动；外套内部设有若干个隔板，隔板之间设有内套，内套一侧设有挡板，挡板通过支架连接在底座上，挡板一侧设有密封板，密封板一侧设有烘干管，烘干管一侧设有通风开关，通风开关一侧设有限位杆，限位杆一侧设有限位弹簧，限位杆一侧设有支撑杆，支撑杆通过销轴活动连接在密封板上；当搅拌过程中加入水过多时原料容易附着在管道上，当传动机构带动外套转动时，附着在内套上的原料随着转动至挡板与隔板形成的密封空间内，隔板推动支撑杆时烘干管道内的热风吹入对原料烘干使其脱落，原味干燥的原料没有附着在内套上随外套转动直接流入储料箱内。

优选的，所述单向轮包括限位块、复位弹簧、限位齿、内轮、外轮，所述外轮内部设有内轮，所述内轮外部设有若干个限位齿，所述限位齿一侧设有限位块，限位块活动连接在外轮上，限位块一侧设有复位弹簧。内轮连接在齿轮轴上。

优选的，所述混料器一侧设有清洁板，清洁板内部设有刮板，刮板一侧设有刮板弹簧，刮板弹簧推动刮板紧贴混料块。

一种煤矿井下用超远距离喷浆系使用方法，主要包括以下几个步骤：

（1）在作业前应进行检查，各部件连接要严密，无漏水漏风现象，结束后应及时用水清洗干净，并使水眼保持畅通，操作喷头时一手托住喷头，一手调节水阀，再联系送料，开始喷射，喷头移动方式，可先向受喷的刚性岩面用左右或上下移动的扫射方式；

（2）喷射顺序应先墙后拱，自下而上，以防止商品混凝土因自重而产生裂缝和脱落，墙基脚要喷严喷实，拉开区段，顺次喷完半边巷道，然后调转喷头喷另半边巷道，最后合拢收顶；

（3）喷头一般距喷射点0.8m～1.2m，喷头与喷射点的角度在喷射两帮时，由下而上喷射，喷商品混凝土可将喷头下俯10°～15°，喷浆时可将喷头下俯5°～10°，其他方向始终要求喷头的喷射方向垂直于受喷面。

本发明与现有技术相比较有益效果表现在：

1）通过上料机构对原料进行配比输送混合，并运输到搅拌机构内，通过搅拌机构外套转动并通过烘干管对附着在内套上的原料进行烘干，保证原料过于潮湿，有利于混凝土在输送管道中的“悬浮状”向前运动，不产生脉冲，不产生堵管，有利于增大远距离的输送，第二是减少干粉速凝剂的失效。搅拌之后的原料通过送料机运输至输料管内，通过若干个加压装置分段式多级连续加压，增加运输距离；

2）通过上料机构中混料器中混料块的转动，带动干粉速凝剂与水泥的上料运输，通过改变链轮Ⅰ与出料轮的种类，实现了对不同原料配比的调节，实现对原料的精确配比混合运输；

3）通过外套转动，使附着在内壁上的原料进入隔板与挡板形成的密封空间内，通过隔板推动支撑杆使烘干管内的热风对原料进行烘干脱落，避免原料中水分过大影响运输距离。

附图说明

附图1是本发明一种煤矿井下用超远距离喷浆系结统构示意图；

附图2是本发明一种煤矿井下用超远距离喷浆系统中上料机构结构示意图；

附图3是本发明一种煤矿井下用超远距离喷浆系统中混料器结构示意图；

附图4是本发明一种煤矿井下用超远距离喷浆系统中清洁板结构示意图；

附图5是本发明一种煤矿井下用超远距离喷浆系统中出料轮结构示意图；

附图6是本发明一种煤矿井下用超远距离喷浆系统中搅拌机构结构示意图；

附图7是本发明一种煤矿井下用超远距离喷浆系统中烘干管结构示意图；

附图8是本发明一种煤矿井下用超远距离喷浆系统中传动机构结构示意图；

附图9是本发明一种煤矿井下用超远距离喷浆系统中单向轮结构示意图；

附图10是本发明一种煤矿井下用超远距离喷浆系统中加压装置结构示意图；

图中：1-上料机构，2-搅拌机构，3-送气机构，4-底座，5-传动机构，6-储料箱，7-送料机，8-输料管，9-加压装置，91-挡块，92-进风口，93-进料口，94-出料口，10-喷头，11-运输电机，12-砂石螺旋管，13-筛网，14-砂石料斗，141-喷水器，15-混料器，151-链轮Ⅰ，153-混料块，154-齿轮轴，155-链条Ⅰ，156-清洁板，157-刮板，158-刮板弹簧，159-单向轮，16-干粉速凝剂料斗，161-出料轮，17-水泥料斗，18-水泥螺旋管，181-蜗轮，183-蜗杆，19-支撑板，21-搅拌外套，22-搅拌内套，23-隔板，24-定位套，25-烘干管，251-密封板，252-支撑杆，254-通风开关，256-限位弹簧，257-限位杆，26-挡板，27-齿圈，52-齿轮Ⅰ，53-齿轮Ⅱ，54-链轮Ⅱ，55-链条Ⅱ，57-齿轮Ⅲ，111-限位块，112-复位弹簧，113-限位齿，114-内轮，115-外轮。

具体实施方式

为方便本技术领域人员的理解，下面结合附图1-10，对本发明的技术方案进一步具体说明。

一种煤矿井下用超远距离喷浆系统，包括上料机构1、搅拌机构2、喷头10、送气机构3、传动机构5、底座4，所述底座4上部设有上料机构1，所述上料机构1一侧设有搅拌机构2，所述搅拌机构2一侧设有储料箱6，所述储料箱6下部设有送料机7，所述送料机7一侧设有传动机构5，送料机7另一侧设有输料管8，所述输料管8一侧设有送气机构3，所述送气机构3包括若干个加压装置9，加压装置9间隔分布在输料管8上，加压装置9之间通过导管连接在一起；输料管8一侧设有喷头10；

所述加压装置9内部设有挡块91，挡块91上部设有进风口92，挡块91一侧设有进料口93，挡块91另一侧设有出料口94；送风机构接入压缩空气，混凝土喷射料流体从上料机构1运输至搅拌机构2内进行搅拌，通过送料机7运输到输料管8内，在压缩空气的二次加压下，装置的喉管入口处因周围的空气被射流卷走而形成真空﹐被输送的混凝土喷射料即被吸入。压缩空气与混凝土喷射料在加压装置9中混合并进行动量交换﹐使被输送混凝土喷射料的动能增加﹐最后通过扩散管将大部分动能转换为压力能，增加井下输送料的压力，使喷浆系统物料输送过程中的加压，实现管道中的物料远距离输送。

所述上料机构1包括输送电机、混料器15、支撑板19，所述支撑板19上部设有砂石螺旋管12，砂石螺旋管12一侧设有输送电机，砂石螺旋管12上部设有砂石料斗14，砂石料斗14内部设有筛网13，筛网13一侧设有若干个喷水器141，喷水器141喷水使物料混合；砂石螺旋管12领一侧设有混料器15，所述混料器15内部设有混料块153，混料块153通过齿轮轴154活动连接在混料器15上，齿轮轴154通过单向轮159活动连接在混料器15上避免倒转；混料器15一侧设有水泥螺旋杆，水泥螺旋管18上部设有水泥料斗17，水泥螺旋杆一侧设有蜗轮181，蜗轮181一侧设有蜗杆183，蜗杆183一侧设有链条Ⅰ155，链条Ⅰ155两端通过链轮Ⅰ151分别连接在蜗杆183与齿轮轴154上；混料器15上部设有干粉速凝剂料斗16，干粉速凝剂料斗16内部设有出料轮161；输送电机带动砂石螺旋杆转动使砂石进入混料器15内，砂石推动混料块153转动，混料块153带动出料轮161转动使干粉速凝剂进入混料器15内与砂石混合后进入水泥螺旋杆。

所述搅拌机构2包括搅拌外套21、搅拌内套22、隔板23，所述外套通过若干个定位套24活动连接在底座4上，外套一侧设有齿圈27，齿圈27一侧设有传动机构5，传动机构5包括传动电机、链条Ⅱ55、齿轮Ⅲ57，所述齿圈27一侧设有齿轮Ⅲ57，齿轮Ⅲ57一侧设有齿轮Ⅱ53，齿轮Ⅱ53一侧链条Ⅱ55，链条Ⅱ55两端通过链轮Ⅱ54连接在齿轮Ⅱ53与齿轮Ⅲ57上，齿轮Ⅱ53一侧设有齿轮Ⅰ52，齿轮Ⅰ52连接在传动电机上，传动电机连接在送料机7上；传动电机转动送料机7与外套转动；外套内部设有若干个隔板23，隔板23之间设有内套，内套一侧设有挡板26，挡板26通过支架连接在底座4上，挡板26一侧设有密封板251，密封板251一侧设有烘干管25，烘干管25一侧设有通风开关254，通风开关254一侧设有限位杆257，限位杆257一侧设有限位弹簧256，限位杆257一侧设有支撑杆252，支撑杆252通过销轴活动连接在密封板251上；当搅拌过程中加入水过多时原料容易附着在管道上，当传动机构5带动外套转动时，附着在内套上的原料随着转动至挡板26与隔板23形成的密封空间内，隔板23推动支撑杆252时烘干管25道内的热风吹入对原料烘干使其脱落，原味干燥的原料没有附着在内套上随外套转动直接流入储料箱6内。

所述单向轮159包括限位块111、复位弹簧112、限位齿113、内轮114、外轮115，所述外轮115内部设有内轮114，所述内轮114外部设有若干个限位齿113，所述限位齿113一侧设有限位块111，限位块111活动连接在外轮115上，限位块111一侧设有复位弹簧112。内轮114连接在齿轮轴154上。

所述混料器15一侧设有清洁板156，清洁板156内部设有刮板157，刮板一侧设有刮板弹簧158，刮板弹簧158推动刮板157紧贴混料块153。

一种煤矿井下用超远距离喷浆系统及使用方法，工作过程如下：运输电机11转动带动砂石螺旋杆转动使砂石进入混料器15内，喷水器141对砂石进行过喷水，砂石推动混料器15转动使干粉速凝剂与水泥混合，通过改变链轮Ⅰ151与出料轮161的种类，实现了对不同原料配比的调节，实现对原料的精确配比混合运输；通过外套转动，使附着在内壁上的原料进入隔板23与挡板26形成的密封空间内，通过隔板23推动支撑杆252使烘干管25内的热风对原料进行烘干脱落，避免原料中水分过大影响运输距离，保证原料过于潮湿，有利于混凝土在输送管道中的“悬浮状”向前运动，不产生脉冲，不产生堵管，有利于增大远距离的输送，减少干粉速凝剂的失效。搅拌之后的原料通过送料机7运输至输料管8内，通过若干个加压装置9分段式多级连续加压，增加运输距离。

以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种煤矿井下用超远距离喷浆系统，包括上料机构、搅拌机构、喷头、送气机构、传动机构、底座，其特征在于：所述底座上部设有上料机构，所述上料机构一侧设有搅拌机构，所述搅拌机构一侧设有储料箱，所述储料箱下部设有送料机，所述送料机一侧设有传动机构，送料机另一侧设有输料管，所述输料管一侧设有送气机构，所述送气机构包括若干个加压装置，加压装置间隔分布在输料管上，加压装置之间通过导管连接在一起；输料管一侧设有喷头；

所述加压装置内部设有挡块，挡块上部设有进风口，挡块一侧设有进料口，挡块另一侧设有出料口。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下用超远距离喷浆系统，其特征在于：所述上料机构包括输送电机、混料器、支撑板，所述支撑板上部设有砂石螺旋管，砂石螺旋管一侧设有输送电机，砂石螺旋管上部设有砂石料斗，砂石料斗内部设有筛网，筛网一侧设有若干个喷水器，喷水器喷水使物料混合；砂石螺旋管领一侧设有混料器，所述混料器内部设有混料块，混料块通过齿轮轴活动连接在混料器上，齿轮轴通过单向轮活动连接在混料器上避免倒转；混料器一侧设有水泥螺旋杆，水泥螺旋管上部设有水泥料斗，水泥螺旋杆一侧设有蜗轮，蜗轮一侧设有蜗杆，蜗杆一侧设有链条Ⅰ，链条Ⅰ两端通过链轮Ⅰ分别连接在蜗杆与齿轮轴上；混料器上部设有干粉速凝剂料斗，干粉速凝剂料斗内部设有出料轮。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下用超远距离喷浆系统，其特征在于：所述搅拌机构包括搅拌外套、搅拌内套、隔板，所述外套通过若干个定位套活动连接在底座上，外套一侧设有齿圈，齿圈一侧设有传动机构，传动机构包括传动电机、链条Ⅱ、齿轮Ⅲ，所述齿圈一侧设有齿轮Ⅲ，齿轮Ⅲ一侧设有齿轮Ⅱ，齿轮Ⅱ一侧链条Ⅱ，链条Ⅱ两端通过链轮Ⅱ连接在齿轮Ⅱ与齿轮Ⅲ上，齿轮Ⅱ一侧设有齿轮Ⅰ，齿轮Ⅰ连接在传动电机上，传动电机连接在送料机上；传动电机转动送料机与外套转动；外套内部设有若干个隔板，隔板之间设有内套，内套一侧设有挡板，挡板通过支架连接在底座上，挡板一侧设有密封板，密封板一侧设有烘干管，烘干管一侧设有通风开关，通风开关一侧设有限位杆，限位杆一侧设有限位弹簧，限位杆一侧设有支撑杆，支撑杆通过销轴活动连接在密封板上。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下用超远距离喷浆系统，其特征在于：所述单向轮包括限位块、复位弹簧、限位齿、内轮、外轮，所述外轮内部设有内轮，所述内轮外部设有若干个限位齿，所述限位齿一侧设有限位块，限位块活动连接在外轮上，限位块一侧设有复位弹簧，内轮连接在齿轮轴上。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下用超远距离喷浆系统，其特征在于；所述混料器一侧设有清洁板，清洁板内部设有刮板，刮板一侧设有刮板弹簧，刮板弹簧推动刮板紧贴混料块。

6.一种煤矿井下用超远距离喷浆系统使用方法，使用权利要求1-5任意一项所述的煤矿井下用超远距离喷浆系统，包括以下步骤：

（1）在作业前进行检查各部件的连接紧密程度和有无漏水漏风现象，检查结束后用水清洗干净，并使水眼保持畅通，操作喷头时一手托住喷头，一手调节水阀，再联系送料，开始喷射；喷头移动方式，可先向受喷的刚性岩面用左右或上下移动的扫射方式；

（2）喷射顺序应先墙后拱，自下而上，以防止商品混凝土因自重而产生裂缝和脱落，墙基脚要喷严喷实，拉开区段，顺次喷完半边巷道，然后调转喷头喷另半边巷道，最后合拢收顶；

（3）喷头一般距喷射点0.8m～1.2m，喷头与喷射点的角度在喷射两帮时，由下而上喷射，喷商品混凝土可将喷头下俯10°～15°，喷浆时可将喷头下俯5°～10°，其他方向始终要求喷头的喷射方向垂直于受喷面。

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