一种煤矿地面移动式自动注浆防灭火装备

本发明专利涉及注浆设备，尤其涉及一种煤矿地面移动式自动注浆防灭火装备。

背景技术：

1、矿井火灾是我国煤矿五大灾害之一，其中90～94％的火灾是由煤自燃引起，对于存在自然发火倾向的煤矿，可采用注浆防灭火的方法进行治理。浆液注入采空区上覆岩层等区域后，得益于其良好的致密性和降温效果，能够有效治理采空区煤自然发火。

2、目前的矿井注浆系统可分为集中注浆系统和分散注浆系统。集中注浆系统适用于开采深度较深、需在地面建立固定注浆站的场合；分散注浆系统包括地面钻孔注浆和井下移动注浆，地面移动注浆系统适用于煤层赋存较浅、注浆地点分布较广的场合，需具备地面钻孔注浆的条件；井下移动注浆适用于井下采区分散、注浆需求量较小以及地面注浆困难的场合。

3、现有地面注浆系统难以兼具移动性和大流量的需求，对于浅埋藏易自燃煤层群多次重叠扰动开采的情况，无法有效解决其采空区煤自然发火的问题。

技术实现思路

1、本发明为了解决浅埋藏煤层群漏风严重、自然发火倾向高的问题，提供一种用于煤矿防灭火的注浆装备，该注浆装备具有大流量、可移动、自动注浆、耐磨损的特点。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

3、本发明提出了一种煤矿地面移动式自动注浆防灭火装备，所述注浆装备包括：

4、供料系统，所述供料系统用于提供混合浆液所需黄土材料，供料系统与制浆系统连通；

5、供水系统，所述供水系统用于提供混合浆液所需清水，供水系统与制浆系统密封连通；

6、制浆系统，所述制浆系统用于搅拌混合制浆，制浆系统出料口与泵送系统密封连通；

7、泵送系统，所述泵送系统用于加压泵送浆液；

8、控制系统，所述控制系统用于控制装备运行过程，控制系统与供料系统、供水系统、制浆系统、泵送系统通过传感器连接；

9、移动总成，移动总成用于搭载系统装备组件。

10、优选地，所述供料系统包括振动给料机、带式输送机；振动给料机用于破碎并制滤黄土、提供注浆材料。振动给料机包括给料机进料口、给料机振动电机、给料机出料口、给料机壳体、给料机振动弹簧、固定底座。振动给料机内设置有过滤筛网，振动电机将黄土破碎并向下抖落，经过滤筛网过滤排渣后落入带式输送机；

11、优选地，所述带式输送机包括固定前段、测重中段、固定后段、输送皮带、拉紧装置、驱动电机、输送机进料口以及输送机出料口；带式输送机倾斜布设，上端进料口与给料机出料口连接，末端出料口与制浆机进料口连接。

12、优选地，所述供水系统包括抽水泵、水带；水泵工作时置于蓄水池内，通过水带和制浆机进水口连通，计量流量计一设置于水带与泵体排水口连接处；

13、优选地，所述水泵包括泵体外壳和用于驱动水泵的水泵电机，泵体和水泵电机分别置于蓄水池内、外，水泵吸水口位于蓄水池底部，水泵排水口位于蓄水池上部；水泵电机运行可将水泵出。

14、优选地，所述制浆系统包括制浆机、滤浆机、集渣箱；制浆机包括制浆机电机、传动皮带、防护罩、搅拌轴、轴封、制浆机进料口、制浆机进水口、制浆机出浆口；搅拌轴具备破碎功能并可拆卸更换，保证制浆机具备破碎黄土并高速制备浆液的能力；轴封设置在搅拌轴与制浆机外壳连接处，为三层盘根两层油封设计，保证浆液不外溢；滤浆机设置在滤浆机筛网末端，浆液在制浆机内混合均匀后进入滤浆机，经过筛网振动分离杂质后，进入集渣箱内并排出；

15、优选地，所述滤浆机包括壳体、底座、连接板、筛框、弹簧、振动电机、出浆口；筛框包括壳体、筛网、筛框压条；壳体与下端底座通过弹簧连接，并通过连接板固定；筛框压条将筛网固定在壳体内，且呈倾斜布置，保证浆液滤渣能够进入所述集渣箱；振动电机设置于壳体上端，与壳体固定连接，通过电机振动带动壳体振动。

16、优选地，所述泵送系统包括储浆罐、注浆泵、变径法兰和输浆管路；储浆罐出浆口与注浆泵吸浆口密封连通；注浆泵出浆口与输浆管路通过所述变径法兰密封连通；储浆罐上端设置有真空泵；

17、优选地，所述注浆泵出浆口尺寸为dn150，输浆管路包括dn150、dn100两种规格，适用不同注浆场合的管径需求，减少注浆损耗；注浆泵出浆口可直接连接dn150规格的输浆管路，用于地表裂隙注浆等大流量场合；所述变径法兰为dn150变dn100，注浆泵可通过变径法兰与dn100规格的输浆管路连接，用于注浆流量较小的场合。

18、优选地，所述控制系统包括plc控制柜、称重传感器、计量流量计、液位监测计；称重传感器设置于供料系统带式输送机皮带下方，用以监测输运黄土质量；计量流量计一设置于供水系统水带内，用以监测清水流量；计量流量计二设置于泵送系统注浆泵出浆口处，用以监测浆液流量；液位监测计一设置于蓄水池内，用以监测蓄水池水位，保证水源充足；液位监测计二设置于泵送系统储浆罐内壁上端，用以监测储浆罐内浆液存量。

19、优选地，所述移动总成包括撬装外壳、拖挂车；撬装外壳放置于拖挂车上并固定，拖挂车移动至注浆地点后，通过撬装外壳上端起吊点，将注浆装备整体移动至地面并开始注浆工作。

20、所述的一种煤矿地面移动式自动注浆防灭火装备的控制方法，包括如下步骤：

21、s1确保黄土存储区黄土存量足够完成此次注浆工作，确保蓄水池内水量足够完成此次注浆工作；

22、s2人工启动plc控制柜，plc控制柜控制振动给料机、制浆机和滤浆机启动；

23、s3装载机运送足量黄土至振动给料机，随后启动抽水泵和带式输送机并设置频率；

24、s4称重传感器实时监测物料输送量是否达到设定目标，若未达到设定目标，则持续运行振动给料机和带式输送机，若达到设定目标，则停止运行振动给料机和带式输送机；计量流量计一实时监测清水输送量是否达到设定目标，若未达到设定目标，则持续运行抽水泵，若达到设定目标，则停止运行抽水泵；

25、s5制浆机搅拌、滤浆机过滤完成之后，将浆液注入储浆罐，启动储浆罐真空泵和注浆泵，液位监测计二实时监测储浆罐内浆液存量，若低于设定目标，则停止运行注浆泵；

26、s6若需要继续注浆，则重复步骤3-5，若停止注浆，则单独持续运行注浆泵至浆液完全排出，再启动抽水泵，向管路中注入清水，清洗管路，清洗完毕后停止所有设备，完成注浆作业。

27、由于采用上述的技术方案，本发明专利的有益效果是：

28、(1)本发明可实现大流量连续注浆，选用高规格柱塞泵泵送浆液，配合振动给料机对黄土进行振动破碎，经过高速制浆机连续制备浆液，提高制浆注浆效率。

29、(2)本发明具备移动性，减少远距离注浆时管路敷设成本，提升注浆效果，利用撬装外壳作为装备载体，将各系统集成至撬装外壳内，避免周边环境影响，一体化程度高；撬装外壳上端设置有吊装点，吊装至拖挂车上固定后，可快速移动到注浆地点施行注浆作业。

30、(3)本发明通过多个液位监测计、计量流量计、称重传感器、plc控制柜等的互相配合实现对整个制浆、注浆过程的土水比调节、过程控制、停机保护等功能，减少人工操作过程，提高制浆效率和可靠性。

31、(4)本发明可降低注浆过程中损耗，通过变径法兰调节注浆泵出口管径，进而减少不同注浆流量下输浆管路内浆液动能损失，有效减缓输浆管路内壁磨损，适配地表裂隙、工作面采空区等不同场合对注浆流量的需求