本发明专利技术提供一种煤矿井下混凝土挡墙的3D打印装置及构筑方法，步骤如下：联巷密闭墙构筑位置掏槽；调整混凝土挤出口的长度方向与掏槽长度方向垂直，进行密闭单墙的纵向打印，一次往复打印完成单层打印作业；逐层堆叠往复打印至距顶板约0.50m～0.60m时，调整混凝土挤出口的长度方向与掏槽长度方向水平，沿掏槽长度方向进行密闭单墙横向打印；逐层堆叠横向打印至距顶最小距离时，将混凝土挤出口水平静置于密闭单墙和顶板之间且靠近施工地点一侧，采用水平挤压方式接顶，得到密闭单墙；S5重复上述步骤打印另一堵密闭单墙，两堵密闭单墙之间用无机发泡充填材填充和结顶，得到密闭墙，实现在煤矿井下联巷高度受限空间密闭墙的快速构建。建。建。
【技术实现步骤摘要】
一种煤矿井下混凝土挡墙的3D打印装置及构筑方法
[0001]本专利技术属于煤矿联巷密闭墙
，具体属于一种煤矿井下混凝土挡墙的3D打印装置及构筑方法，尤其适用于煤矿井下密闭墙快速密闭施工。
技术介绍
[0002]矿山井下开采结束后，为了隔绝采空区避免风流短路、有毒有害气液涌出，需要设置永久密闭隔离墙进行阻断。同时在双巷掘进期间，为了满足通风、运输的需求，主运顺槽和辅运顺槽每隔一定距离需要开掘一条联络巷道，在工作面回采期间，需将工作面前方附近的联巷及时封闭，以切断工作面推过后形成的采空区与外界的联系，保障工作面的安全生产。
[0003]目前矿井联络巷密闭挡墙构筑大多采用传统的人工筑墙方式，传统的密闭构筑方式工作效率低、工人劳动强度大且施工时间长，已不能满足矿井安全高效生产的要求。
技术实现思路
[0004]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种煤矿井下混凝土挡墙的3D打印装置及构筑方法，能在煤矿井下联巷高度受限空间进行墙体快速3D打印，且接顶工艺简单，接顶效果好。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种煤矿井下混凝土挡墙的3D打印构筑方法，包括以下步骤：
[0006]S1联巷密闭墙构筑位置掏槽，选择混凝土挤出口的长度为0.5m～1.0m；
[0007]S2调整混凝土挤出口的长度方向与掏槽长度方向垂直，混合混凝土从混凝土挤出口中挤出进行密闭单墙的纵向打印，一次往复打印完成单层打印作业；
[0008]S3逐层堆叠往复打印至距顶板约0.50m～0.60m时，调整混凝土挤出口的长度方向与掏槽长度方向水平，混合混凝土从混凝土挤出口中挤出，沿掏槽长度方向进行密闭单墙横向打印；
[0009]S4逐层堆叠横向打印至距顶最小距离时，将混凝土挤出口水平静置于密闭单墙和顶板之间且靠近施工地点一侧，采用水平挤压方式接顶，得到密闭单墙；
[0010]S5重复S2～S4进行打印另一堵密闭单墙，两堵密闭单墙之间采用无机发泡充填材填充和结顶，得到密闭墙。
[0011]进一步的，S2中，纵向打印至0.30m～0.40m高度时，垂直于密闭墙墙体在打印墙中部位置放置放水孔接头，放水孔接头长度超出打印墙0.20～0.30m，用于连接放水孔钢管。
[0012]进一步的，S3中，打印至距顶板0.30～0.40m时，垂直于密闭墙墙体在打印墙两侧位置分别放置一观察孔内丝和注氮孔内丝，用于连接观察孔和注氮孔钢管。
[0013]进一步的，S5中，两堵密闭单墙之间的间距为1.0m～3.0m。
[0014]进一步的，S5，采用薄喷材料对密闭墙进行表面喷涂处理，喷涂区域为密闭墙向外的联巷顶板、两帮区域及向外的运输顺槽两边各10m～15m侧帮范围内。
[0015]进一步的，所述混合混凝土包括500g～1000g的水泥，500g～1000g的砂，500g～1000g的石子，1％～3％的减水剂100g～300g的水，1g～3g增稠剂。
[0016]本专利技术提供一种煤矿井下混凝土挡墙的3D打印装置，包括搅拌机构，搅拌机构底部开有混凝土挤出口，混凝土挤出口长度方向与搅拌机构长度方向相同，搅拌机构顶部与旋转机构的一端连接用于调节混凝土挤出口的工作姿态；搅拌机构的锥形扩张口上设置有进料口和增稠剂料口；搅拌机构远离混凝土挤出口的一侧设置有打印头电机用于驱动搅拌机构中的水平推进螺旋杆。
[0017]进一步的，所述旋转机构包括第一旋转马达、第二旋转马达和第三旋转马达，第一旋转马达与机械臂活动连接，第二旋转马达、第三旋转马达与第一旋转马达活动连接，第一旋转马达用于调节挤出口在垂直于机械臂的平面上360
°
旋转；第二旋转马达用于调节挤出口在平行于机械臂的平面上360
°
旋转；第三旋转马达用于调节挤出口在平行于机械臂的平面上360
°
旋转。
[0018]进一步的，所述搅拌机构中的水平推进螺旋杆上设置有螺旋叶片，所述螺旋叶片为正反螺旋搅拌叶片。
[0019]进一步的，所述打印头电机为减速电机。
[0020]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0021]本专利技术提供一种煤矿井下混凝土挡墙的3D打印构筑方法，在密闭单墙初始打印时，调整混凝土挤出口的长度方向与掏槽长度方向垂直，沿掏槽长度方向纵向往复打印实现墙体的快速打印，在距顶板约0.50m～0.60m时，因为煤矿井下密闭墙空间的限制，本专利技术调整混凝土挤出口的长度方向与掏槽长度方向水平，沿掏槽长度方向横向打印，直至距顶的距离小于混凝土挤出口的最小宽度时，将混凝土挤出口水平静置于密闭单墙和顶板之间且靠近施工地点一侧，采用水平挤压方式接顶，得到密闭单墙，本专利技术在煤矿井下联巷高度受限空间进行墙体快速构筑，并且特殊设置水平挤压方式接顶，接顶工艺简单，接顶效果好，只通过调整打印头工作姿态，采用水平向打印挤压从而接顶，省人工、省材料、省时间，可实现密闭墙无模化施工、成型快速、同时大大降低劳动强度，提高构筑效率。
[0022]本专利技术提供的一种煤矿井下混凝土挡墙的3D打印装置，煤矿井下空间极其有限，对打印设备体积要求极高，本专利技术通过旋转机构实现打印头的旋转，调整打印头工作姿态从而实现在煤矿井下密闭墙空间中水平横向打印挤压接顶，能够很好适应煤矿井下密闭墙空间构筑需要；混凝土挤出口直接与混凝土搅拌机构连通，搅拌机构采用推进式搅拌叶片，搅拌机构锥形口扩张处通过推进式搅拌叶片将混凝土与增稠剂混合均匀，输送螺旋结构将混合混凝土输送至混凝土挤出口6保证打印装置实现密闭墙单墙全宽打印、且能在煤矿井下联巷高度受限空间进行墙体快速构筑；
[0023]本专利技术混凝土挤出口的长度为0.5～1.0m，一次往复打印即可实现单墙1.0m～2.0m的全宽打印工作，由于减少了打印次数，减少了结构弱面，成墙效率高，成墙效果好；
[0024]本专利技术装置能实现泵送打印连续操作，能极大降低工人劳动强度，降低施工成本，提高建造施工效率，缩短施工周期。
附图说明
[0025]图1是本专利技术的二次搅拌及挤出装置图。
[0026]图2是本专利技术的密闭墙单墙单层纵向打印顺序图。
[0027]图3是本专利技术的密闭墙单墙接顶打印工艺图。
[0028]图4是本专利技术放水孔、观察孔和注氮孔位置图。
[0029]其中：1.进料口；2.打印头电机；3.增稠剂料口；4.螺旋叶片；5.搅拌机构；6.混凝土挤出口；7.机械臂；8.第一旋转马达；9.第二旋转马达；10.第三旋转马达。
具体实施方式
[0030]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。
[0031]如图1所示，本专利技术提供一种煤矿井下混凝土挡墙的3D打印装置，包括用于支承打印头的机械臂7，与机械臂7连接能将混凝土挤出口6在井下三维空间自由旋转的第一旋转马达8、第二旋转马达9和第三旋转马达10，第一旋转马达8通过法兰与机械臂7连接，用于带动第二旋转马达9、第三旋转马达10和搅拌本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下混凝土挡墙的3D打印构筑方法，其特征在于，包括以下步骤：S1联巷密闭墙构筑位置掏槽，选择混凝土挤出口(6)的长度为0.5m～1.0m；S2调整混凝土挤出口(6)的长度方向与掏槽长度方向垂直，进行密闭单墙的纵向打印，一次往复打印完成单层打印作业；S3逐层堆叠往复打印至距顶板约0.50m～0.60m时，调整混凝土挤出口(6)的长度方向与掏槽长度方向水平，沿掏槽长度方向进行密闭单墙横向打印；S4逐层堆叠横向打印至距顶最小距离时，将混凝土挤出口(6)水平静置于密闭单墙和顶板之间且靠近施工地点一侧，采用水平挤压方式接顶，得到密闭单墙；S5重复S2～S4进行打印另一堵密闭单墙，两堵密闭单墙之间采用无机发泡充填材填充和结顶，得到密闭墙。2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下混凝土挡墙的3D打印构筑方法，其特征在于，S2中，纵向打印至0.30m～0.40m高度时，垂直于密闭墙墙体在打印墙中部位置放置放水孔接头，放水孔接头长度超出打印墙0.20～0.30m，用于连接放水孔钢管。3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下混凝土挡墙的3D打印构筑方法，其特征在于，S3中，打印至距顶板0.30～0.40m时，垂直于密闭墙墙体在打印墙两侧位置分别放置一观察孔内丝和注氮孔内丝，用于连接观察孔和注氮孔钢管。4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下混凝土挡墙的3D打印构筑方法，其特征在于，S5中，两堵密闭单墙之间的间距为1.0m～3.0m。5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下混凝土挡墙的3D打印构筑方法，其特征在于，S5，采用薄喷材料对密闭墙进行表面喷涂处理，喷涂区域为密闭墙向外的联巷顶板、两帮区域及向外的运输顺槽两边各10m～15m侧帮范围内。6.根据权利要求1所述的一种煤矿井下混凝土挡墙的3D打印构筑方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：高少辉，申晓龙，张江波，任亚龙，张建忠，马国伟，刘博栋，曹红旭，张俊涛，刘莎，
申请(专利权)人：渭南陕煤启辰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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