CN217602710U - 采空区料浆制充系统的料浆泵送装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及采空区料浆充填技术领域，特别涉及一种能够匹配于料浆制浆系统使用的料浆快速泵送处理装置，尤其是采空区料浆制充系统的料浆泵送装置，包括底盘机架总成，其特征在于：在底盘机架总成的末端顶部固定安装两个相对设置的稠浆接料泵送机构、稀浆接料泵送机构，所述稠浆接料泵送机构、所述稀浆接料泵送机构分别配合上游的制浆设备使用，在所述稠浆接料泵送机构、稀浆接料泵送机构内部安装有一料浆搅动机构。本料浆泵送装置设置稀浆与稠浆两种料浆泵送机构，能够匹配不同类型的料浆的输送，整体泵送效果好，能够有效地提高充填效果。

Description

采空区料浆制充系统的料浆泵送装置

技术领域

本实用新型涉及采空区料浆充填技术领域，特别涉及一种能够匹配于料浆制浆系统使用的料浆快速泵送处理装置，尤其是采空区料浆制充系统的料浆泵送装置。

背景技术

煤矿采煤沉陷区治理是矿山地质环境恢复和综合治理重要内容之一，目前常规采空区治理工程开展前需建立由储料、制浆、储浆、泵送及管理等功能单元组成的注浆站，注浆前需一定建站周期，充填治理过程以人工及简单设备管控为主，难以对浆液输送进行精确控制，尚未实现充填治理过程自动化，已落后于信息技术发展水平。

采空区充填治理骨料浆液充填，大多是在现有水泥粉煤灰浆液充填设备基础上，配备投料机械设备进行钻孔孔口投料。

而传统的泵送方式仅是直接在制浆设备的出料端安装输送泵进行输送，这种方式针对稠度不同料浆，不同类型的料浆的输送效果也存在差异，输送料浆的效果较差，在充填输送时很难保证向充填井孔内部的输送效果，同时也很难保证后续充填的效果。

为此，本实用新型针对现有技术中制浆后的料浆泵送存在的问题进行了改进，特此改进出了一种能够针对多种不同稠度类型的料浆并匹配于料浆制浆系统使用的料浆快速泵送处理装置，用以更好地解决现有技术中存在的问题。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题之一，所采用的技术方案是：采空区料浆制充系统的料浆泵送装置，包括底盘机架总成，在底盘机架总成的末端顶部固定安装两个相对设置的稠浆接料泵送机构、稀浆接料泵送机构，所述稠浆接料泵送机构、所述稀浆接料泵送机构分别配合上游的制浆设备使用，在所述稠浆接料泵送机构、稀浆接料泵送机构内部安装有一料浆搅动机构。

在上述任一方案中优选的是，所述稀浆接料泵送机构包括固定在底盘机架总成上方的稀料浆斗，所述稀料浆斗的底部连接第一稀浆出料管，在所述第一稀浆出料管上安装有稀浆输送泵，所述稀浆输送泵的出口端连接有进行充填用的第一稀浆充填管；

在所述稀料浆斗的底部还安装有一料浆返料机构。

在上述任一方案中优选的是，所述料浆返料机构包括在所述第一稀浆出料管的一侧间隔设置有一第二稀浆出料管，在所述第二稀浆出料管上安装有双向控流泵，所述双向控流泵的输出端安装有一换向转流结构，所述换向转流结构的两个输出端分别与一第二稀浆充填管、稀浆反流管相连，所述换向转流结构用于控制双向控流泵输出的料浆向第二稀浆充填管或稀浆反流管输送，其中稀浆反流管用于与上游的制浆设备内部的料浆相连。

在上述任一方案中优选的是，所述稠浆接料泵送机构包括固定安装在底盘机架总成顶部的稠料浆斗，所述稠料浆斗设置在所述稀料浆斗的相邻一侧，在所述稠料浆斗的底部安装有一稠浆输送管泵组，所述稠浆输送管泵组用于将稠料浆斗内部的料浆由其上的稠浆排出管实现向待施工的采空区充填输送，所述稠浆输送管泵组与外部的液压系统相配合使用。

在上述任一方案中优选的是，在所述稠料浆斗的顶部以及所述稀料浆斗的顶部分别安装有一结块滤网，所述结块滤网用于过滤来自上游的骨料浆液中的结块。

在上述任一方案中优选的是，所述料浆搅动机构包括设置在所述稠料浆斗、所述稀料浆斗内部的料浆搅动轴，所述料浆搅动轴的两端依次活动穿过所述稠料浆斗、所述稀料浆的端盖上的安装孔后并与一固定在对应端面上的出料搅动马达相连接，在所述料浆搅动轴安装有若干个料浆搅动齿。

在上述任一方案中优选的是，所述换向转流结构包括三通连接管阀体，所述三通连接管阀体分别连接双向控流泵的输出端、第二稀浆出料管、稀浆反流管，在所述三通连接管阀体的内腔内插装有一转换内管阀芯，所述转换内管阀芯的顶部封堵设置、下端开放设置，在所述转换内管阀芯的中部外侧壁上开设有用于与所述第二稀浆出料管或稀浆反流管相连通的转换口，在所述三通连接管阀体的外侧壁的顶部安装座上安装有一旋转转换器。

在上述任一方案中优选的是，所述旋转转换器包括一固定在所述三通连接管阀体的外侧壁的顶部安装座上的转换驱动缸，所述转换驱动缸的缸体的一端铰接在顶部安装座的短柱上，所述转换驱动缸的活塞杆的端部活动铰接在一底部与所述转换内管阀芯的顶部固连的曲柄摆臂上，所述转换驱动缸通过伸缩带动曲柄摆臂的摆动来实现控制转换内管阀芯的旋转，从而达到控制转换口与第二稀浆出料管连通或者与稀浆反流管连通，其中，稀浆反流管用于与上游的所述料浆配料单元的卧式配料仓内部的料浆相连。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本料浆泵送装置设置稀浆与稠浆两种料浆泵送机构，能够匹配不同类型的料浆的输送，整体泵送效果好，能够有效地提高充填效果。

2、针对要求较高的稀浆浆液还增设有料浆返料机构，可以针对检测到排入稀料浆斗的浆液不达标时就需要控制充填停止，此时，控制料浆返料机构工作来将稀浆料浆返回至制浆设备内进行重新制浆处理，预防料浆不合格导致的后续充填工艺出现问题，保证充填的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部件一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部件并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的使用状态结构示意图。

图2为本实用新型的三维结构示意图。

图3为本实用新型的图2的转换内管阀芯内部局部剖视结构示意图。

图4为本实用新型的稀料浆斗的三维结构示意图。

图5为本实用新型的稠料浆斗的三维结构示意图。

图6为本实用新型的使用状态的俯视结构示意图。

图中，A、制浆设备；31、稠料浆斗；32、稀料浆斗；33、第一稀浆出料管；34、稀浆输送泵；35、第一稀浆充填管；36、稠浆输送泵组；37、第二稀浆出料管；38、双向控流泵；39、第二稀浆充填管；40、稀浆反流管；41、三通连接管阀体；42、转换内管阀芯；43、转换口；44、转换驱动缸；45、曲柄摆臂；46、结块滤网；47、料浆搅动轴；48、出料搅动马达；79、底盘机架总成。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。本实用新型具体结构如图1-6中所示。

采空区料浆制充系统的料浆泵送装置，包括底盘机架总成79，在底盘机架总成79的末端顶部固定安装两个相对设置的稠浆接料泵送机构、稀浆接料泵送机构，所述稠浆接料泵送机构、所述稀浆接料泵送机构分别配合上游的制浆设备A使用，在所述稠浆接料泵送机构、稀浆接料泵送机构内部安装有一料浆搅动机构。

本装置安装在采空区料浆制充系统的底盘机架总成79上，可以跟随采空区料浆制充系统实现移动，本装置在制浆完成后可以利用稠浆接料泵送机构、稀浆接料泵送机构接收当前不同类型的浆液，同时可以利用料浆搅动机构对接收的浆液进行搅动，便于向下游泵送处理。

料浆泵送装置通过其上的泥浆泵或砂浆泵或混凝土泵等不同型号的注浆泵实现输送浆液。

料浆泵送装置可以针对稠浆(例如粘稠砂浆或者混凝土料浆)、稀浆进行快速泵送，同时可以针对不合格的稀浆进行料浆返料处理，从而保证料浆可以达到充填所需。

稠浆输送泵组36用于作为稠浆的输送充填动力结构，稀浆输送泵34用于输送充填稀浆，料浆返料机构可以针对检测不达标的料浆进行输送返料至料浆配料单元内部进行重新配浆制浆，保证料浆质量。

在上述任一方案中优选的是，所述稀浆接料泵送机构包括固定在底盘机架总成79上方的稀料浆斗32，所述稀料浆斗32的底部连接第一稀浆出料管33，在所述第一稀浆出料管33上安装有稀浆输送泵34，所述稀浆输送泵34的出口端连接有进行充填用的第一稀浆充填管35。

稀浆接料泵送机构在泵送料浆是先利用稀料浆斗32对制浆后的料浆进行收集，然后控制开启稀浆输送泵34的功率来实现不同功率的向下游输送稀浆也进行充填工序。

在上述任一方案中优选的是，在所述稀料浆斗32的底部还安装有一料浆返料机构。

料浆返料机构主要是针对检测到排入料浆斗的浆液不达标时就需要控制充填停止，此时控制料浆返料机构工作来将稀浆料浆返回至制浆设备A内进行重新制浆处理，预防料浆不合格导致的后续充填工艺出现问题，保证充填的效果。

在上述任一方案中优选的是，所述料浆返料机构包括在所述第一稀浆出料管33的一侧间隔设置有一第二稀浆出料管37，在所述第二稀浆出料管37上安装有双向控流泵38，所述双向控流泵38的输出端安装有一换向转流结构，所述换向转流结构的两个输出端分别与一第二稀浆充填管39、稀浆反流管40相连，所述换向转流结构用于控制双向控流泵38输出的料浆向第二稀浆充填管39或稀浆反流管40输送，其中稀浆反流管40用于与上游的制浆设备A内部的料浆相连。

料浆返料机构主要通过双向控流泵38的输出方向来控制是向充填方向还是向料浆泵送装置内部返料，从而达到控制料浆合格率的目的，保证充填的质量。

在上述任一方案中优选的是，所述稠浆接料泵送机构包括固定安装在底盘机架总成79顶部的稠料浆斗31，所述稠料浆斗31设置在所述稀料浆斗32的相邻一侧，在所述稠料浆斗31的底部安装有一稠浆输送管泵组，所述稠浆输送管泵组用于将稠料浆斗31内部的料浆由其上的稠浆排出管实现向待施工的采空区充填输送，所述稠浆输送管泵组与外部的液压系统相配合使用。

稠浆接料泵送机构主要是利用柱塞式的稠浆输送管泵组来实现将稠料浆斗31内部的稠料浆配合搅拌实现向外泵送、充填。

在上述任一方案中优选的是，在所述稠料浆斗31的顶部以及所述稀料浆斗32的顶部分别安装有一结块滤网46，所述结块滤网46用于过滤来自上游的骨料浆液中的结块。

所述双轴卧式搅拌机最前端下方为料浆过滤、储存室，可过滤骨料浆液中的结块。

在上述任一方案中优选的是，所述料浆搅动机构包括设置在所述稠料浆斗31、所述稀料浆斗32内部的料浆搅动轴47，所述料浆搅动轴47的两端依次活动穿过所述稠料浆斗31、所述稀料浆的端盖上的安装孔后并与一固定在对应端面上的出料搅动马达48相连接，在所述料浆搅动轴47安装有若干个料浆搅动齿。

料浆搅动机构通过出料搅动马达48的驱动可以带动料浆搅动轴47上的料浆搅动齿实现驱动搅拌，从而达到对内部料浆进行搅拌处理的目的。

在上述任一方案中优选的是，所述换向转流结构包括三通连接管阀体41，所述三通连接管阀体41分别连接双向控流泵38的输出端、第二稀浆出料管37、稀浆反流管40，在所述三通连接管阀体41的内腔内插装有一转换内管阀芯42，所述转换内管阀芯42的顶部封堵设置、下端开放设置，在所述转换内管阀芯42的中部外侧壁上开设有用于与所述第二稀浆出料管37或稀浆反流管40相连通的转换口43，在所述三通连接管阀体41的外侧壁的顶部安装座上安装有一旋转转换器。

换向转流结构在此通过控制转换驱动缸44的伸缩来带动曲柄摆臂45的摆动，从而达到带动转换内管阀芯42进行旋转的目的，最终使得转换内管阀芯42的转换口43朝向第二稀浆出料管37或稀浆反流管40，进而达到控制稀浆流向的目的。

在上述任一方案中优选的是，所述旋转转换器包括一固定在所述三通连接管阀体41的外侧壁的顶部安装座上的转换驱动缸44，所述转换驱动缸44的缸体的一端铰接在顶部安装座的短柱上，所述转换驱动缸44的活塞杆的端部活动铰接在一底部与所述转换内管阀芯42的顶部固连的曲柄摆臂45上，所述转换驱动缸44通过伸缩带动曲柄摆臂45的摆动来实现控制转换内管阀芯42的旋转，从而达到控制转换口43与第二稀浆出料管37连通或者与稀浆反流管40连通，其中，稀浆反流管40用于与上游的所述料浆配料单元的卧式配料仓内部的料浆相连。

换向转流结构在此通过控制转换驱动缸44的伸缩来带动曲柄摆臂45的摆动，从而达到带动转换内管阀芯42进行旋转的目的，最终使得转换内管阀芯42的转换口43朝向第二稀浆出料管37或稀浆反流管40，进而达到控制稀浆流向的目的。

在稠浆输送泵组36、双向控流泵38、稀浆输送泵34上均安设压力传感器，与采空区的钻孔孔口无线压力传感器联动，压力情况可实时传输到控制系统中。

当孔口无压力，泵的出口的压力传感器有压力时，系统会判定可能是由于料浆比重过大、较稠等情况，反馈给操作系统界面，提示是否需要更改浆液配比，降低比重。

当钻孔孔口压力传感器带压时，会反馈给系统界面，是否需要更换料浆类型、降低比重或改注清水等提示信息，技术人员会根据实际情况进行确认、设置，若5min内未得到确认反馈信息，系统会根据情况自动更改浆液配比，降低料浆比重。

稀料浆斗32、稠料浆斗31的出浆口外均安装电磁流量计，实时计量注浆量，并与材料反算注浆量相互校核，当注浆量超过预先设置的阈值，压力传感器未检测到压力时，系统会提示更换浆液类型、配比等。以此实现上料、制浆、充填的智能化控制。

本发明专利中的料浆优势：本发明所述填充料主要由水泥、粉煤灰、新型粉状材料以及建筑固废、矿渣、矸石粉末、超细石粉等再生骨料组成，料浆的特点主要有：

1、可根据不同应用条件，选择不同种类的的原材料配比，可满足充填、堵水、地基处理、帷幕注浆等各类场合，跟在满足工程要求的条件下，实现最优的经济价值。

2、各类再生骨料加工成细集料，可代替部分水泥、粉煤灰用于采空区注浆，解决我国部分地区粉煤灰紧缺的情况，降低治理成本，料浆流动度、比重、结石率、结石体抗压强度等各参数满足国家规范（GB51180-2016）要求。

3、落实国家节能减排低碳政策，将固废充分利用，实现经济价值，减少大量碳排放。

4、细骨料与水泥、粉煤灰及外加剂制成的充填浆液，物理力学性能满足治理要求，在部分配比及应用条件下浆液结石体相比传统充填浆液具有较大的抗压强度，远超过规范（GB51180-2016）要求值。

利用本采空区料浆制充系统的料浆泵送装置可以实现骨料浆液高效充填：通过试验测定注浆工艺流程、充填流量、充填压力以及浆液性质对充水条件下不同裂隙尺度采空区充填效果的影响规律，针对不同充填阶段特征确定材料性能、充填压力及充填流量设计，形成充水采空区骨料浆液充填方案。

运行前，结合试验研究和生产实践，预先设置注浆充填参数，包括浆液类型、配比、以及注浆泵类型、压力、流量等，运行过程中检测采空区料浆制充系统的浆液比重、各种材料上料重量，上水流量、骨料含水率等指标反算验证各子系统是否按照预定参数执行工作。若某一指标异常，系统提示操作人员进行相应的检查调整。

在料浆泵送装置中可以根据工况配置多种不同类型的泵结构，例如：

1、稠浆泵可以装配混凝土泵、高低压变频泥浆泵，可泵送水泥基浆液及高、低浓度的再生骨料浆液，达到循环利用工业固废，节约社会资源（例如可泵送再生后的建筑废料、煤矸石、采石废料、固体垃圾燃烧粉尘等），可显著降低充填治理成本20%以上。

2、设置多种型号注浆泵，高压及静压输送泥浆泵，可根据不同工况自动切换对应型号注浆泵，泵送不同配比的水泥基复合浆液，满足不同工况的施工需求，适用性广。切换后不再使用的注浆泵自动开启清水冲洗任务，快速清理完成以备下次使用。

根据不同工况选择相适用的浆液类型和充填工艺，并启动下游配套的管路系统；

充填工艺为先试压水，根据试压水结果选择不同的充填模式，设置充填浆液类型、注浆流量、注浆压力等参数。

充填时，料浆泵送装置与充填钻孔相连，将料浆直接送入钻孔中。

另外本系统配置有整套的液压系统，液压系统用于实现向各马达或缸体实现油路供应；

上述各部件的操作流程均有安装人员在对应的合适位置安装相应传感器元件，并有现有的控制系统设置常规的自动化控制逻辑实现检测反馈信号以及对应执行动作的控制，根据读取控制系统的运行数据，可以更好地调控生产模式和出料量、搅料速度后续出浆注浆的量等参数的控制。

以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中；对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (7)

1.采空区料浆制充系统的料浆泵送装置，包括底盘机架总成，其特征在于：在底盘机架总成的末端顶部固定安装两个相对设置的稠浆接料泵送机构、稀浆接料泵送机构，所述稠浆接料泵送机构、所述稀浆接料泵送机构分别配合上游的制浆设备使用，在所述稠浆接料泵送机构、稀浆接料泵送机构内部安装有一料浆搅动机构；

所述稀浆接料泵送机构包括固定在底盘机架总成上方的稀料浆斗，所述稀料浆斗的底部连接第一稀浆出料管，在所述第一稀浆出料管上安装有稀浆输送泵，所述稀浆输送泵的出口端连接有进行充填用的第一稀浆充填管；

在所述稀料浆斗的底部还安装有一料浆返料机构。

2.根据权利要求1所述的采空区料浆制充系统的料浆泵送装置，其特征在于：所述料浆返料机构包括在所述第一稀浆出料管的一侧间隔设置有一第二稀浆出料管，在所述第二稀浆出料管上安装有双向控流泵，所述双向控流泵的输出端安装有一换向转流结构，所述换向转流结构的两个输出端分别与一第二稀浆充填管、稀浆反流管相连，所述换向转流结构用于控制双向控流泵输出的料浆向第二稀浆充填管或稀浆反流管输送，其中稀浆反流管用于与上游的制浆设备内部的料浆相连。

3.根据权利要求2所述的采空区料浆制充系统的料浆泵送装置，其特征在于：所述稠浆接料泵送机构包括固定安装在底盘机架总成顶部的稠料浆斗，所述稠料浆斗设置在所述稀料浆斗的相邻一侧，在所述稠料浆斗的底部安装有一稠浆输送管泵组，所述稠浆输送管泵组用于将稠料浆斗内部的料浆由其上的稠浆排出管实现向待施工的采空区充填输送，所述稠浆输送管泵组与外部的液压系统相配合使用。

4.根据权利要求3所述的采空区料浆制充系统的料浆泵送装置，其特征在于：在所述稠料浆斗的顶部以及所述稀料浆斗的顶部分别安装有一结块滤网，所述结块滤网用于过滤来自上游的骨料浆液中的结块。

5.根据权利要求4所述的采空区料浆制充系统的料浆泵送装置，其特征在于：所述料浆搅动机构包括设置在所述稠料浆斗、所述稀料浆斗内部的料浆搅动轴，所述料浆搅动轴的两端依次活动穿过所述稠料浆斗、所述稀料浆的端盖上的安装孔后并与一固定在对应端面上的出料搅动马达相连接，在所述料浆搅动轴安装有若干个料浆搅动齿。

6.根据权利要求5所述的采空区料浆制充系统的料浆泵送装置，其特征在于：所述换向转流结构包括三通连接管阀体，所述三通连接管阀体分别连接双向控流泵的输出端、第二稀浆出料管、稀浆反流管，在所述三通连接管阀体的内腔内插装有一转换内管阀芯，所述转换内管阀芯的顶部封堵设置、下端开放设置，在所述转换内管阀芯的中部外侧壁上开设有用于与所述第二稀浆出料管或稀浆反流管相连通的转换口，在所述三通连接管阀体的外侧壁的顶部安装座上安装有一旋转转换器。

7.根据权利要求6所述的采空区料浆制充系统的料浆泵送装置，其特征在于：所述旋转转换器包括一固定在所述三通连接管阀体的外侧壁的顶部安装座上的转换驱动缸，所述转换驱动缸的缸体的一端铰接在顶部安装座的短柱上，所述转换驱动缸的活塞杆的端部活动铰接在一底部与所述转换内管阀芯的顶部固连的曲柄摆臂上，所述转换驱动缸通过伸缩带动曲柄摆臂的摆动来实现控制转换内管阀芯的旋转，从而达到控制转换口与第二稀浆出料管连通或者与稀浆反流管连通，其中，稀浆反流管用于与上游的料浆配料单元的卧式配料仓内部的料浆相连。

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