CN115558079A - 一种煤矿加固煤岩体用材料及制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤矿加固煤岩体用材料及制备装置，具体涉及矿用加固煤岩体材料制备领域，包括制备箱外壳，所述制备箱外壳的顶端嵌入设有注入管，所述制备箱外壳的顶端且位于注入管的一侧位置处插接有电动注料阀门，所述注入管的底端连接有螺旋联动机构。本发明采用螺旋联动机构，不仅混合效率更高，而且更加节约成本，多点位冲击接触混合，保证制备箱外壳内壁底端位置处的混合液充分实现混合操作，混合接触面更广，矿用加固煤岩体材制备混合效率更高速度更快，确保矿用加固煤岩体材制备无任何质量问题，检测更加精确无需后期重新返工，节约制备时间，综上可以有效提高矿用加固煤岩体材的制备效率，以及节约制备成本。

Description

一种煤矿加固煤岩体用材料及制备装置

技术领域

本发明涉及矿用加固煤岩体材料制备技术领域，更具体地说，本发明涉及一种煤矿加固煤岩体用材料及制备装置。

背景技术

煤矿加固煤岩体硅酸盐改性聚氨酯材料由 A.B 两组分组成， 在使用中通过一台反应性高分子注浆材料专用注浆泵进行施工，在 注浆泵的压力状态下，使加固材料扩散、渗透进入煤岩体中，形成 坚固的网状结构，在矿用加固煤岩体材料制备过程中需要用到制备装置进行制备操作。

现有技术中专利申请公告号CN114057986A的发明专利公开了一种矿用加固材料及其制备方法。由A组分与B组分组成，A组分：聚醚二元醇，聚醚三元醇，聚合物多元醇POP，不饱和聚酯，新型无氯阻燃剂，有机金属类催化剂，还原剂；B组分：聚氨酯预聚体，多苯基多亚甲基多异氰酸酯，增塑剂，新型无氯阻燃剂，氧化剂。制备方法，第一步，将A组分依次加入带有搅拌的反应釜中，常温常压，转速40～60r/min，搅拌状态下真空脱泡30min，得到A组分；第二步，将B组分依次加入带有搅拌的反应釜中，常温常压，转速40～60r/min，搅拌状态下真空脱泡30min，得到B组分；第三步，在23±2°C下，将A组分和B组分按照体积比1：1在搅拌器800～1000r/min的条件下混合，浇注到模具中，固化得到矿用加固材料。该发明应用于破碎煤岩体加固等领域。

但是在上述矿用加固材料制备过程中，需要后期提供搅拌外力才能将A组分与B组分组成进行混合，因此在制备过程中混合效率较低，而且需要单独供电搅拌，制备效率较低而且提高制备成本。

发明内容

本发明技术方案针对现有技术解决方案过于单一的技术问题，提供了显著不同于现有技术的解决方案为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种矿用加固煤岩体材料及制备装置，以解决上述背景技术中提出需要后期提供搅拌外力才能将A组分与B组分组成进行混合，因此在制备过程中混合效率较低，而且需要单独供电搅拌，制备效率较低而且提高制备成本的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矿加固煤岩体用材料，其中所使用的主料包括以下重量份数的原料：

硅酸钠水溶液100份，丙三醇20份，表面活性剂10份，二甲基乙氨基乙二醇10份，聚合 MDI100份、聚醚多元醇50份、邻苯二甲酸二丁酯30份、滑石粉10份。

一种煤矿加固煤岩体用材料制备装置，包括制备箱外壳，所述制备箱外壳的顶端嵌入设有注入管，所述制备箱外壳的顶端且位于注入管的一侧位置处插接有电动注料阀门，所述注入管的底端连接有螺旋联动机构；

所述螺旋联动机构包括连接在注入管底端的内环形管，在内环形管的底端连通有外形为螺旋状的内螺旋管，且内螺旋管的外部设有多个呈螺旋线排列的第一倾斜喷流管，所述电动注料阀门的底端焊接有外部螺旋管，在外部螺旋管的外部设有多个呈螺旋线排列的第二倾斜喷流管，所述内螺旋管的底端安装有嵌入冲击组件，多个所述第一倾斜喷流管均与内环形管之间焊接固定，且内环形管和第一倾斜喷流管均由不锈钢材质制成，多个所述第二倾斜喷流管均与外部螺旋管焊接固定，所述第一倾斜喷流管和第二倾斜喷流管内壁均经抛光处理。

优选地，所述注入管的顶端固定安装有进料泵机，在进料泵机的输入端通过螺纹连接有第一流量计，所述制备箱外壳的底端设有内壁经抛光处理的导流斗，在导流斗的底端螺纹连接有可拆卸式的下排阀门，所述制备箱外壳的顶端且位于注入管的外部套装有套环盖，且套环盖与注入管之间焊接固定。

优选地，所述嵌入冲击组件包括设置在内螺旋管的底端的输入管，所述输入管的底端焊接且相连通有环形分流管，在环形分流管的底端呈圆环等距分布有多个连接管，所述外部螺旋管的底端焊接连通有连通管，在连通管的底端安装有连接环管，且连接环管的底端呈圆环等距分布焊接有多个下流管，所述连接环管的底端且位于相邻两个下流管之间位置处安装有倾斜喷管，所述连接管和下流管相对一面外壁均焊接连通有喷射头。

优选地，所述电动注料阀门顶端安装有检测取样组件，且检测取样组件包括安装在电动注料阀门顶端的输入泵机，在输入泵机的输入端连通且焊接有连接直管，所述连接直管的一端螺纹安装有第二流量计，且连接直管的底端连通有电动控制阀门，在电动控制阀门的底端焊接有吸入管，所述吸入管的底端连通且焊接有连通汇集管，所述连通汇集管的一侧设有从上到下依次等距排列有上部电动控制阀门、中部电动控制阀门、下部电动控制阀门，所述电动注料阀门的外壁下方且靠近输入泵机位置处固定有下排管，在下排管的底端螺纹连接有排放电动控制阀门，所述连通汇集管的另一侧位置处通过热熔胶粘接固定有控制按钮，且控制按钮一侧嵌入安装有显示屏。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明采用螺旋联动机构可以将B组分顺着电动注料阀门进入到外部螺旋管内部，在外部螺旋管螺旋状态下，B组分顺着外部螺旋管螺旋流动，B组分可以多点位螺旋分流下移，再将A组分通过注入管进入到内环形管内部，由内环形管灌入到内螺旋管内，经过内螺旋管呈现螺旋下流操作，A组分和B组分在制备箱外壳内部位置处完成螺旋流动混合，充分接触，并且在制备箱外壳内部呈现出螺旋状态的混合液体，这样可以直接呈现螺旋状态混合，利用输送的泵机进行混合，无需后期外部加装电机以及搅拌机构混合 ，不仅混合效率更高，而且更加节约成本；

2、本发明采用嵌入冲击组件使内螺旋管内部的A组分还有一部分液体顺着输入管进入到环形分流管内部，通过环形分流管分散到多个连接管内，B组分可以顺着外部螺旋管再进入到连通管内部，由连通管灌入到连接环管内部，通过连接环管再灌入到多个下流管内部，再由倾斜喷管可以对连接管和下流管之间混合的液体再次喷射冲击，多点位冲击接触混合，保证制备箱外壳内壁底端位置处的混合液充分实现混合操作，混合接触面更广，矿用加固煤岩体材制备混合效率更高速度更快；

3、本发明采用检测取样组件当需要取出制备箱外壳内部上部分液体进行检查时，关闭第二流量计以及电动注料阀门，打开电动控制阀门，并且关闭中部电动控制阀门以及下部电动控制阀门，打开排放电动控制阀门，启动输入泵机，当需要对制备箱外壳内部中部的矿用加固煤岩体材料液体进行取样时，即可关闭上部电动控制阀门打开中部电动控制阀门，当需要对制备箱外壳内部底部位置处的矿用加固煤岩体材料液体取样时，可以关闭中部电动控制阀门打开下部电动控制阀门，可以对制备箱外壳内部矿用加固煤岩体材料实现上、中、下多方位取样检测，确保矿用加固煤岩体材制备无任何质量问题，检测更加精确无需后期重新返工，节约制备时间；

综上，通过上述多个作用的相互影响，利用输送的泵机进行混合，无需后期外部加装电机以及搅拌机构混合 ，不仅混合效率更高，而且更加节约成本，多点位冲击接触混合，保证制备箱外壳内壁底端位置处的混合液充分实现混合操作，混合接触面更广，矿用加固煤岩体材制备混合效率更高速度更快，确保矿用加固煤岩体材制备无任何质量问题，检测更加精确无需后期重新返工，节约制备时间，综上可以有效提高矿用加固煤岩体材的制备效率，以及节约制备成本。

附图说明

图1为本发明的一种煤矿加固煤岩体用材料制备装置主视结构示意图。

图2为本发明的一种煤矿加固煤岩体用材料制备装置后视结构示意图。

图3为本发明的一种煤矿加固煤岩体用材料制备装置中制备箱外壳内部以及外部结构示意图。

图4为本发明的一种煤矿加固煤岩体用材料制备装置中注入管和电动注料阀门截断局部结构示意图。

图5为本发明的图4中A处放大结构示意图。

图6为本发明的一种煤矿加固煤岩体用材料制备装置中内螺旋管和外部螺旋管截断局部结构示意图。

图7为本发明的一种煤矿加固煤岩体用材料制备装置中电动注料阀门截断局部结构示意图。

图8为本发明的图7中B处放大结构示意图。

附图标记为：1、制备箱外壳；2、注入管；3、电动注料阀门；4、内环形管；5、内螺旋管；6、第一倾斜喷流管；7、外部螺旋管；8、第二倾斜喷流管；9、进料泵机；10、第一流量计；11、导流斗；12、下排阀门；13、套环盖；14、输入管；15、环形分流管；16、连接管；17、连通管；18、连接环管；19、下流管；20、倾斜喷管；21、喷射头；22、输入泵机；23、连接直管；24、第二流量计；25、电动控制阀门；26、吸入管；27、连通汇集管；28、上部电动控制阀门；29、中部电动控制阀门；30、下部电动控制阀门；31、控制按钮；32、下排管；33、排放电动控制阀门。

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。

一种煤矿加固煤岩体用材料，其中所使用的主料包括以下重量份数的原料：

硅酸钠水溶液100份，丙三醇20份，表面活性剂10份，二甲基乙氨基乙二醇10份，聚合 MDI100份、聚醚多元醇50份、邻苯二甲酸二丁酯30份、滑石粉10份：

在一些实施例中，如附图1-8所示，螺旋联动机构包括连接在注入管2底端的内环形管4，在内环形管4的底端连通有外形为螺旋状的内螺旋管5，且内螺旋管5的外部设有多个呈螺旋线排列的第一倾斜喷流管6，电动注料阀门3的底端焊接有外部螺旋管7，在外部螺旋管7的外部设有多个呈螺旋线排列的第二倾斜喷流管8，内螺旋管5的底端安装有嵌入冲击组件，多个第一倾斜喷流管6均与内环形管4之间焊接固定，且内环形管4和第一倾斜喷流管6均由不锈钢材质制成，多个第二倾斜喷流管8均与外部螺旋管7焊接固定，第一倾斜喷流管6和第二倾斜喷流管8内壁均经抛光处理。

在一些实施例中，如附图1-3所示，注入管2的顶端固定安装有进料泵机9，在进料泵机9的输入端通过螺纹连接有第一流量计10，以便于启动进料泵机9使第一流量计10将A组分吸入到注入管2内部，顺着注入管2进入到内环形管4内部，制备箱外壳1的底端设有内壁经抛光处理的导流斗11，在导流斗11的底端螺纹连接有可拆卸式的下排阀门12，以便于当制备箱外壳1内部矿用加固煤岩材料检测合格后可以打开下排阀门12，从而制备箱外壳1内部的矿用加固煤岩材料顺着导流斗11下排出去，制备箱外壳1的顶端且位于注入管2的外部套装有套环盖13，且套环盖13与注入管2之间焊接固定，以便于套环盖13可以对注入管2起到支撑加固的作用，并且保证制备箱外壳1的密封性，外部杂物不易进入到制备箱外壳1内部。

在一些实施例中，如附图6所示，嵌入冲击组件包括设置在内螺旋管5的底端的输入管14，输入管14的底端焊接且相连通有环形分流管15，在环形分流管15的底端呈圆环等距分布有多个连接管16，外部螺旋管7的底端焊接连通有连通管17，在连通管17的底端安装有连接环管18，且连接环管18的底端呈圆环等距分布焊接有多个下流管19，连接环管18的底端且位于相邻两个下流管19之间位置处安装有倾斜喷管20，连接管16和下流管19相对一面外壁均焊接连通有喷射头21。

在一些实施例中，如附图7-8所示，电动注料阀门3顶端安装有检测取样组件，且检测取样组件包括安装在电动注料阀门3顶端的输入泵机22，在输入泵机22的输入端连通且焊接有连接直管23，连接直管23的一端螺纹安装有第二流量计24，且连接直管23的底端连通有电动控制阀门25，在电动控制阀门25的底端焊接有吸入管26，吸入管26的底端连通且焊接有连通汇集管27，连通汇集管27的一侧设有从上到下依次等距排列有上部电动控制阀门28、中部电动控制阀门29、下部电动控制阀门30，电动注料阀门3的外壁下方且靠近输入泵机22位置处固定有下排管32，在下排管32的底端螺纹连接有排放电动控制阀门33，连通汇集管27的另一侧位置处通过热熔胶粘接固定有控制按钮31，且控制按钮31一侧嵌入安装有显示屏。

本发明矿用加固煤岩体材料制备原理如下：

配比A组分和B组分时，可以将硅酸钠水溶液100份，丙三醇20份，表面活性剂10份、二甲基乙氨基乙二醇10份按照此比例倒入混合到箱体内部形成A组分，将聚合 MDI100份、聚醚多元醇50份、邻苯二甲酸二丁酯30份、滑石粉10份按照此比例混合到另一个箱体内部，然后将A组分放置到第一流量计10下方位置处，而B组分放置到第二流量计24的下方位置处，从而打开第二流量计24和电动注料阀门3，以及启动输入泵机22，这样第二流量计24可以将B组分吸入到输入泵机22内，顺着输入泵机22进入到电动注料阀门3内部，由电动注料阀门3灌入到，同时启动进料泵机9使第一流量计10将A组分吸入到注入管2内部，顺着注入管2进入到内环形管4内部；

螺旋混合联动时，可以将B组分顺着电动注料阀门3进入到外部螺旋管7内部，在外部螺旋管7螺旋状态下，B组分顺着外部螺旋管7螺旋流动，且顺着外部螺旋管7上的多个第二倾斜喷流管8实现多点位螺旋分流操作，这样B组分可以多点位螺旋分流下移，再将A组分通过注入管2进入到内环形管4内部，由内环形管4灌入到内螺旋管5内，经过内螺旋管5呈现螺旋下流操作，A组分可以顺着内螺旋管5上的多个第一倾斜喷流管6实现涡旋分流，这样A组分和B组分在制备箱外壳1内部位置处完成螺旋流动混合，充分接触，并且在制备箱外壳1内部呈现出螺旋状态的混合液体，这样充分完成混合；

底部嵌入混合时，当内螺旋管5内部的A组分还有一部分液体顺着输入管14进入到环形分流管15内部，通过环形分流管15分散到多个连接管16内，由连接管16注入喷射头21内部，通过连通汇集管27喷射出去，并且B组分可以顺着外部螺旋管7再进入到连通管17内部，由连通管17灌入到连接环管18内部，通过连接环管18再灌入到多个下流管19内部，由于下流管19与连接管16对齐，从而下流管19和连接管16形成对射混合，并且再由倾斜喷管20可以对连接管16和下流管19之间混合的液体再次喷射冲击，完成多点位冲击混合，保证制备箱外壳1内壁底端位置处的混合液充分实现混合操作，制备为矿用加固煤岩体材料；

取液检查时，当需要取出制备箱外壳1内部上部分液体进行检查时，可以关闭第二流量计24以及电动注料阀门3，打开电动控制阀门25，并且关闭中部电动控制阀门29以及下部电动控制阀门30，再打开排放电动控制阀门33，启动输入泵机22，从而使上部电动控制阀门28产生吸力将制备箱外壳1内部的矿用加固煤岩体材料液体，从而液体顺着连通汇集管27进入到电动控制阀门25内，由电动控制阀门25灌入到连接直管23内，通过连接直管23可以将矿用加固煤岩体材料时输入到输入泵机22内，再由输入泵机22灌入到电动注料阀门3内，通过电动注料阀门3注入下排管32内，由下排管32分流到排放电动控制阀门33内，这样可以取样筒对准排放电动控制阀门33的管道即可取样出来，当需要对制备箱外壳1内部中部的矿用加固煤岩体材料液体进行取样时，即可关闭上部电动控制阀门28打开中部电动控制阀门29，这样中部电动控制阀门29即可将矿用加固煤岩体材料液体吸入到连通汇集管27内部直至流通到排放电动控制阀门33位置处排出，当需要对制备箱外壳1内部底部位置处的矿用加固煤岩体材料液体取样时，可以关闭中部电动控制阀门29打开下部电动控制阀门30，从而下部电动控制阀门30可以将矿用加固煤岩体材料液体吸入到连通汇集管27内部，顺着连通汇集管27输入到排放电动控制阀门33位置处，这样可以对制备箱外壳1内部矿用加固煤岩体材料实现上、中、下多方位取样检测，直至查看是否矿用加固煤岩体材料为合格状态，并且按照此按照 Q/HBR 003.1—2020《煤矿加固煤岩体用硅酸盐改性聚氨酯 材料 A组分、B 组分》的要求的试验方法对调试小样进行试验检测。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种煤矿加固煤岩体用材料，其特征在于：其中所使用的主料包括以下重量份数的原料：

硅酸钠水溶液100份，丙三醇20份，表面活性剂10份，二甲基乙氨基乙二醇10份，聚合MDI100份、聚醚多元醇50份、邻苯二甲酸二丁酯30份、滑石粉10份。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿加固煤岩体用材料制备装置，其特征在于：包括制备箱外壳（1），所述制备箱外壳（1）的顶端嵌入设有注入管（2），所述制备箱外壳（1）的顶端且位于注入管（2）的一侧位置处插接有电动注料阀门（3），其特征在于：所述注入管（2）的底端连接有螺旋联动机构；

所述螺旋联动机构包括连接在注入管（2）底端的内环形管（4），在内环形管（4）的底端连通有外形为螺旋状的内螺旋管（5），且内螺旋管（5）的外部设有多个呈螺旋线排列的第一倾斜喷流管（6），所述电动注料阀门（3）的底端焊接有外部螺旋管（7），在外部螺旋管（7）的外部设有多个呈螺旋线排列的第二倾斜喷流管（8），所述内螺旋管（5）的底端安装有嵌入冲击组件。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿加固煤岩体用材料制备装置，其特征在于：多个所述第一倾斜喷流管（6）均与内环形管（4）之间焊接固定，且内环形管（4）和第一倾斜喷流管（6）均由不锈钢材质制成。

4.根据权利要求2所述的一种煤矿加固煤岩体用材料制备装置，其特征在于：多个所述第二倾斜喷流管（8）均与外部螺旋管（7）焊接固定，所述第一倾斜喷流管（6）和第二倾斜喷流管（8）内壁均经抛光处理。

5.根据权利要求2所述的一种煤矿加固煤岩体用材料制备装置，其特征在于：所述注入管（2）的顶端固定安装有进料泵机（9），在进料泵机（9）的输入端通过螺纹连接有第一流量计（10）。

6.根据权利要求2所述的一种煤矿加固煤岩体用材料制备装置，其特征在于：所述制备箱外壳（1）的底端设有内壁经抛光处理的导流斗（11），在导流斗（11）的底端螺纹连接有可拆卸式的下排阀门（12）。

7.根据权利要求2所述的一种煤矿加固煤岩体用材料制备装置，其特征在于：所述制备箱外壳（1）的顶端且位于注入管（2）的外部套装有套环盖（13），且套环盖（13）与注入管（2）之间焊接固定。

8.根据权利要求2所述的一种煤矿加固煤岩体用材料制备装置，其特征在于：所述嵌入冲击组件包括设置在内螺旋管（5）的底端的输入管（14），所述输入管（14）的底端焊接且相连通有环形分流管（15），在环形分流管（15）的底端呈圆环等距分布有多个连接管（16），所述外部螺旋管（7）的底端焊接连通有连通管（17），在连通管（17）的底端安装有连接环管（18），且连接环管（18）的底端呈圆环等距分布焊接有多个下流管（19），所述连接环管（18）的底端且位于相邻两个下流管（19）之间位置处安装有倾斜喷管（20），所述连接管（16）和下流管（19）相对一面外壁均焊接连通有喷射头（21）。

9.根据权利要求2所述的一种煤矿加固煤岩体用材料制备装置，其特征在于：所述电动注料阀门（3）顶端安装有检测取样组件，且检测取样组件包括安装在电动注料阀门（3）顶端的输入泵机（22），在输入泵机（22）的输入端连通且焊接有连接直管（23），所述连接直管（23）的一端螺纹安装有第二流量计（24），且连接直管（23）的底端连通有电动控制阀门（25），在电动控制阀门（25）的底端焊接有吸入管（26），所述吸入管（26）的底端连通且焊接有连通汇集管（27），所述连通汇集管（27）的一侧设有从上到下依次等距排列有上部电动控制阀门（28）、中部电动控制阀门（29）、下部电动控制阀门（30），所述电动注料阀门（3）的外壁下方且靠近输入泵机（22）位置处固定有下排管（32），在下排管（32）的底端螺纹连接有排放电动控制阀门（33）。

10.根据权利要求9所述的一种煤矿加固煤岩体用材料制备装置，其特征在于：所述连通汇集管（27）的另一侧位置处通过热熔胶粘接固定有控制按钮（31），且控制按钮（31）一侧嵌入安装有显示屏。

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