本发明专利技术公开了一种矿物开采用膏体搅拌压力回填装置及膏体回填工艺，包括混料仓、注料装置、调节装置和顶板，混料仓和注料装置管道连通，注料装置和调节装置传动连接，顶板置于矿区内，注料装置和顶板管道连通，注料装置包括充填管，混料仓出口设有填充泵，填充泵和充填管连接，搅拌过程中，注气泵向膏体中注入一定量的气体，形成气泡，在进行膏体填充时，使矿区的待填充区域从下层到上层依次密布越来越多的气泡，待膏体干涸后，保持良好的渗水性能，防止填充区上层积水，造成填充区下层坍缩，同时减少膏体使用量，降低能耗，通过调节装置提供动力，从而对膏体进行辅助机械增压，补偿膏体输送过程中的压力损失，提高膏体填充效率。提高膏体填充效率。提高膏体填充效率。
【技术实现步骤摘要】
一种矿物开采用膏体搅拌压力回填装置及膏体回填工艺
[0001]本专利技术涉及矿物开采回填
，具体为一种矿物开采用膏体搅拌压力回填装置及膏体回填工艺。
技术介绍
[0002]近年来，随着国民经济的不断发展，对各种能源使用量逐渐增大，其中，作为主要的能源——煤炭，使用量大大增加，为了满足能源的消耗，也相应增加了煤炭的开采和使用。
[0003]风电、水电和太阳能等新能源设备，在使用过程中，只需要转化自然资源，技术难度虽然较高，但获取较为简单。然而，火电使用的煤炭，大多需要从地底获取，在煤炭开采过程中，容易破坏耕地、污染水源，开采完成后甚至会导致地表沉陷，不光威胁自然环境，还可能威胁人文环境。
[0004]为了保证煤炭资源的开采安全性，研发了膏体回填工艺，在开采完成后，向矿区内填充膏体，保证矿区开采后的稳定性。膏体一般由一种或多种固体物料与水混合搅拌而成，形成具有一定稳定性、流动性和可塑性的浆体物质。而膏体在输送过程中大多呈柱塞状，在多种混合式膏体里，由于各物质粗糙度不等，在通过管道输送过程中，容易造成分离，破坏搅拌的均匀性，从而影响膏体硬化后的支撑强度。此外，大多数膏体输送装置，输送功率相对一致，但矿区填充时对不同层高的膏体硬化硬度要求不一，填充过量的膏体不但容易造成浪费，还可能导致填充区下层发生坍缩。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种矿物开采用膏体搅拌压力回填装置及膏体回填工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种矿物开采用膏体搅拌压力回填装置，包括混料仓、注料装置、调节装置和顶板，混料仓和注料装置管道连通，注料装置和调节装置传动连接，顶板置于矿区内，注料装置和顶板管道连通，注料装置包括充填管，混料仓出口设有填充泵，填充泵和充填管连接。
[0008]混料仓为主要的原料混合装置，内置螺旋式搅拌轴，通过机械搅拌将原料进行混合形成膏体，搅拌过程中，通过注气泵向膏体中注入一定量的气体，形成气泡，在进行膏体填充时，使矿区的待填充区域从下层到上层依次密布越来越多的气泡，待膏体干涸后，保持良好的渗水性能，防止填充区上层积水，造成填充区下层坍缩，同时减少膏体使用量，降低能耗，通过注料装置对膏体进行增压，填充泵为主要的增压动力源，增压后的膏体通过充填管输送，在填充时，通过顶板将矿区分成若干个分区，依次进行填充，保证每个分区的填充质量，提高矿区填充的使用寿命，通过调节装置提供动力，从而对膏体进行辅助机械增压，补偿膏体输送过程中的压力损失，提高膏体填充效率。
[0009]进一步的，注料装置还包括搅拌仓和螺旋体，充填管远离填充泵一端和搅拌仓管
道连通，搅拌仓上设有二混室，二混室出口端直径渐缩设置，螺旋体置于二混室内，螺旋体和二混室转动连接，调节装置包括转盘、折板、感应线圈和动力电机，螺旋体和转盘传动连接，搅拌仓上设有回转腔，转盘置于回转腔内，转盘上设有分转槽，折板置于分转槽内，折板一端和分转槽转动连接，折板为磁铁材质，感应线圈置于分转槽回转行程末端，动力电机和螺旋体传动连接。
[0010]搅拌仓上的二混室是膏体输送过程的二次搅拌装置，通过动力电机输出转矩带动螺旋体转动，二混室末端渐缩设置，过流面积受限，通过调节动力电机转速改变膏体的压力，螺旋体两端通过轴承支撑，提高旋转平顺性，转盘置于螺旋体上，螺旋体转动过程中带动转盘转动，转盘上设有偏心设置的分转槽，折板和感应线圈都置于分转槽内，折板一端插入分转槽内，在离心力作用下，折板在分转槽内做定轴转动，折板一侧设有卡接弹簧，通过卡接弹簧对折板进行复位，折板为磁铁材质，当折板在离心力作用下转动时，感应线圈做切割磁感线运动，感应线圈上产生感应电流，顶板的注料口位于上端，在通过注料装置注料时，从下层依次向上层填充，下层填充膏体内的气孔最少，向上延伸过程中气孔逐渐增多，在进行膏体输送中，膏体在充填管内做柱塞运动，进入二混室内后，膏体沿二混室壁面和螺旋体表面做摩擦接触，通过动力电机驱动螺旋体转动过程中，在矿区内从下到上的膏体填充时，动力电机输出功率逐渐降低，膏体内混合气泡的数量和膏体对螺旋体的摩擦力呈负相关，即膏体中混合的气泡数量越多，膏体和螺旋体的接触面积越小，摩擦力越小，因此膏体填充过程中，动力电机输出功率逐渐降低，仍能保持螺旋体匀速转动。
[0011]进一步的，螺旋体包括螺旋轴和叶片，叶片沿螺旋轴周向螺旋设置，动力电机外壳和搅拌仓紧固连接，动力电机输出端和螺旋轴传动连接。通过螺旋轴对叶片进行安装，动力电机固定在搅拌仓上，通过齿轮组和螺旋轴传动，叶片沿螺旋轴外表面螺旋布置，从而对膏体进行螺旋输送，叶片数量也可以为多个。
[0012]进一步的，搅拌仓上设有水雾道，注料装置还包括雾化泵，雾化泵和水雾道连通，水雾道远离雾化泵一端和二混室连通。通过水雾道对雾化泵雾化的水体进行引流，顺着水雾道进入二混室内，通过水雾对呈柱塞运动的膏体进行润滑，提高膏体输送效率。
[0013]进一步的，水雾道和二混室的连通位置靠近二混室的进料口一侧。将水雾道出口设置在二混室进口，延长润滑行程，提高膏体输送平顺性。
[0014]进一步的，水雾道沿介质输送方向依次设有收缩段、喉道和扩散段，收缩段、喉道和扩散段依次连通，搅拌仓上设有进气道，进气道和喉道连通，调节装置还包括调节磁铁和电磁铁，搅拌仓上设有截流槽，截流槽位于进气道中段，进气道将截流槽分成两个腔室，调节磁铁和电磁铁分别置于截流槽的两个腔室内，调节磁铁和电磁铁相向布置，进气道下端至截流槽处的直径逐渐递减，调节磁铁末端设有预紧弹簧，预紧弹簧远离调节磁铁一端和截流槽壁面紧固连接；
[0015]通电时：电磁铁和调节磁铁的相向面为异名磁极。
[0016]沿介质输送方向，收缩段直径渐缩设置，在喉道处直径最小，流速最大，压力最小，进气道一端和大气连通，另一端和喉道连通，在喉道处形成负压，通过负压对空气进行卷吸，扩散段直径渐扩设置，膏体在混料仓内混合了部分的气泡，当膏体进入二混室内后，对螺旋体的旋转形成摩擦阻力，动力电机输送额定功率，折板在转盘离心力作用下转动一定角度，当膏体中输入的气体过多时，膏体对螺旋体的摩擦阻力减小，在动力电机额定功率
下，螺旋体转速超过标准值，折板离心力增大，感应线圈上产生反向电流，反向电流产生时，折板转动方向和转盘转动反向相反，根据反向电流大小，增加动力电机输出转速，由于二混室过流截面受限，二混室末端直径渐缩，使膏体压力增大，从而对膏体内的气泡进行增压排气，防止膏体填充时，底端气孔过多，影响结构稳定性；当膏体中输入的气体过少时，在额定功率下，膏体对螺旋体的摩擦阻力增大，螺旋体的转速低于标准值，即折板的离心力无法克服卡接弹簧弹力，在卡接弹簧弹力作用下，使折板转向和转盘转向相同，感应线圈上产生正向电流。
[0017]作为优化，感应线圈和电磁铁电连接。根据正向电流大小控制调节磁铁向远离电磁铁的方向移动，使进气道在调节磁铁的过流截面增大，提高瞬时进气量，从而进行自动补气，降低能耗。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种矿物开采用膏体搅拌压力回填装置，其特征在于：所述回填装置包括混料仓(1)、注料装置(2)、调节装置(3)和顶板(4)，所述混料仓(1)和注料装置(2)管道连通，所述注料装置(2)和调节装置(3)传动连接，所述顶板(4)置于矿区(5)内，所述注料装置(2)和顶板(4)管道连通，所述注料装置(2)包括充填管(21)，所述混料仓(1)出口设有填充泵(22)，所述填充泵(22)和充填管(21)连接。2.根据权利要求1所述的一种矿物开采用膏体搅拌压力回填装置，其特征在于：所述注料装置(2)还包括搅拌仓(23)和螺旋体(24)，所述充填管(21)远离填充泵(22)一端和搅拌仓(23)管道连通，搅拌仓(23)上设有二混室(231)，所述二混室(231)出口端直径渐缩设置，所述螺旋体(24)置于二混室(231)内，螺旋体(24)和二混室(231)转动连接，所述调节装置(3)包括转盘(31)、折板(32)、感应线圈(33)和动力电机(34)，所述螺旋体(24)和转盘(31)传动连接，所述搅拌仓(23)上设有回转腔(235)，所述转盘(31)置于回转腔(235)内，转盘(31)上设有分转槽(311)，所述折板(32)置于分转槽(311)内，折板(32)一端和分转槽(311)转动连接，折板(32)为磁铁材质，所述感应线圈(33)置于分转槽(311)回转行程末端，所述动力电机(34)和螺旋体(24)传动连接。3.根据权利要求2所述的一种矿物开采用膏体搅拌压力回填装置，其特征在于：所述螺旋体(24)包括螺旋轴(241)和叶片(242)，所述叶片(242)沿螺旋轴(241)周向螺旋设置，所述动力电机(34)外壳和搅拌仓(23)紧固连接，动力电机(34)输出端和螺旋轴(241)传动连接。4.根据权利要求3所述的一种矿物开采用膏体搅拌压力回填装置，其特征在于：所述搅拌仓(23)上设有水雾道(232)，所述注料装置(...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯志刚，淡飞龙，
申请(专利权)人：内蒙古伊泰同达煤炭有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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