CN218776871U - 一种高速公路地下煤矿采空区钻孔注浆作业用制浆装置 - Google Patents

Abstract

一种高速公路地下煤矿采空区钻孔注浆作业用制浆装置，原料单元中，粉煤灰罐的粉煤灰出料口位于粉煤灰输料机的盛料箱顶部；水泥罐的水泥出料口位于水泥输料机的盛料箱顶部；输料单元中，水泥输料机的出料筒连接于一级搅拌单元的水泥进料口；粉煤灰输料机的出料筒连接于一级搅拌单元的粉煤灰进料口；一级搅拌单元的出料管连接于二级搅拌单元的进料管，二级搅拌单元的出料管连接于注浆机械。本实用新型提供的一种储料‑制浆‑储浆的装置，通过将原料单元、输料单元、一级搅拌单元、二级搅拌单元以及相应的连通结构进行连通，提高了设备的空间利用率，减少了工作量，施工成本低，环保效果好。本实用新型设计合理、结构简单，适合大规模推广。

Description

一种高速公路地下煤矿采空区钻孔注浆作业用制浆装置

技术领域

本实用新型涉及交通道路施工技术领域，尤其是一种高速公路地下煤矿采空区钻孔注浆作业用钻头。

背景技术

采空区是某一空间的绝大部分地下煤矿、矿床、矿物采集完成后所留下的区域，而煤矿采集完成后所留下的区域就是煤矿采空区。我国部分地区高速公路建设项目经常会经过煤矿采空区，对采空区的处理成为了施工技术人员必须掌握的内容。

采空区治理一般根据地质条件、道路条件、施工条件等，选择技术可行、经济合理、满足进度要求的方法。采空区治理方法主要包括注浆法和非注浆法，非注浆法主要包括砌筑法、开挖回填法和桥跨法。

其中，注浆法是指向地基土中填充能够将空间内部或者表面空隙填满以及使矿物质沉积于空隙间的浆状材料，材料水分蒸发后可提高物体的强度或防渗透性。注浆法适用范围较广，主要有提高地基承载力、帷幕、防止地表下沉、防止滑坡等作用。

实用新型内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种高速公路地下煤矿采空区钻孔注浆作业用制浆装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高速公路地下煤矿采空区钻孔注浆作业用制浆装置，包括有原料单元1、输料单元2、一级搅拌单元3和二级搅拌单元4；

原料单元1中，粉煤灰罐104的粉煤灰出料口112位于粉煤灰输料机22的盛料箱203顶部；水泥罐105的水泥出料口113位于水泥输料机21的盛料箱203顶部；

输料单元2中，水泥输料机21的出料筒206连接于一级搅拌单元3的水泥进料口312；粉煤灰输料机22的出料筒206连接于一级搅拌单元3的粉煤灰进料口311；

一级搅拌单元3的出料管A309连接于二级搅拌单元4的进料管401，二级搅拌单元4的出料管B402连接于注浆机械。

本实用新型还具有以下附加技术特征：

作为本实用新型技术方案进一步具体优化的：

原料单元1包括有灌料爬梯101，灌料爬梯101的两侧分别设置有粉煤灰罐104和水泥罐105；

所述粉煤灰罐104的底部设置有粉煤灰罐支架102，所述粉煤灰罐104呈圆柱状罐体结构，粉煤灰罐104左侧底部设置有粉煤灰出料口112，粉煤灰罐104右侧顶部设置有粉煤灰灌料口106，粉煤灰罐104中间顶部设置有泄压口II108；粉煤灰罐104两侧顶部还设置有吊耳II110；

所述水泥罐105的底部设置有水泥罐支架103，所述水泥罐105呈圆柱状罐体结构，水泥罐105左侧底部设置有水泥出料口113，水泥罐105右侧顶部设置有水泥灌料口107，水泥罐105中间顶部设置有泄压口I109；水泥罐105两侧顶部还设置有吊耳I111。

作为本实用新型技术方案进一步具体优化的：

输料单元2包括有水泥输料机21和粉煤灰输料机22；所述水泥输料机21和所述粉煤灰输料机22的结构相同；

所述水泥输料机21包括有水泥底座201，水泥底座201上部设置有输料机机架202，输料机机架202上设置有盛料箱203，盛料箱203的底部设置有旋转绞龙，旋转绞龙的后部设置有输料筒204，输料筒204的后部设置有出料筒206，输料筒204上还设置有防堵盒205。

作为本实用新型技术方案进一步具体优化的：

一级搅拌单元3包括有搅拌机壳体301，搅拌机壳体301的底部一侧设置有出料管A309，搅拌机壳体301的顶部一侧设置有注水口310；

搅拌机壳体301的顶端呈开口状，搅拌机壳体301的顶端安装固定有搅拌机机架303，搅拌机机架303上设置有搅拌机盖体302，搅拌机盖体302上设置有粉煤灰进料口311和水泥进料口312；搅拌机机架303的中心处设置有搅拌轴输入端304，搅拌机机架303的一侧设置有伺服电机306，伺服电机306通过皮带305连接于搅拌轴输入端304；搅拌轴输入端304的下部连接于搅拌轴307，搅拌轴307的底部安装有搅拌叶片308；

作为本实用新型技术方案进一步具体优化的：

搅拌叶片308包括有叶片套筒3085，叶片套筒3085外套并固定于搅拌轴307的底部；叶片套筒3085外周阵列有呈弯折状的搅拌叶。

作为本实用新型技术方案进一步具体优化的：

所述搅拌叶包括有第一弯折部3081、第二弯折部3082、第三弯折部3083；

所述第一弯折部3081和第二弯折部3082的夹角为120°，所述第二弯折部3082和第三弯折部3083的夹角为120°。

作为本实用新型技术方案进一步具体优化的：

所述第一弯折部3081、第二弯折部3082、第三弯折部3083上设置有若干个贯穿于搅拌叶的混流孔3084。

作为本实用新型技术方案进一步具体优化的：

还包括有PLC控制***，所述PLC控制***包括有：安装于粉煤灰出料口112的流量计，安装于粉煤灰输料机22旋转绞龙的电磁阀，安装于水泥出料口113的流量计，安装于水泥输料机21l旋转绞龙的电磁阀，安装于一级搅拌单元3的注水口310的流量计，安装于一级搅拌单元3的伺服电机306的电磁阀，安装于二级搅拌单元4的进料管401的流量计，安装于二级搅拌单元4的伺服电机306的电磁阀，安装于二级搅拌单元4的出料管B402的流量计。

本实用新型和现有技术相比，其优点在于：

优点1：本实用新型提供的一种储料-制浆-储浆的装置，通过将原料单元1、输料单元2、一级搅拌单元3、二级搅拌单元4以及相应的连通结构进行连通，提高了设备的空间利用率，减少了工作量，施工成本低，环保效果好。本实用新型设计合理、结构简单，适合大规模推广。

优点2：本实用新型提供的PLC控制***的设置，可以使得制浆过程实现智能化和自动化，出料上料制浆自动完成，生产效率高，操作简单，需求人工数量少，劳动强度低，满足生产需求。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的制浆装置整体结构示意图；

图2为本实用新型的原料单元1结构示意图；

图3为本实用新型的输料单元2结构示意图；

图4为本实用新型的一级搅拌单元3和二级搅拌单元4剖视结构示意图；

图5为本实用新型的一级搅拌单元3和二级搅拌单元4俯视结构示意图；

图6为本实用新型的搅拌叶片308结构示意图；

图7为本实用新型的搅拌叶片308结构示意图；

图8为本实用新型的PLC控制***结构示意图。

附图标记说明：原料单元1；输料单元2；一级搅拌单元3；二级搅拌单元4；灌料爬梯101；粉煤灰罐支架102；水泥罐支架103；粉煤灰罐104；水泥罐105；粉煤灰灌料口106；水泥灌料口107；泄压口II108；泄压口I109；吊耳II110；吊耳I111；水泥底座201；输料机机架202；盛料箱203；输料筒204；出料筒206；搅拌机壳体301；搅拌机盖体302；搅拌机机架303；搅拌轴输入端304；皮带305；伺服电机306；搅拌轴307；搅拌叶片308；出料管A309；注水口310；粉煤灰进料口311；第一弯折部3081；第二弯折部3082；第三弯折部3083；混流孔3084；叶片套筒3085。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型公开的示例性实施例，这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。虽然附图中显示了本实用新型公开的示例性实施例，然而应当理解，本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。

实施例1

一种高速公路地下煤矿采空区钻孔注浆作业用制浆装置，如图1所示，包括有原料单元1、输料单元2、一级搅拌单元3和二级搅拌单元4。

原料单元1中，粉煤灰罐104的粉煤灰出料口112位于粉煤灰输料机22的盛料箱203顶部；水泥罐105的水泥出料口113位于水泥输料机21的盛料箱203顶部；

输料单元2中，如图5所示，水泥输料机21的出料筒206连接于一级搅拌单元3的水泥进料口312；粉煤灰输料机22的出料筒206连接于一级搅拌单元3的粉煤灰进料口311；

一级搅拌单元3的出料管A309连接于二级搅拌单元4的进料管401，二级搅拌单元4的出料管B402连接于注浆机械。注浆机械宜采用变档定量泵，其额定排浆量不小于200L/min，注浆泵压力应大于注浆最大设计压力的1.5倍。

如图2所示，原料单元1包括有灌料爬梯101，灌料爬梯101的两侧分别设置有粉煤灰罐104和水泥罐105；粉煤灰罐104和水泥罐105作为原料存储装置，满足防潮、防雨要求；同时粉煤灰罐104和水泥罐105所在位置场地应平整，以满足散装水泥及粉煤灰拉运车辆的通行及停放。

所述粉煤灰罐104的底部设置有粉煤灰罐支架102，所述粉煤灰罐104呈圆柱状罐体结构，粉煤灰罐104左侧底部设置有粉煤灰出料口112，粉煤灰罐104右侧顶部设置有粉煤灰灌料口106，粉煤灰罐104中间顶部设置有泄压口II108；粉煤灰罐104两侧顶部还设置有吊耳II110；

所述水泥罐105的底部设置有水泥罐支架103，所述水泥罐105呈圆柱状罐体结构，水泥罐105左侧底部设置有水泥出料口113，水泥罐105右侧顶部设置有水泥灌料口107，水泥罐105中间顶部设置有泄压口I109；水泥罐105两侧顶部还设置有吊耳I111；

如图3所示，

输料单元2包括有水泥输料机21和粉煤灰输料机22；所述水泥输料机21和所述粉煤灰输料机22的结构相同；

所述水泥输料机21包括有水泥底座201，水泥底座201上部设置有输料机机架202，输料机机架202上设置有盛料箱203，盛料箱203的底部设置有旋转绞龙，旋转绞龙的后部设置有输料筒204，输料筒204的后部设置有出料筒206，输料筒204上还设置有防堵盒205；

如图4所示，一级搅拌单元3要求能满足正常施工要求，搅拌后的浆液应均匀，符合设计要求，一次搅拌量1.0～2.0m³。

一级搅拌单元3包括有搅拌机壳体301，搅拌机壳体301的底部一侧设置有出料管A309，搅拌机壳体301的顶部一侧设置有注水口310，注水口310通过水泵外接蓄水池。且应根据施工注浆总量需要，建立数个蓄水池，以保证正常施工，蓄水池建筑规模及要求视工地具体情况而定。

搅拌机壳体301的顶端呈开口状，搅拌机壳体301的顶端安装固定有搅拌机机架303，搅拌机机架303上设置有搅拌机盖体302，搅拌机盖体302上设置有粉煤灰进料口311和水泥进料口312；搅拌机机架303的中心处设置有搅拌轴输入端304，搅拌机机架303的一侧设置有伺服电机306，伺服电机306通过皮带305连接于搅拌轴输入端304；搅拌轴输入端304的下部连接于搅拌轴307，搅拌轴307的底部安装有搅拌叶片308；

如图6所示，搅拌叶片308包括有叶片套筒3085，叶片套筒3085外套并固定于搅拌轴307的底部；叶片套筒3085外周阵列有呈弯折状的搅拌叶。

如图6所示，所述搅拌叶包括有第一弯折部3081、第二弯折部3082、第三弯折部3083；

如图6所示，所述搅拌叶包括有第一弯折部3081、第二弯折部3082、第三弯折部3083上设置有若干个贯穿于搅拌叶的混流孔3084。

如图7所示，所述第一弯折部3081和第二弯折部3082的夹角为120°，所述第二弯折部3082和第三弯折部3083的夹角为120°。

实施例1制浆装置的工作原理：

粉煤灰罐104中的粉煤灰通过粉煤灰出料口112，泄料于粉煤灰输料机22的盛料箱203中；水泥罐105的水泥通过水泥出料口113，泄料于水泥输料机21的盛料箱203中。

粉煤灰输料机22的粉煤灰输送至一级搅拌单元3的粉煤灰进料口311；水泥输料机21的水泥输送至一级搅拌单元3的水泥进料口312；

一级搅拌单元3中，通过注水口310进行注水，然后对粉煤灰和水泥进行搅拌，搅拌后的初级浆液经由出料管A309进入二级搅拌单元4的进料管401，二级搅拌单元4对初级浆液进行再次搅拌，得到注浆浆液。

实施例2

如图8所示，在实施例1的基础上，制浆装置还包括有PLC控制***，所述PLC控制***包括有：安装于粉煤灰出料口112的流量计，安装于粉煤灰输料机22旋转绞龙的电磁阀，安装于水泥出料口113的流量计，安装于水泥输料机21l旋转绞龙的电磁阀，安装于一级搅拌单元3的注水口310的流量计，安装于一级搅拌单元3的伺服电机306的电磁阀，安装于二级搅拌单元4的进料管401的流量计，安装于二级搅拌单元4的伺服电机306的电磁阀，安装于二级搅拌单元4的出料管B402的流量计。

实施例2制浆装置的工作原理：

粉煤灰罐104中的粉煤灰通过粉煤灰出料口112，泄料于粉煤灰输料机22的盛料箱203中；通过安装于粉煤灰出料口112的流量计，控制粉煤灰输料机22的盛料箱203中粉煤灰的重量。

水泥罐105的水泥通过水泥出料口113，泄料于水泥输料机21的盛料箱203中，通过安装于水泥出料口113的流量计，控制水泥输料机21的盛料箱203中水泥的重量。

通过安装于粉煤灰输料机22旋转绞龙的电磁阀，控制旋转绞龙工作，将粉煤灰输料机22的粉煤灰输送至一级搅拌单元3的粉煤灰进料口311。

通过安装于水泥输料机21l旋转绞龙的电磁阀，控制旋转绞龙工作，将水泥输料机21的水泥输送至一级搅拌单元3的水泥进料口312。

通过安装于一级搅拌单元3的注水口310的流量计，控制注水量。

通过安装于一级搅拌单元3的伺服电机306的电磁阀，控制伺服电机306工作，对粉煤灰和水泥进行搅拌。

通过安装于出料管A309与出料管A309之间的浆液泵，将搅拌后的初级浆液经由出料管A309进入二级搅拌单元4的进料管401。

通过安装于二级搅拌单元4的进料管401的流量计，控制进入二级搅拌单元4的初级浆液量。

通过安装于二级搅拌单元4的伺服电机306的电磁阀，控制伺服电机306工作，二级搅拌单元4对初级浆液进行再次搅拌，得到注浆浆液。

通过安装于二级搅拌单元4的出料管B402的流量计，控制进入注浆机械的注浆浆液量。注浆浆液为水泥粉煤灰浆，其水固比为1:1.0～1:1.3，桥梁段水泥占固相的30%，粉煤灰占固相的70%，路基段水泥占固相的15%，粉煤灰占固相的85%。

PLC控制***的设置，可以使得制浆过程实现智能化和自动化，出料上料制浆自动完成，生产效率高，操作简单，需求人工数量少，劳动强度低，满足生产需求。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以上对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

Claims (8)

1.一种高速公路地下煤矿采空区钻孔注浆作业用制浆装置，其特征在于：包括有原料单元（1）、输料单元（2）、一级搅拌单元（3）和二级搅拌单元（4）；

原料单元（1）中，粉煤灰罐（104）的粉煤灰出料口（112）位于粉煤灰输料机（22）的盛料箱（203）顶部；水泥罐（105）的水泥出料口（113）位于水泥输料机（21）的盛料箱（203）顶部；

输料单元（2）中，水泥输料机（21）的出料筒（206）连接于一级搅拌单元（3）的水泥进料口（312）；粉煤灰输料机（22）的出料筒（206）连接于一级搅拌单元（3）的粉煤灰进料口（311）；

一级搅拌单元（3）的出料管A（309）连接于二级搅拌单元（4）的进料管（401），二级搅拌单元（4）的出料管B（402）连接于注浆机械。

2.根据权利要求1所述的高速公路地下煤矿采空区钻孔注浆作业用制浆装置，其特征在于：

原料单元（1）包括有灌料爬梯（101），灌料爬梯（101）的两侧分别设置有粉煤灰罐（104）和水泥罐（105）；

所述粉煤灰罐（104）的底部设置有粉煤灰罐支架（102），所述粉煤灰罐（104）呈圆柱状罐体结构，粉煤灰罐（104）左侧底部设置有粉煤灰出料口（112），粉煤灰罐（104）右侧顶部设置有粉煤灰灌料口（106），粉煤灰罐（104）中间顶部设置有泄压口II（108）；粉煤灰罐（104）两侧顶部还设置有吊耳II（110）；

所述水泥罐（105）的底部设置有水泥罐支架（103），所述水泥罐（105）呈圆柱状罐体结构，水泥罐（105）左侧底部设置有水泥出料口（113），水泥罐（105）右侧顶部设置有水泥灌料口（107），水泥罐（105）中间顶部设置有泄压口I（109）；水泥罐（105）两侧顶部还设置有吊耳I（111）。

3.根据权利要求1所述的高速公路地下煤矿采空区钻孔注浆作业用制浆装置，其特征在于：

输料单元（2）包括有水泥输料机（21）和粉煤灰输料机（22）；所述水泥输料机（21）和所述粉煤灰输料机（22）的结构相同；

所述水泥输料机（21）包括有水泥底座（201），水泥底座（201）上部设置有输料机机架（202），输料机机架（202）上设置有盛料箱（203），盛料箱（203）的底部设置有旋转绞龙，旋转绞龙的后部设置有输料筒（204），输料筒（204）的后部设置有出料筒（206），输料筒（204）上还设置有防堵盒（205）。

4.根据权利要求1所述的高速公路地下煤矿采空区钻孔注浆作业用制浆装置，其特征在于：

一级搅拌单元（3）包括有搅拌机壳体（301），搅拌机壳体（301）的底部一侧设置有出料管A（309），搅拌机壳体（301）的顶部一侧设置有注水口（310）；

搅拌机壳体（301）的顶端呈开口状，搅拌机壳体（301）的顶端安装固定有搅拌机机架（303），搅拌机机架（303）上设置有搅拌机盖体（302），搅拌机盖体（302）上设置有粉煤灰进料口（311）和水泥进料口（312）；搅拌机机架（303）的中心处设置有搅拌轴输入端（304），搅拌机机架（303）的一侧设置有伺服电机（306），伺服电机（306）通过皮带（305）连接于搅拌轴输入端（304）；搅拌轴输入端（304）的下部连接于搅拌轴（307），搅拌轴（307）的底部安装有搅拌叶片（308）。

5.根据权利要求4所述的高速公路地下煤矿采空区钻孔注浆作业用制浆装置，其特征在于：

搅拌叶片（308）包括有叶片套筒（3085），叶片套筒（3085）外套并固定于搅拌轴（307）的底部；叶片套筒（3085）外周阵列有呈弯折状的搅拌叶。

6.根据权利要求5所述的高速公路地下煤矿采空区钻孔注浆作业用制浆装置，其特征在于：

所述搅拌叶包括有第一弯折部（3081）、第二弯折部（3082）、第三弯折部（3083）；

所述第一弯折部（3081）和第二弯折部（3082）的夹角为120°，所述第二弯折部（3082）和第三弯折部（3083）的夹角为120°。

7.根据权利要求6所述的高速公路地下煤矿采空区钻孔注浆作业用制浆装置，其特征在于：

所述第一弯折部（3081）、第二弯折部（3082）、第三弯折部（3083）上设置有若干个贯穿于搅拌叶的混流孔（3084）。

8.根据权利要求1所述的高速公路地下煤矿采空区钻孔注浆作业用制浆装置，其特征在于：还包括有PLC控制***，所述PLC控制***包括有：安装于粉煤灰出料口（112）的流量计，安装于粉煤灰输料机（22）旋转绞龙的电磁阀，安装于水泥出料口（113）的流量计，安装于水泥输料机（21）旋转绞龙的电磁阀，安装于一级搅拌单元（3）的注水口（310）的流量计，安装于一级搅拌单元（3）的伺服电机（306）的电磁阀，安装于二级搅拌单元（4）的进料管（401）的流量计，安装于二级搅拌单元（4）的伺服电机（306）的电磁阀，安装于二级搅拌单元（4）的出料管B（402）的流量计。

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