一种高强度低耗能的煤矿湿喷系统及湿喷方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高强度低耗能的煤矿湿喷系统，包括依次顺序设置的配料机（1）、搅拌机（2）、螺旋式定量配水输送车（3）和湿喷机，所述搅拌机（2）设置在所述配料机（1）的下游，所述螺旋式定量配水输送车（3）设置在所述搅拌机（2）的出料口端，所述湿喷机设置在所述螺旋式定量配水输送车（3）的出料口端。本发明专利技术所述高强度低耗能的煤矿湿喷系统将水、水泥、砂子、石子及各种添加剂实现机械化定量控制，减轻了工人的工作强度，保证了砼性能的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种矿山用具，具体涉及一种用于混凝土喷射的高强度低耗能的煤矿湿喷系统及湿喷方法。
技术介绍
传统湿喷砼机是利用压缩空气，按一定级配合水灰比拌合好的混凝土料，通过输送管经喷射机的喷嘴，以很高的速度喷射出去，从而在受喷面上形成混凝土支护层，是目前喷射混凝土施工作业中的主要设备。喷砼喷头作为混凝土的终端输出设备，必须具有防毒防漏，耐高压耐腐蚀喷砼均匀的基本特性，而目前市场上的喷头多为细长管型，混凝土与速凝剂混合不彻底，且喷出物料发散面过小，造成回弹率大，喷砼面容易坍塌。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有湿喷工艺混凝土的初期强度较低，回弹率大，现场工作环境粉尘大等难题，提供一种强度高，耗能少的用于混凝土喷射的煤矿湿喷系统及湿喷方法。一种高强度低耗能的煤矿湿喷系统，包括依次顺序设置的配料机、搅拌机、螺旋式定量配水输送车和湿喷机，所述搅拌机设置在所述配料机的下游，所述螺旋式定量配水输送车设置在所述搅拌机的出料口端，所述湿喷机设置在所述螺旋式定量配水输送车的出料口端。本专利技术所述的高强度低耗能的煤矿湿喷系统，其中所述配料机设置于地上，所述搅拌机、螺旋式定量配水输送车和湿喷机设置于井下，所述配料机的出料口端通过输送装置和所述搅拌机的进料口端相连；所述配料机包括过滤网和称量装置，所述运输装置为包括密闭运输箱的矿用运输车，所述湿喷机包括通过抗高压输料软管连接的主机和喷头，所述主机与压风机相连，所述喷头与蠕动泵相连；所述配料机为PCW800型配料机，所述搅拌机为MTC150-2型强制式单卧轴砼搅拌机，所述湿喷机为JSB6-G小型湿喷机。本专利技术所述的高强度低耗能的煤矿湿喷系统，其中所述喷头为中空管状结构，其尾部与所述抗高压输料软管相连，在所述抗高压输料软管上设置有橄榄球形的物料混合部，其短轴长度大于所述抗高压输料软管的直径；在所述物料混合部的前端设置有上下两个速凝剂添加管，所述速凝剂添加管的轴线与所述喷头的轴线之间的夹角为锐角。本专利技术所述的高强度低耗能的煤矿湿喷系统，其中所述喷头为从尾部到前端直径逐渐增大的圆柱体，所述喷头尾部的直径与所述输料软管的直径相适应，在所述喷头的前端固定有喷头盖，所述喷头盖为与所述喷头的前端横截面的直径相适应的圆形板状结构，所述喷头盖的中间部分为无喷孔区，其面积占整个喷头盖面积的50?70%，在除所述无喷孔区外的喷头盖的其它部分上均匀设置有多个喷孔。本专利技术所述的高强度低耗能的煤矿湿喷系统，其中所述速凝剂添加管的轴线与所述喷头的轴线之间的夹角为30度；所述喷孔的直径为1cm。本专利技术所述的高强度低耗能的煤矿湿喷系统，其中所述螺旋式定量配水输送车包括车体、安装在所述车体上的车轮和固定在所述车体上的配水输料装置，所述配水输料装置包括:配水输料室，其内部包括螺旋杆，所述螺旋杆由杆体和沿所述杆体的外表面设置的螺旋叶片构成，所述杆体为中空管状结构，中部形成贯通所述杆体的注水通道，所述螺旋叶片的每相邻两个螺旋齿之间形成螺旋槽，在所述螺旋槽上均匀设置有多个供水流出的通孔，将所述注水通道与所述杆体的外部相连通，所述螺旋杆的前端通过抗高压输料软管与湿喷机的主机相连；驱动装置，其输出端通过输水管道与所述配水搅拌室中的螺旋杆的后端连接，所述驱动装置的输入端连接控制单元；水箱，与所述输水管道相连，所述输水管道的一部分贯穿所述水箱的底部，在所述水箱内的输水管道上设置有注水孔；储料斗，其底部的出料口与所述配水搅拌室顶部的进料口相连。本专利技术所述的高强度低耗能的煤矿湿喷系统，其中所述水箱包括注水箱和置于其上部的储水箱，所述输水管道的一部分贯穿在所述注水箱的底部，所述输水管道与所述注水箱两侧接触的部分采用密封轴承进行密封连接，在所述注水箱和储水箱之间设置有过滤装置；在所述储水箱内包括两根电阻，其中一个所述电阻通过电极线与所述驱动装置连接，另一个所述电阻通过电极线与所述控制单元相连；所述控制单元和所述驱动装置分别与电源相连；所述电阻距离所述储水箱的底部距离为2?3cm，距离所述储水箱的侧壁距离在15cm以上，所述两个电阻之间的距离为15cm以上。本专利技术所述的高强度低耗能的煤矿湿喷系统，其中所述储料斗的底部设置有可抽出的物料挡板；所述配水输料装置还包括储料斗缓冲板，其一端固定在所述配水输料室的顶部，另一端与所述储料斗的底部相铰接，所述储料斗可向所述储料斗缓冲板的方向翻转；在靠近所述储料斗的出料口一侧设置有承重机构，与所述储料斗相接触。本专利技术所述的高强度低耗能的煤矿湿喷系统，其中所述通孔的直径为1mm，每两个相邻所述通孔之间的距离为10?15mm ;所述驱动装置为电机，所述控制单元为单片机。一种采用本专利技术所述高强度低耗能的煤矿湿喷系统进行的湿喷方法，包括如下步骤:步骤一、将原料置于配料机中，所述配料机中的称量装置对原料的各个组份进行准确称量，过滤网对尾砂进行过滤，使其粒径小于等于10_，搅拌混合均匀，得到混合干料I ;所述原料由如下重量百分比的物质组成:普通水泥熟料63% ;尾砂28% ;石膏2.6% ;芒€0.45% ;明矾石 2.1% ;石灰 0.55%，脲素 1.5%，甲醛 1.8%;步骤二、将所述混合干料I装入密闭运输箱中，由矿用运输车将其运输至井下，将所述混合干料I卸入搅拌机中，加入所述混合干料I质量的2%的高效减水剂，充分混合搅拌得到混合干料II，所述搅拌机的转速为800Y/min?1400Y/min ；步骤三、从所述搅拌机的出料口输送出来的所述混合干料II进入到螺旋式定量配水输送车，所述螺旋式定量配水车依据螺旋杆的转速，调节注水量及注水速率，完成定量配水，注水量与所述混合干料II的质量比为0.25?0.31:1，配水后得到混合湿料I ;步骤四、所述混合湿料I进入湿喷机的主机，同时压风机向所述主机压风，将所述混合湿料I由抗高压输料软管压至喷头，在所述抗高压输料软管上设置有橄榄球形的物料混合部，在其前端设置有上下两个速凝剂添加管，蠕动泵将速凝剂通过所述速凝剂添加管输送至所述物料混合部内，与所述混合湿料I混合得到混合湿料II，由所述喷头将所述混合湿料II喷射到墙面上，完成湿喷过程。本专利技术高强度低耗能的煤矿湿喷系统与现有技术不同之处在于:本专利技术所述高强度低耗能的煤矿湿喷系统中的配料机包括称量装置和过滤装置，保证原料的定量加入，也保证了加入的尾砂的粒径在合理范围内，原料质量优良，不卡壳、不堵喷头；本专利技术所述系统将水、水泥、砂子、石子及各种添加剂实现机械化定量控制，减轻了工人的工作强度，保证了砼性能的稳定性；外扩型喷头使湿喷砼喷射速度快，每小时可喷射6m3，工作效率提高，砼密实度高，强度均匀稳定，减小回弹率，椭球形的混合部和双速凝剂入口对冲，保证了砼与速凝剂的充分混合，早期强度高，能起到临时支护、封闭围岩的作用，保证了施工安全。本专利技术所述系统将靠近喷头尾部的输料软管的内径扩大，使之呈橄榄球形球体，速凝剂添加管连接在所述橄榄球形球体的前端，速凝剂添加管的轴线与喷头的轴线呈锐角；此设计是为了增大混合空间，充分混合混凝土与速凝剂，且速凝剂添加管的轴线与喷头轴线设计成锐角后，速凝剂更容易被高速流动的混凝土流体吸入喷头管道，回弹少；蠕动泵能保证速凝剂的定量添加；所述喷头具有多个喷孔，使喷出的混泥土 (等同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度低耗能的煤矿湿喷系统，其特征在于：包括依次顺序设置的配料机（1）、搅拌机（2）、螺旋式定量配水输送车（3）和湿喷机，所述搅拌机（2）设置在所述配料机（1）的下游，所述螺旋式定量配水输送车（3）设置在所述搅拌机（2）的出料口端，所述湿喷机设置在所述螺旋式定量配水输送车（3）的出料口端。

【技术特征摘要】
1.一种高强度低耗能的煤矿湿喷系统，其特征在于:包括依次顺序设置的配料机(I)、搅拌机(2 )、螺旋式定量配水输送车(3 )和湿喷机，所述搅拌机(2 )设置在所述配料机(I)的下游，所述螺旋式定量配水输送车(3)设置在所述搅拌机(2)的出料口端，所述湿喷机设置在所述螺旋式定量配水输送车(3)的出料口端。2.根据权利要求1所述的高强度低耗能的煤矿湿喷系统，其特征在于:所述配料机(I)设置于地上，所述搅拌机(2)、螺旋式定量配水输送车(3)和湿喷机设置于井下，所述配料机(I)的出料口端通过输送装置和所述搅拌机(2 )的进料口端相连；所述配料机(I)包括过滤装置和称量装置，所述运输装置为包括密闭运输箱的矿用运输车，所述湿喷机包括通过抗高压输料软管(8)连接的主机(4)和喷头(5)，所述主机(4)与压风机(6)相连，所述喷头(5)与蠕动泵(7)相连；所述配料机(I)为PCW800型配料机，所述搅拌机(2)为MTC150-2型强制式单卧轴砼搅拌机，所述湿喷机为JSB6-G小型湿喷机。3.根据权利要求1或2所述的高强度低耗能的煤矿湿喷系统，其特征在于:所述喷头(5)为中空管状结构，其尾部与所述抗高压输料软管(8)相连，在所述抗高压输料软管(8)上设置有橄榄球形的物料混合部(9)，其短轴长度大于所述抗高压输料软管(8)的直径；在所述物料混合部(9)的前端设置有上下两个速凝剂添加管(10)，所述速凝剂添加管(10)的轴线与所述喷头(5)的轴线之间的夹角为锐角。4.根据权利要求3所述的高强度低耗能的煤矿湿喷系统，其特征在于:所述喷头(5)为从尾部到前端直径逐渐增大的圆柱体，所述喷头(5)尾部的直径与所述输料软管(8)的直径相适应，在所述喷头(5)的前端固定有喷头盖(11)，所述喷头盖(11)为与所述喷头(5)的前端横截面的直径相适应的圆形板状结构，所述喷头盖(11)的中间部分为无喷孔区(31)，其面积占整个喷头盖(11)面积的50~70%，在除所述无喷孔区(31)外的喷头盖(11)上均匀设置有多个喷孔( 12)。5.根据权利要求4所述的高强度低耗能的煤矿湿喷系统，其特征在于:所述速凝剂添加管(10)的轴线与所述喷头(5)的轴线之间的夹角为30度；所述喷孔(12)的直径为1cm。6.根据权利要求1或2所述的高强度低耗能的煤矿湿喷系统，其特征在于:所述螺旋式定量配水输送车包括车体(13)、安装在所述车体(13)上的车轮(14)和固定在所述车体(13)上的配水输料装置，所述配水输料装置包括: 配水输料室，其内部包括螺旋杆(15)，所述螺旋杆(15)由杆体(16)和沿所述杆体(16)的外表面设置的螺旋叶片(18)构成，所述杆体(16)为中空管状结构，中部形成贯通所述杆体(16)的注水通道(17)，所述螺旋叶片(18)的每相邻两个螺旋齿之间形成螺旋槽，在所述螺旋槽上均匀设置有多个供水流出的通孔(19)，将所述注水通道(17)与所述杆体(16)的外部相连通，所述螺旋杆(15)的前端通过抗高压输料软管(8)与湿喷机的主机(4)相连； 驱动装置(20)，其输出端通过输水管道(21)与所述配水搅拌室中的螺旋杆(15)的后端连接，所述驱动装置(20)的输入端连接控制单元；水箱，与所述输水管道(21)相连，所述输水管道(21)的一部分贯穿所述水箱的底部，在所述水箱内的输水管...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯飞胜，成云海，曹光泽，汪颖，朱萌萌，孙振平，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：