一种钻注锚台车注浆系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种钻注锚台车注浆系统及其控制方法，注浆系统包括控制模块和执行模块；所述控制模块与执行模块相连接；所述执行模块包括搅拌单元、储浆单元、螺旋增压单元，所述搅拌单元与储浆单元通过输浆管相连接；所述螺旋增压单元一端与储浆单元的下部相连接，另一端依次通过总管腔、循环管路与搅拌单元相连接；所述总管腔通过水阀与水管相连接，所述总管腔还通过出浆阀与出浆管相连接。此系统能够在钻注锚台车出现故障进行处理的过程中防止已经混合的浆体板结；能够在小注浆量锚杆施工时，达到电机转速在合适水平、出浆量大小可调的目的；能够在注浆施工结束后，实现整个注浆系统快速清洗；能够在螺旋增压单元卡滞时，实现有效疏通。现有效疏通。现有效疏通。

【技术实现步骤摘要】
一种钻注锚台车注浆系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及矿隧施工领域，特别是一种用于矿隧支护施工的钻注锚台车注浆系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]隧道工程、采矿工程、边坡与基坑等岩土工程的施工过程中，为防止地基变形坍塌或失稳而危及安全，常采用锚杆对地层进行加固、支护。利用设置在地层锚孔中锚杆自身的高强度及锚杆周围形成的注浆固结体而将地层加固，以提高地层的整体性，从而控制地层变形，使地层处于稳定安全状态。
[0003]目前，为对软弱岩层和破碎岩层进行快速支护，行业内使用最为先进的设备是钻注锚台车，其能够完成钻孔、注浆、安装锚杆的工序，其中注浆系统一般是采用搅拌、灌注一体机，注浆系统如图1所示，一般包括搅拌单元、储浆单元、螺旋增压单元，搅拌单元及螺旋增压单元分别由搅拌电机及增压电机驱动，搅拌单元与储浆单元之间有人工控制开度的阀门，水泥、河沙、水等材料按比例由人工倒入搅拌单元后，开启搅拌电机，最终将材料混合成均匀的浆体；人工打开阀门使浆体全部或部分流入储浆单元，开启增压电机，储浆单元中的浆体通过螺旋增压单元加压输出，输出过程中螺旋增压单元会产生较大热量。以上注浆系统存在的问题有：1.包含水泥的浆体凝固后具有不可逆性，且储浆单元无搅拌功能，当浆体流入储浆单元后，必须在较短时间内通过螺旋增压单元排出，用于注浆；螺旋增压单元在输送过程中有较大热量产生，输送进行时，产生的热量会被浆体带走一部分，形成动态平衡，一旦停止输送，螺旋增压单元中浆体就会在一定时间内板结，且其板结速度快于储浆单元中浆体的板结速度；螺旋增压单元及储浆单元中的浆体一旦板结，将造成严重事故。台车前部钻孔及安装锚杆工序有时会发生意外情况，需要停止注浆或延迟注浆，在停止或延迟注浆的这一过程中，可以隔一定时间主动排出一部分浆体，保证增加机构中的浆体不板结，储浆单元中的浆体也会因流动而不能板结；而一旦储浆单元中的浆体量不足以使螺旋增压单元建立压力时，就需要彻底清洗整个注浆系统。这就要求即使不需要注浆，也必须在浆体板结之前将其增压排出，这就造成了浆体的大量浪费。
[0004]2.锚杆施工单孔对浆体需求量较小，如果使用定频电机驱动螺旋增压单元，浆体流量较大，短时间内便会将锚杆孔注满，不可避免造成浆体大量溢出锚杆孔，造成浪费。如果使用变频电机驱动螺旋增压单元，则需要高速启动，以克服浆体初始输送的阻力。实际注浆后，需要将转速调节的很低，而低转速下螺旋增压单元容易卡滞，且长期低转速将降低电机寿命。
[0005]3.台车施工完毕后，需要对注浆系统进行彻底清洗，目前行业内一般由人工用外接水管将水引入搅拌单元，打开搅拌单元与储浆单元之间的阀门，并开启搅拌电机及增压电机，利用水冲洗搅拌单元与储浆单元中的浆体，水与浆体的混合物最终通过螺旋增压单元排到外界，由于浆体具有一定的粘合力，清洗的过程需要消耗大量的水，造成一定的浪
费。
[0006]4.浆体输送过程中，螺旋增压单元产生较大热量，施工过程中两次注浆的间隔超过一定时间，螺旋增压单元中的浆体就可能发生一定程度上的板结，造成螺旋增压单元卡滞；另外，长时间不使用注浆系统，也可能造成再次使用时的螺旋增压单元卡滞。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种钻注锚台车注浆系统及其控制方法，此系统能够在钻注锚台车出现故障进行处理的过程中防止已经混合的浆体板结；能够在小注浆量锚杆施工时，达到电机转速在合适水平、出浆量大小可调的目的；能够在注浆施工结束后，实现整个注浆系统快速清洗；能够在螺旋增压单元卡滞时，实现有效疏通。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种钻注锚台车注浆系统，包括控制模块和执行模块；所述控制模块与执行模块相连接，使执行模块进行相应的动作；所述执行模块包括搅拌单元、储浆单元、螺旋增压单元、总管腔、循环管路、水阀、出浆阀、输浆阀和循环阀，所述搅拌单元与储浆单元通过输浆管相连接；所述螺旋增压单元一端与储浆单元的下部相连接，另一端依次通过总管腔、循环管路与搅拌单元相连接；所述总管腔通过水阀与水管相连接，所述总管腔还通过出浆阀与出浆管相连接；所述输浆管上设有输浆阀；所述循环管路上设有循环阀。
[0009]进一步地，所述控制模块分别与出浆阀、循环阀相连接，同时控制出浆阀、循环阀的开度。
[0010]进一步地，所述水管中设有压力水；所述控制模块与水阀相连接，控制水阀的开度，以实现压力水进入总管腔。
[0011]进一步地，所述搅拌单元由变频电机驱动，对放入搅拌单元中的各种原料进行搅拌，所述控制模块与所述变频电机相连接，控制变频电机的启停、转向、转速。
[0012]进一步地，所述螺旋增压单元由变频电机驱动，所述控制模块与所述变频电机相连接，控制变频电机的启停、转向、转速，将储浆单元中的浆体增压输送至总管腔，或将总管腔中的压力浆体反向输送到储浆单元中。
[0013]进一步地，所述控制模块与所述输浆阀相连接，控制输浆阀的开度，进而控制从搅拌单元流入储浆单元浆体的流量。
[0014]本专利技术还提供上述的钻注锚台车注浆系统的控制方法，包括：人工将多种材料按设定比例放入搅拌单元，操纵控制模块实现：搅拌单元工作；输浆阀关闭、出浆阀关闭、循环阀开启、水阀开启，水进入搅拌单元；进入搅拌单元的水量达到要求后，水阀关闭；搅拌单元中的浆体搅拌到位后，停止搅拌；需要注浆时，操纵控制模块实现：输浆阀开启、水阀关闭、出浆阀开启、循环阀关闭；浆体完全进入储浆单元后，螺旋增压单元开始工作，浆体通过出浆管全流量输出；需要减量注浆时，操纵控制模块实现：输浆阀开启、水阀关闭、出浆阀开启、循环阀开启至总开度的10%至50%、搅拌单元开始工作，螺旋增压单元开始工作，一部分浆体通过出浆管输出至前部，以供注浆使用，另一部分浆体通过循环管路进入搅拌单元，进而通过输浆管进入储浆单元形成循环。
[0015]进一步地，包括：注浆结束后，需要清洗注浆系统时，操纵控制模块实现下面步骤：水阀开启、出浆阀关闭、循环阀开启、输浆阀关闭、搅拌单元工作；搅拌单元内水量达到规定要求后，水阀关闭、输浆阀开启、螺旋增压单元工作、循环阀开启，稀释后的浑浊浆体在搅拌单元、输浆管、输浆阀、储浆单元、螺旋增压单元、总管腔、循环阀、循环管路之间进行循环，不断将贴附在元件上的浆体冲刷下来；被稀释的浆体循环3
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5分钟后，其冲刷作用大幅降低，可将水阀关闭、输浆阀开启、螺旋增压单元工作、循环阀关闭，稀释后的浑浊浆体由出浆管排出；重复上述步骤，直至注浆系统清洗结束。
[0016]进一步地，包括：注浆系统长期不用或者因混合材料颗粒过大导致螺旋增压单元卡滞时，操纵控制模块实现：出浆阀关闭、循环阀关闭、输浆阀开启、水阀开启，旋转增压单元反向输送，则消除螺旋增压单元的卡滞。
[0017]本专利技术所达到的有益效果：1．浆体进入储浆单元后，如遇到前部执行机构故障等问题，在停止注浆或延迟注浆过程中，可使水阀、出浆阀处于闭合状态，循环阀、输浆阀处于开启状态，让储浆单元中的浆体在储浆单元、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻注锚台车注浆系统，其特征在于，包括控制模块（1）和执行模块（2）；所述控制模块（1）与执行模块（2）相连接，使执行模块（2）进行相应的动作；所述执行模块（2）包括搅拌单元（3）、储浆单元（5）、螺旋增压单元（7）、总管腔（8）、循环管路（12）、水阀（9）、出浆阀（13）、输浆阀（6）和循环阀（11），所述搅拌单元（3）与储浆单元（5）通过输浆管（4）相连接；所述螺旋增压单元（7）一端与储浆单元（5）的下部相连接，另一端依次通过总管腔（8）、循环管路（12）与搅拌单元（3）相连接；所述总管腔（8）通过水阀（9）与水管（10）相连接，所述总管腔（8）还通过出浆阀（13）与出浆管（14）相连接；所述输浆管（4）上设有输浆阀（6）；所述循环管路（12）上设有循环阀（11）。2.根据权利要求1所述的钻注锚台车注浆系统，其特征在于，所述控制模块（1）分别与出浆阀（13）、循环阀（11）相连接，同时控制出浆阀（13）、循环阀（11）的开度。3.根据权利要求1所述的钻注锚台车注浆系统，其特征在于，所述水管（10）中设有压力水；所述控制模块（1）与水阀（9）相连接，控制水阀（9）的开度，以实现压力水进入总管腔（8）。4.根据权利要求1所述的钻注锚台车注浆系统，其特征在于，所述搅拌单元（3）由变频电机驱动，对放入搅拌单元（3）中的各种原料进行搅拌，所述控制模块（1）与所述变频电机相连接，控制变频电机的启停、转向、转速。5.根据权利要求1所述的钻注锚台车注浆系统，其特征在于，所述螺旋增压单元（7）由变频电机驱动，所述控制模块（1）与所述变频电机相连接，控制变频电机的启停、转向、转速，将储浆单元（5）中的浆体增压输送至总管腔（8），或将总管腔（8）中的压力浆体反向输送到储浆单元（5）中。6.根据权利要求1所述的钻注锚台车注浆系统，其特征在于，所述控制模块（1）与所述输浆阀（6）相连接，控制输浆阀（6）的开度，进而控制从搅拌单元（3）流入储浆单元（5）浆体的流量。7.根据权利要求1
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6中任意一项所述的钻注锚台车注浆系统的控制方法，其特征在于，包括：人工将多种材料按设定比例放入搅拌单元（3），操纵控制模块（1）实...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈保磊，周忠尚，蒋青松，赵建东，谭海，焦中兴，吴小艳，何焱泳，郝马帅，李兆楠，
申请(专利权)人：徐州徐工基础工程机械有限公司，
类型：发明
国别省市：