矿井多组分固体颗粒物料管道输送系统论文和设计-吴建臣

全文摘要

本实用新型提供一种矿井多组分固体颗粒物料管道输送系统，包括：地面站、工作面站，所述地面站、工作面站之间设有若干中转站，所述地面站包括地面站料仓，地面站料仓下端通过地面站输料管道连接左地面站压力罐(CT)、右地面站压力罐(CT)，左地面站压力罐(CT)、右地面站压力罐(CT)下端设有星型给料机,中转站包括检测控制系统、中转输送系统，中转输送系统包括中转站料仓(STB)，前端缓冲仓上侧通过管道连接于左中转站压力罐(CT)、右中转压力罐(CT)，所述左中转站压力罐(CT)、右中转压力罐(CT)下端设有螺杆给料机(M2)，本实用新型满足多巷道作业的需要，采用管路分配器将干燥物料分流并输送至不同的作业现场，达到一泵多用的使用效果。

主设计要求

1.一种矿井多组分固体颗粒物料管道输送系统，包括：地面站、工作面站，所述地面站、工作面站之间设有若干中转站，地面站、工作面站与中转站之间通过管道连接，其特征在于：所述地面站包括地面站料仓，所述地面站料仓下端通过地面站输料管道连接左地面站压力罐(CT)、右地面站压力罐(CT)，所述左地面站压力罐(CT)、右地面站压力罐(CT)下端设有星型给料机,星型给料机的出料口上设有地面站下料输料管，所述地面站料仓、左地面站压力罐(CT)、右地面站压力罐(CT)上连接有地面站泄压管，地面站泄压管上设有排气阀(DEK),所述地面站料仓下端的地面站输料管道上设有螺杆输送给料电机(M1)，所述左地面站压力罐(CT)、右地面站压力罐(CT)与星型给料机之间设有卸料阀(DAL),左地面站压力罐(CT)、右地面站压力罐(CT)上端的地面站输料管道上设有装料阀(EK)，星型给料机一端设有给料机压力检测阀(SP)，所述中转站包括检测控制系统、中转输送系统，所述检测控制系统连接控制中转输送系统、地面站，所述检测控制系统阀组柜、供电系统、通讯系统，所述中转输送系统包括中转站料仓(STB)，所述中转站料仓(STB)上端设有高位传感器(HT)、低位传感器(LT)、压力检测传感器(PT)，中转站料仓(STB)一侧连接于地面站下料输料管，中转站料仓(STB)一侧的地面站下料输料管上设有预吹风阀门(FL2)，中转站料仓(STB)与地面站下料输料管之间连接处设有滤芯，所述中转站料仓(STB)下侧设有螺杆给料机(M1)，所述螺杆给料机(M1)的出料口上设有前端缓冲仓，所述前端缓冲仓上设有高位传感器(HT)，前端缓冲仓下端设有预吹风管，预吹风管上设有预吹风控制阀(D1)，所述前端缓冲仓上侧通过管道连接于左中转站压力罐(CT)、右中转压力罐(CT)，所述出料仓上侧的管道上设有装料阀(EK)，所述中转站料仓(STB)、左中转站压力罐(CT)、右中转压力罐(CT)上连接有中转站泄压管，中转站泄压管上设有排气阀(DEK),所述左中转站压力罐(CT)、右中转压力罐(CT)下端设有螺杆给料机(M2)，螺杆给料机(M2)的出料口上设有中转站下料输料管，所述左中转站压力罐(CT)、右中转压力罐(CT)与螺杆给料机(M2)之间设有卸料阀(DAL)。

设计方案

2.根据权利要求1所述的矿井多组分固体颗粒物料管道输送系统，其特征在于：所述左地面站压力罐(CT)、右地面站压力罐(CT)为圆锥体结构，左地面站压力罐(CT)、右地面站压力罐(CT)上端设有高位传感器(HT)、低位传感器(LT)、压力检测传感器(PT)，所述左地面站压力罐(CT)、右地面站压力罐(CT)一侧上方设有加压阀(DA)、下方设有吹风阀(DB)。

3.根据权利要求1所述的矿井多组分固体颗粒物料管道输送系统，其特征在于：所述地面站下料输料管一侧设有预吹风管道，所述预吹风管道上设有预吹风阀门(FL1)，预吹风阀门(FL1)一侧的预吹风管道上设有孔板流量计(OF)、压差阀(PD)、预吹风控制阀(D2)，预吹风阀门(FL1)一侧的预吹风管道上设有预吹风检测阀(PB)。

4.根据权利要求1所述的矿井多组分固体颗粒物料管道输送系统，其特征在于：所述左中转站压力罐(CT)、右中转压力罐(CT)为圆锥体结构，左地面站压力罐(CT)、右地面站压力罐(CT)上端设有高位传感器(HT)、低位传感器(LT)、压力检测传感器(PT)，所述左中转站压力罐(CT)、右中转压力罐(CT)一侧上方设有加压阀(DA)、下方设有吹风阀(DB)。

5.根据权利要求1所述的矿井多组分固体颗粒物料管道输送系统，其特征在于：所述中转站下料输料管一侧设有中转站预吹风管道，所述中转站预吹风管道上设有预吹风阀门(FL1)，预吹风阀门(FL1)一侧的中转站预吹风管道上设有孔板流量计(OF)、压差阀(PD)、预吹风控制阀(D2)，预吹风阀门(FL1)一侧的中转站预吹风管道上设有预吹风检测阀(PB)。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及矿井输送系统技术领域，具体为一种矿井多组分固体颗粒物料管道输送系统。

背景技术

井下矿山掘进及开采，伴随巷道的延伸和矿石开采，需要对巷道及采场进行支护和充填，所用混凝土受运输距离影响需要在井下搅拌，目前水泥多通过汽车沿斜坡道运至井下。该输送方式存在以下问题和缺点：(1)袋装水泥运输过程中受巷道中潮湿空气影响容易受潮，尤其是现场剩余的袋装水泥放置时间一长便会结块，如果使用该水泥则会影响混凝土强度，降低巷道支护强度，容易开裂、掉块，缩短支护寿命，增加返修成本；(2)随着开采深度下降，运输距离增加，斜坡道运输任务繁重，车辆较多，运输水泥的卡车经常遇到堵车现象，导致水泥无法按时送达施工地点。

中国专利公开一种用于矿井的水泥输送系统(公开号CN204844501U)。本实用新型包括设置于矿井巷道内的水泥仓和搅拌机、设置于地面上的空气压缩机，所述空气压缩机通过输送管道与水泥仓进料口连接，水泥仓出料口通过螺旋输送器与搅拌机连接。本实用新型采用空气压缩机和输送管道将地面上的水泥输送至矿井巷道内，通过水泥仓收集水泥，再通过搅拌机搅拌使用，但是其只能实现单组份输送，而且不能进行实时定量控制，使用非常不方便。

发明内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种矿井多组分固体颗粒物料管道输送系统，以解决上述背景技术中的问题。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：矿井多组分固体颗粒物料管道输送系统，包括：地面站、工作面站，所述地面站、工作面站之间设有若干中转站，地面站、工作面站与中转站之间通过管道连接，所述地面站包括地面站料仓，所述地面站料仓下端通过地面站输料管道连接左地面站压力罐(CT)、右地面站压力罐(CT)，所述左地面站压力罐(CT)、右地面站压力罐(CT)下端设有星型给料机,星型给料机的出料口上设有地面站下料输料管，所述地面站料仓、左地面站压力罐(CT)、右地面站压力罐(CT)上连接有地面站泄压管，地面站泄压管上设有排气阀(DEK),所述地面站料仓下端的地面站输料管道上设有螺杆输送给料电机(M1)，所述左地面站压力罐(CT)、右地面站压力罐(CT)与星型给料机之间设有卸料阀(DAL),左地面站压力罐(CT)、右地面站压力罐(CT)上端的地面站输料管道上设有装料阀(EK)，星型给料机一端设有给料机压力检测阀(SP)，所述中转站包括检测控制系统、中转输送系统，所述检测控制系统连接控制中转输送系统、地面站，所述检测控制系统阀组柜、供电系统、通讯系统，所述中转输送系统包括中转站料仓(STB)，所述中转站料仓(STB)上端设有高位传感器(HT)、低位传感器(LT)、压力检测传感器(PT)，中转站料仓(STB)一侧连接于地面站下料输料管，中转站料仓(STB)一侧的地面站下料输料管上设有预吹风阀门(FL2)，中转站料仓(STB)与地面站下料输料管之间连接处设有滤芯，所述中转站料仓(STB)下侧设有螺杆给料机(M1)，所述螺杆给料机(M1)的出料口上设有前端缓冲仓，所述前端缓冲仓上设有高位传感器(HT)，前端缓冲仓下端设有预吹风管，预吹风管上设有预吹风控制阀(D1)，所述前端缓冲仓上侧通过管道连接于左中转站压力罐(CT)、右中转压力罐(CT)，所述出料仓上侧的管道上设有装料阀(EK)，所述中转站料仓(STB)、左中转站压力罐(CT)、右中转压力罐(CT)上连接有中转站泄压管，中转站泄压管上设有排气阀(DEK),所述左中转站压力罐(CT)、右中转压力罐(CT)下端设有螺杆给料机(M2)，螺杆给料机(M2)的出料口上设有中转站下料输料管，所述左中转站压力罐(CT)、右中转压力罐(CT)与螺杆给料机(M2)之间设有卸料阀(DAL)。

所述左地面站压力罐(CT)、右地面站压力罐(CT)为圆锥体结构，左地面站压力罐(CT)、右地面站压力罐(CT)上端设有高位传感器(HT)、低位传感器(LT)、压力检测传感器(PT)，所述左地面站压力罐(CT)、右地面站压力罐(CT)一侧上方设有加压阀(DA)、下方设有吹风阀(DB)。

所述地面站下料输料管一侧设有预吹风管道，所述预吹风管道上设有预吹风阀门(FL1)，预吹风阀门(FL1)一侧的预吹风管道上设有孔板流量计(OF)、压差阀(PD)、预吹风控制阀(D2)，预吹风阀门(FL1)一侧的预吹风管道上设有预吹风检测阀(PB)。

所述左中转站压力罐(CT)、右中转压力罐(CT)为圆锥体结构，左地面站压力罐(CT)、右地面站压力罐(CT)上端设有高位传感器(HT)、低位传感器(LT)、压力检测传感器(PT)，所述左中转站压力罐(CT)、右中转压力罐(CT)一侧上方设有加压阀(DA)、下方设有吹风阀(DB)。

所述中转站下料输料管一侧设有中转站预吹风管道，所述中转站预吹风管道上设有预吹风阀门(FL1)，预吹风阀门(FL1)一侧的中转站预吹风管道上设有孔板流量计(OF)、压差阀(PD)、预吹风控制阀(D2)，预吹风阀门(FL1)一侧的中转站预吹风管道上设有预吹风检测阀(PB)。

与已公开技术相比，本实用新型存在以下优点：本实用新型满足多巷道作业的需要，采用管路分配器将干燥物料分流并输送至不同的作业现场，达到一泵多用的使用效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理图。

图2为本实用新型的地面站结构示意图。

图3为本实用新型的中转站结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，可以两个元件内部的连通，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

如图1-3所示，矿井多组分固体颗粒物料管道输送系统，包括：地面站、工作面站，所述地面站、工作面站之间设有若干中转站，地面站、工作面站与中转站之间通过管道连接。

所述地面站包括地面站料仓，所述地面站料仓11下端通过地面站输料管道连接左地面站压力罐(CT)12、右地面站压力罐(CT)13，所述左地面站压力罐(CT)12、右地面站压力罐(CT)13下端设有星型给料机14,星型给料机14的出料口上设有地面站下料输料管15，所述地面站料仓11、左地面站压力罐(CT)12、右地面站压力罐(CT)13上连接有地面站泄压管17，地面站泄压管17上设有排气阀(DEK),所述地面站料仓11下端的地面站输料管道上设有螺杆输送给料电机(M1)，所述左地面站压力罐(CT)12、右地面站压力罐(CT)13与星型给料机14之间设有卸料阀(DAL),左地面站压力罐(CT)12、右地面站压力罐(CT)上端的地面站输料管道上设有装料阀(EK)，星型给料机14一端设有给料机压力检测阀(SP)。

所述左地面站压力罐(CT)12、右地面站压力罐(CT)13为圆锥体结构，左地面站压力罐(CT)12、右地面站压力罐(CT)13上端设有高位传感器(HT)、低位传感器(LT)、压力检测传感器(PT)，所述左地面站压力罐(CT)12、右地面站压力罐(CT)13一侧上方设有加压阀(DA)、下方设有吹风阀(DB)。

所述地面站下料输料管15一侧设有预吹风管道16，所述预吹风管道16上设有预吹风阀门(FL1)，预吹风阀门(FL1)一侧的预吹风管道16上设有孔板流量计(OF)、压差阀(PD)、预吹风控制阀(D2)，预吹风阀门(FL1)一侧的预吹风管道16上设有预吹风检测阀(PB)。

所述中转站包括检测控制系统、中转输送系统，所述检测控制系统连接控制中转输送系统、地面站，所述检测控制系统阀组柜、供电系统、通讯系统，所述中转输送系统包括中转站料仓(STB)21，所述中转站料仓(STB)21上端设有高位传感器(HT)、低位传感器(LT)、压力检测传感器(PT)，中转站料仓(STB)21一侧连接于地面站下料输料管15，中转站料仓(STB)21一侧的地面站下料输料管15上设有预吹风阀门(FL2)，中转站料仓(STB)21与地面站下料输料管15之间连接处设有滤芯22，所述中转站料仓(STB)21下侧设有螺杆给料机(M1)，所述螺杆给料机(M1)的出料口上设有前端缓冲仓23，所述前端缓冲仓23上设有高位传感器(HT)，前端缓冲仓23下端设有预吹风管，预吹风管上设有预吹风控制阀(D1)，所述前端缓冲仓23上侧通过管道连接于左中转站压力罐(CT)24、右中转压力罐(CT)25，所述出料仓23上侧的管道上设有装料阀(EK)，所述中转站料仓(STB)21、左中转站压力罐(CT)24、右中转压力罐(CT)25上连接有中转站泄压管26，中转站泄压管26上设有排气阀(DEK),所述左中转站压力罐(CT)24、右中转压力罐(CT)25下端设有螺杆给料机(M2)，螺杆给料机(M2)的出料口上设有中转站下料输料管27，所述左中转站压力罐(CT)24、右中转压力罐(CT)25与螺杆给料机(M2)之间设有卸料阀(DAL)。

所述左中转站压力罐(CT)24、右中转压力罐(CT)25为圆锥体结构，左地面站压力罐(CT)12、右地面站压力罐(CT)13上端设有高位传感器(HT)、低位传感器(LT)、压力检测传感器(PT)，所述左中转站压力罐(CT)24、右中转压力罐(CT)25一侧上方设有加压阀(DA)、下方设有吹风阀(DB)。

所述中转站下料输料管27一侧设有中转站预吹风管道28，所述中转站预吹风管道28上设有预吹风阀门(FL1)，预吹风阀门(FL1)一侧的中转站预吹风管道28上设有孔板流量计(OF)、压差阀(PD)、预吹风控制阀(D2)，预吹风阀门(FL1)一侧的中转站预吹风管道28上设有预吹风检测阀(PB)。

本实用新型的工作原理为：

物料输送工作过程中：上下游中转站正常运行时，下一中转站料仓(STB)出现空仓，低位传感器(LT)动作时，下一中转站向本中转站发出要料信号，提示本站准备向下一站输送物料，同理，本中转站的料仓在低位工作状态下，向上一个中转站或地面站发出要料信号。

本中转站接收到下一个中转站发出的要料信号后，下一站料仓的压力检测(PT)正常且入料阀门(FL2)打开，本中转站物料输送管道的预吹风阀门(FL1)打开，开始预吹风，同时风管上的孔板流量计(OF)检测当前风量，若不满足所设定的风量，压差阀(PD)开始动作直至风量满足所设定值。

预吹风100秒(待定)后，启动压力罐下的螺杆给料机(M2)，关闭1#压力罐(CT)的排气阀(DEK)，同时，打开1#压力罐(CT)的吹风阀(DB)和加压阀(DA)，延长20秒(待定)，此时若1#压力罐(CT)上的压力传感器(PT)检测到罐内压力超过物料输送管道压力的200mbar以上，1#压力罐(CT)的卸料阀(DAL)打开，物料在罐内压力和螺杆给料机的作用下开始向物料输送管内输送物料，给到管道的物料在高压风的作用下输送到下一中转站的料仓内，直至1#压力罐(CT)出现空仓，低位传感器(LT)动作并延时5秒(待定)，关闭1#压力罐(CT)的卸料阀(DA)L，打开1#压力罐(CT)的排气阀(DEK)，切换到2#压力罐(CT)输送物料，同时1#压力罐(CT)开始装料准备，以此循环，直至下一站出现满仓信号或故障信号为止。

下一中转站料仓检测到料仓高位信号，即满仓，通知本中转站停止供料。在进入料仓的高压风，包括压力罐排气阀打开的管内压力以及物料输送的压力进入到料仓后均经过料仓的滤芯排出仓外。

若在打开1#压力罐(CT)的吹风阀(DB)和加压阀(DA)，延长20秒(待定)，此时若压力罐上的压力传感器PT检测到1#压力罐罐内压力小于物料输送管道压力的200mbar，说明有阀门或管道出现泄漏情况，该中转站发出故障报警，同时切换到2#压力罐(CT)输送物料。

压力罐装料工作过程中：该站在正常运行时，1#压力罐(CT)空仓的低位传感器(LT)动作，1#压力罐(CT)排气阀(DEK)打开，罐内气体经排气阀和管路回到料仓内，吹风阀(DB)、加压阀(DA)、卸料阀(DAL)关闭，且压力检测(PT)正常，且该罐内的压力大不于料仓压力。

1#压力罐装(CT)仓准备完成后，打开1#压力罐(CT)的装料阀(EK2)，延时5秒(待定)，打开装料吹风阀(D1)，延时5秒(待定)，料位传感器HT未检测到信号，打开物料仓的螺杆输送给料电机(M1)，(M1)螺杆将物料输送到前端缓冲仓里，在高压风的作用下将物料输送到1#压力罐内，直至1#压力罐装满。

检测到1#压力罐(CT)满罐信号，高位传感器HT动作或该罐出现故障时，关闭螺杆输送给料电机(M1)，延时5秒(待定)，关闭吹风阀(D1)，延时5秒(待定)，关闭装料阀(EK2)，停止装罐。若检测2#压力罐(CT)空罐，低位传感器(LT)动作，2#压力罐(CT)装罐，过程同上，并以此循环。

本实用新型输送的物料均为干燥的物料，其物料组成成分包括水泥、沙子、细石子以及添加剂等，干燥的物料由罐装车运输至矿井多组分固体颗粒物料管道输送系统的地面站并经罐装车车载空气压缩机给罐装车的物料罐加压，将罐装车内的物料输送到地面站的料仓内；地面站料仓内的物料经过星型给料机输送到串联压力罐系统中，由干燥过滤的高压空气和自身的重量为输送动力，通过闭式管道输送到矿井井下的中转站，井下中转站起到物料输送系统输送距离接力的作用，每个中转站输送距离约为1000米，超过1000米需要设置一个中转站，通过多个中转站接力的方式，将地面的干燥物料输送到井下需要物料的位置，即为矿井多组分固体颗粒物料管道输送系统的末端，末端为工作面站，可将科学配比的干燥物料利用末端工作面设备进行直接喷浆或加水搅拌充填作业等。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

设计图

矿井多组分固体颗粒物料管道输送系统论文和设计

矿井多组分固体颗粒物料管道输送系统论文和设计-吴建臣

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设计说明书

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