CN217233523U - 一种适用于煤矿井下的混凝土喷射系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及煤矿混凝土喷射领域，具体涉及一种适用于煤矿井下的混凝土喷射系统，包括地面搅拌站、移动小车、吨包袋、小型起吊装置、喷浆机和喷浆机械手，所述地面搅拌站包括烘干设备和搅拌系统；所述吨包袋用于承装喷浆混合料，吨包袋的数量为多个，吨包袋上端设置装料口、两侧设置起吊挂钩、下端设置有卸料口；移动小车在搅拌系统的出料侧和喷浆机之间移动；所述小型起吊装置、喷浆机和喷浆机械手位于井下巷道内，小型起吊装置与吨包袋上的起吊挂钩相配合；所述喷浆机通过喷浆输送管道连接喷浆机械手。本实用新型无需人工井下搅拌、运送和上料，降低了人工参与程度及劳动强度，减少了作业人员，提升了作业自动化程度，且保证了喷射质量。

Description

一种适用于煤矿井下的混凝土喷射系统

技术领域

本实用新型涉及煤矿混凝土喷射领域，具体涉及一种适用于煤矿井下的混凝土喷射系统。

背景技术

目前在煤矿井下的混凝土喷射支护作业中，因运输环节多、周期长，因砂石料含有一定水分，与水泥搅拌后如不尽快使用，将造成水泥失效，所以无法将砂石料和水泥在地面搅拌均匀后再运送至煤矿井下混凝土喷射作业现场。一般都是将砂石料在地面搅拌均匀后运送至煤矿井下，卸到地面。因煤矿巷道空间一般都比较狭小，大型的混凝土配料、上料设备无法使用。在需要喷浆作业时，人工将砂石料与水泥和速凝剂混合后搅拌。这样的作业方式，一方面因砂石料无法准确计量，造成砂石料与水泥、速凝剂配比无法准确保证，另一方面，采用人工搅拌，搅拌劳动强度大，且搅拌均匀性差，会导致喷浆回弹大、喷射面质量无法保证。搅拌后的喷浆混合料还需要人工上料到混凝土喷射机料斗内，进一步加大了劳动强度。整个上料搅拌过程劳动强度极大，且搅拌质量无法保证，严重降低喷射质量。与煤矿行业实现机械化、自动化、智能化作业的要求相距甚远。

因此，迫切需要一种能够减少搅拌、上料劳动强度，提高自动化程度及搅拌均匀性的。

发明内容

本实用新型为解决煤矿井下的混凝土喷射作业人工劳动强度大、自动化程度低的问题，提供一种适用于煤矿井下的混凝土喷射系统，无需人工井下搅拌、运送和上料，降低了人工参与程度及劳动强度，减少了作业人员，提升了作业自动化程度，且保证了喷射质量。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种适用于煤矿井下的混凝土喷射系统，包括地面搅拌站、移动小车、吨包袋、小型起吊装置、喷浆机和喷浆机械手，所述地面搅拌站包括烘干设备和搅拌系统，所述烘干设备用于对砂子、石子烘干，烘干设备设置在搅拌系统的入料侧，所述搅拌系统用于对砂子、石子、水泥、干粉速凝剂进行搅拌形成喷浆混合料；

所述吨包袋用于承装喷浆混合料，吨包袋的数量为多个，吨包袋上端设置装料口、两侧设置起吊挂钩、下端设置有卸料口；

所述移动小车上设置有用于承载装有喷浆混合料的吨包袋的空间，移动小车在搅拌系统的出料侧和喷浆机之间移动；

所述小型起吊装置、喷浆机和喷浆机械手位于井下巷道内，小型起吊装置与吨包袋上的起吊挂钩相配合；

所述喷浆机通过喷浆输送管道连接喷浆机械手。

在进一步的优选方案中，所述烘干设备为转筒烘干机或回转烘干机，烘干设备前端设置有给料系统，烘干设备后端设置有除尘系统、筛分系统、储存系统和电器控制系统。

在进一步的优选方案中，所述吨包袋为双层结构，吨包袋外层为编织袋或无纺布袋形成的承重层，吨包袋内层设置有防潮层；或吨包袋为具有防潮功能的单层袋状结构。

在进一步的优选方案中，还包括吨包袋储存区和码垛系统，所述吨包袋储存区设置在井上地面，吨包袋储存区位于搅拌系统的出料侧，码垛系统用于吨包袋储存区的吨包袋的码垛。

在进一步的优选方案中，所述小型起吊装置为滑轨设置在巷道上部的吊装机构，或为滑轨设置在巷道地面上的小型龙门式吊装机构，巷道内每100~700m设置一个小型起吊装置。

在进一步的优选方案中，所述井下巷道内设置有与移动小车相匹配的行走轨道，所述行走轨道和滑轨为工字钢或槽钢，行走轨道沿巷道长度方向、宽度方向交叉布设，滑轨沿巷道长度方向、宽度方向交叉布设。

在进一步的优选方案中，所述小型起吊装置包括履带式行走底盘、支柱、滑动导轨、伸缩机构和吊装机构。

在进一步的优选方案中，所述喷浆机的喷浆输送距离为30～700m；所述喷浆输送管道为橡胶软管，橡胶软管内设置有多根钢丝，钢丝呈缠绕状或编制呈网格状设置在橡胶软管内，橡胶软管的内侧设置有UPE材料形成的耐磨层。

在进一步的优选方案中，所述喷浆机械手下方设置有履带底盘，喷浆机械手配备有遥控或远程控制系统。

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果为：

本实用新型在地面上设置搅拌站，搅拌站包括烘干设备和搅拌系统，烘干设备对砂子和石子进行预先烘干，而后由搅拌系统将砂子、石子、水泥和干粉速凝剂进行称重、搅拌形成喷浆混合料。因砂子石子预先烘干，与水泥、干粉速凝剂搅拌后可以存放较长时间，运输到煤矿井下后，不会造成水泥失效。并且采用搅拌系统，可以做到各原料配比精确、搅拌均匀，能有效降低喷射回弹，提高喷射面强度，并且在煤矿井下不需要人工搅拌，大大降低了人工作业劳动强度。吨包袋到达煤矿井下后，喷浆时通过小型起吊装置将吨包袋起吊到远距离喷浆机上方卸料，实现喷浆作业，无需人工上料。喷头处采用远距离喷浆机械手代替人工保持喷头作业。本实用新型的整个系统从上料到喷浆过程，只需人工辅助，机械化、自动化程度高，减少了作业人员，劳动强度极低，且保证了喷射质量。

附图说明

图1是本实用新型一种适用于煤矿井下的混凝土喷射系统的工艺流程示意图；

图2是本实用新型一种适用于煤矿井下的混凝土喷射系统的结构示意图；

图3是本实用新型小型起吊装置将吨包袋吊装至喷浆机上的结构示意图；

图4是本实用新型实施例二的小型起吊装置的结构示意图。

附图中标号为：1为烘干设备，2为吨包袋，201为卸料口，202为起吊挂钩，3为小型起吊装置，4为喷浆机，5为喷浆机械手，6为移动小车，8为搅拌系统，301为履带式行走底盘，302为支柱，303为滑动导轨，304为吊装机构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”、“横向”“竖向”等指示的方位或位置关系为基于附图2所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一

如图1～图3所示，本实施例提供一种适用于煤矿井下的混凝土喷射系统，包括地面搅拌站、移动小车6、吨包袋2、小型起吊装置3、喷浆机4和喷浆机械手5。所述地面搅拌站包括烘干设备1和搅拌系统8，所述烘干设备1用于对砂子、石子烘干，烘干设备1设置在搅拌系统的入料侧。所述搅拌系统8用于对砂子、石子、水泥、干粉速凝剂进行搅拌形成喷浆混合料；所述吨包袋2用于承装喷浆混合料，吨包袋2的数量为多个，吨包袋2上端设置装料口、两侧设置起吊挂钩202、下端设置有卸料口201；所述移动小车6上设置有用于承载装有喷浆混合料的吨包袋2的空间，移动小车6在搅拌系统8的出料侧和喷浆机4之间移动；所述小型起吊装置3、喷浆机4和喷浆机械手5位于井下巷道内，小型起吊装置3与吨包袋2上的起吊挂钩202相配合；所述喷浆机4通过喷浆输送管道连接喷浆机械手5。

上述的，所述烘干设备1为转筒烘干机或回转烘干机，烘干设备前端设置有给料系统，给料系统向烘干设备输送物料。烘干设备后端设置有除尘系统、筛分系统、储存系统和电器控制系统。除尘系统对烘干过程进行除尘处理，筛分系统用于对物料的筛分，将不合格物料及杂质筛分掉。因砂子、石子经过烘干设备1的预先烘干，在与水泥、干粉速凝剂搅拌后形成的喷浆混合料可以存放较长时间，运输到煤矿井下后，不会造成水泥失效。

搅拌系统8包括对砂子、石子、水泥、干粉速凝剂的称重、提升和对砂子、石子、水泥、干粉速凝剂形成的喷浆混合料的搅拌过程。通过搅拌系统8对各原料的配比精确、搅拌均匀，能有效降低喷射回弹，提高喷射面强度，并且在煤矿井下不再需要人工搅拌，大大降低了人工作业劳动强度。

进一步地，所述吨包袋2为双层结构，吨包袋2外层为编织袋或无纺布袋形成的承重层，吨包袋2内层设置有防潮层。在其他的实施方案中，吨包袋2也可为具有防潮功能的单层袋状结构。吨包袋2可装入容积为0.1~0.5m³，装载质量为160~800kg，吨包袋2上端设置装料口、两侧设置起吊挂钩202、下端设置有卸料口201，装料口和卸料口201采用绑扎形式封闭，能够快速封闭和拆封，使用方便操作简单。向吨包袋2内装入喷浆混合料时，吨包袋2的卸料口201绑扎封闭、装料口敞开，以便装料；在小型起吊装置3将吨包袋2吊运至喷浆机4后，可将卸料口解绑，以将喷浆混合料装入喷浆机4的料斗内。

上述的，本系统还包括吨包袋储存区和码垛系统，所述吨包袋储存区设置在井上地面，吨包袋储存区位于搅拌系统8的出料侧，储存区存放已装喷浆混合料而未被运送的吨包袋2，所述码垛系统与吨包袋储存区相适配，码垛系统用于对吨包袋储存区的吨包袋进行码垛，节约吨包袋占地面积。移动小车6也可以从吨包袋储存区取货、运至煤矿井下。

进一步地，所述小型起吊装置3为滑轨设置在巷道上部的吊装机构，或为滑轨设置在巷道地面上的小型龙门式吊装机构，巷道内每100~700m设置一个小型起吊装置3。

所述井下巷道内设置有与移动小车6相匹配的行走轨道，所述行走轨道和滑轨为工字钢或槽钢，行走轨道沿巷道长度方向、宽度方向交叉布设，滑轨沿巷道长度方向、宽度方向交叉布设。在移动小车承载吨包袋2至井下时，移动小车在行走轨道上行走，将吨包袋2运送至喷浆机4位置旁，而后小型起吊装置4的吊装机构吊装吨包袋2使吨包袋2脱离移动小车，而后移动以将吨包袋2运送至喷浆机4料斗的上方。本实施例中，移动小车6为矿车。

上述的，所述行走轨道和滑轨为工字钢或槽钢，行走轨道沿巷道长度方向、宽度方向交叉布设，滑轨沿巷道长度方向、宽度方向交叉布设。本实施例中，行走轨道和滑轨均为两根Z字形工字钢或槽钢形成的双轨道。在其他的实施例中，小型起吊装置3的滑轨设置在巷道的上部，滑轨也可采用单根Z字形工字钢或槽钢，小型起吊装置3可在单根滑轨上滑移，吊装吨包袋2并进行移动。

上述的，所述喷浆机4的喷浆输送距离为30～700m；所述喷浆输送管道为连接喷浆机4和喷浆机械手5的管道，可以采用普通的输送管道，本实施例中，为了降低喷浆混合料对管道的磨损速度、提高输送管道的使用寿命，本实施例的喷浆输送管道为橡胶软管，橡胶软管内设置有多根钢丝，钢丝呈缠绕状或编制呈网格状设置在橡胶软管内，橡胶软管的内侧设置有UPE材料形成的耐磨层。

上述的，所述喷浆机械手5下方设置有履带底盘，喷浆机械手5配备有遥控或远程控制系统。

一种适用于煤矿井下的混凝土喷射系统的施工工艺，包括以下步骤：

步骤A：在井上地面建搅拌站，制作喷浆混合料：给料系统向烘干设备1输送砂子、石子，烘干设备1对砂子、石子进行烘干；搅拌系统8对砂子、石子、水泥、干粉速凝剂进行称重配比，搅拌均匀后制成喷浆混合料；

步骤B：将喷浆混合料运至井下：将喷浆混合料装入吨包袋2，移动小车6将装料后的吨包袋2转运至井口，而后运输至煤矿井下；在井上地面设置的吨包袋储存区，储存区存放已装喷浆混合料而未被运送的吨包袋2，移动小车6也可以从吨包袋储存区取货、运至煤矿井下；

步骤C：向喷浆机4送料：煤矿井下巷道内，采用小型起吊装置3将移动小车6上的吨包袋2吊装至喷浆机4上方，打开吨包袋2的卸料口将喷浆混合料卸入喷浆机4料斗中，而后将空的吨包袋2卸下；

步骤D：喷浆：喷浆机4通过喷浆输送管道连接喷浆机械手5，开启喷浆机4和喷浆机械手5，喷浆机4将混合料输送至喷浆机械手5，由喷浆机械手5开始喷浆作业。

进一步地，在实施步骤D进行喷浆作业时，重复步骤C，重复对吨包袋2的起吊和卸料过程，使喷浆机4的料斗中保持有喷浆混合料，直至喷浆作业结束。

实施例二

本实施例与上述实施例基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于：

如图4所示，本实施例的小型起吊装置3包括履带式行走底盘301、支柱302、滑动导轨303、伸缩机构和吊装机构304，履带式行走底盘301上设置支柱302，支柱302上设置滑动导轨303，滑动导轨包括固定部和滑动部，固定部设置在立柱302上，滑动部位于固定部内部与固定部滑动设置，固定部的下方设置有伸缩机构，滑动部的端部设置有吊装机构304，伸缩机构与滑动部相连接。本实施例的小型起吊装置3不需要采用滑轨配合，可通过履带式行走底盘301在巷道内移动，通过伸缩机构的伸缩带动滑动部滑动，从而带动吊装机构304移动，实现对吨包袋的吊装移动，继而将吨包袋吊装到喷浆机4上方。

以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。

Claims (9)

1.一种适用于煤矿井下的混凝土喷射系统，其特征在于，包括地面搅拌站、移动小车（6）、吨包袋（2）、小型起吊装置（3）、喷浆机（4）和喷浆机械手（5），所述地面搅拌站包括烘干设备（1）和搅拌系统（8），所述烘干设备（1）用于对砂子、石子烘干，烘干设备（1）设置在搅拌系统的入料侧，所述搅拌系统（8）用于对砂子、石子、水泥、干粉速凝剂进行搅拌形成喷浆混合料；

所述吨包袋（2）用于承装喷浆混合料，吨包袋（2）的数量为多个，吨包袋（2）上端设置装料口、两侧设置起吊挂钩（202）、下端设置有卸料口（201）；

所述移动小车（6）上设置有用于承载装有喷浆混合料的吨包袋（2）的空间，移动小车（6）在搅拌系统（8）的出料侧和喷浆机（4）之间移动；

所述小型起吊装置（3）、喷浆机（4）和喷浆机械手（5）位于井下巷道内，小型起吊装置（3）与吨包袋（2）上的起吊挂钩（202）相配合；

所述喷浆机（4）通过喷浆输送管道连接喷浆机械手（5）。

2.根据权利要求1所述的一种适用于煤矿井下的混凝土喷射系统，其特征在于，所述烘干设备（1）为转筒烘干机或回转烘干机，烘干设备前端设置有给料系统，烘干设备后端设置有除尘系统、筛分系统、储存系统和电器控制系统。

3.根据权利要求1所述的一种适用于煤矿井下的混凝土喷射系统，其特征在于，所述吨包袋（2）为双层结构，吨包袋（2）外层为编织袋或无纺布袋形成的承重层，吨包袋（2）内层设置有防潮层；或吨包袋（2）为具有防潮功能的单层袋状结构。

4.根据权利要求1所述的一种适用于煤矿井下的混凝土喷射系统，其特征在于，还包括吨包袋储存区和码垛系统，所述吨包袋储存区设置在井上地面，吨包袋储存区位于搅拌系统（8）的出料侧，码垛系统用于吨包袋储存区的吨包袋的码垛。

5.根据权利要求1所述的一种适用于煤矿井下的混凝土喷射系统，其特征在于，所述小型起吊装置（3）为滑轨设置在巷道上部的吊装机构，或为滑轨设置在巷道地面上的小型龙门式吊装机构，巷道内每100~700m设置一个小型起吊装置（3）。

6.根据权利要求5所述的一种适用于煤矿井下的混凝土喷射系统，其特征在于，所述井下巷道内设置有与移动小车（6）相匹配的行走轨道，所述行走轨道和滑轨为工字钢或槽钢，行走轨道沿巷道长度方向、宽度方向交叉布设，滑轨沿巷道长度方向、宽度方向交叉布设。

7.根据权利要求1所述的一种适用于煤矿井下的混凝土喷射系统，其特征在于，所述小型起吊装置（3）包括履带式行走底盘（301）、支柱（302）、滑动导轨（303）、伸缩机构和吊装机构（304）。

8.根据权利要求1所述的一种适用于煤矿井下的混凝土喷射系统，其特征在于，所述喷浆机（4）的喷浆输送距离为30～700m；所述喷浆输送管道为橡胶软管，橡胶软管内设置有多根钢丝，钢丝呈缠绕状或编制呈网格状设置在橡胶软管内，橡胶软管的内侧设置有UPE材料形成的耐磨层。

9.根据权利要求1所述的一种适用于煤矿井下的混凝土喷射系统，其特征在于，所述喷浆机械手（5）下方设置有履带底盘，喷浆机械手（5）配备有遥控或远程控制系统。

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