一种矿山纤维充填系统的制作方法

本申请涉及矿山安全，特别涉及一种矿山纤维充填系统。

背景技术：

1、随着对矿山安全环保的日趋重视，充填采矿法因能保障矿山安全生产并处理矿山固废而得到了大规模推广应用，而矿山充填系统是保证矿山能够采用充填采矿法的重要基础和前提条件。

2、传统的充填采矿方法的充填体属于骨料和胶凝材料以及水的多种材料的结合体，这种材料呈现明显的脆性特征，虽然抗压性较强，但是抗拉和抗弯能力差。由于充填采矿法开采矿山时，充填体除了受压状态外，同时也承受着受拉和受弯剪工况，尤其是当采矿作业在上部底层充填体的保护下进行时，由于上部底层充填体此时本质上成为一道保护梁，充填体受拉和受弯剪作用特别显著，此时充填体极易脆性断裂而破坏失稳，从而影响矿山安全生产，造成人员伤亡/财产损失。

3、因而，亟需提供一种针对上述现有技术不足的技术方案。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种矿山纤维充填系统，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。

2、为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

3、本申请提供一种矿山纤维充填系统，包括：浓密机、胶凝材料仓、搅拌设备、纤维材料仓、泵送设备、充填管道和无动力自旋装置，所述浓密机内装填骨料料浆，所述胶凝材料仓内装填胶凝材料；所述浓密机的出口与所述胶凝材料仓的出口分别与所述搅拌设备的入口相连；所述纤维材料仓内装填多根钢纤维，每根所述钢纤维的直径为\left [ {1,2} \right ]mm，长度为\left [ {20,40} \right ]mm，两端为长宽均为\left [ {3,5} \right ]mm的端部弯钩，且按照所述端部弯钩的相对位置，所述纤维材料仓内装填的多根所述钢纤维分为4类；所述纤维材料仓的出口、所述搅拌设备的出口均与所述充填管道的入口连接；其中，所述搅拌设备与所述充填管道的连接管路上设置所述泵送设备，所述充填管道上按照预设间隔距离布设有多个所述无动力自旋转置；所述无动力自旋装置用于对所述骨料料浆、所述胶凝材料、所述钢纤维的混合充填料浆进行自动搅拌，以使所述钢纤维在所述混合充填料浆中均匀分布；其中，所述钢纤维在所述混合充填料浆中的体积率为\left [ {1\% ,2\% } \right ];4类所述钢纤维按照预设比例在所述混合充填料浆中混合。

4、优选的，所述钢纤维包括：第一类钢纤维、第二类钢纤维、第三类钢纤维和第四类钢纤维；所述第一类钢纤维、所述第二类钢纤维两端的所述端部弯钩位于同一平面内；所述第三类钢纤维、所述第四类钢纤维两端的所述端部弯钩分别位于两个相互垂直的平面内；所述第一类钢纤维两端的所述端部弯钩向同一方向弯曲；所述第二类钢纤维两端的所述端部弯钩向相反方向弯曲；所述第三类钢纤维、所述第四类钢纤维一端的所述端部弯钩的弯曲方向一致，另一端的所述端部弯钩的弯曲方向相反。

5、优选的，所述第一类钢纤维、所述第二类钢纤维、所述第三类钢纤维和所述第四类钢纤维在所述混合充填料浆中按照1:1:4:4的数量比例混合。

6、优选的，所述钢纤维的表面设有多处不规则刻痕。

7、优选的，所述钢纤维的线密度为\left [ {6.1,24.5} \right ]g/m，所述钢纤维的抗拉强度大于;所述钢纤维的弹性模量大于。

8、优选的，所述纤维材料仓为卧式仓结构，长度、宽度均为高度的两倍以上，且底部朝向所述纤维材料仓的出口单向倾斜45度，所述钢纤维在所述纤维材料仓中的堆放高度不超过。

9、优选的，所述纤维材料仓的出口安装有振动给料机，且所述振动给料机的出料板上固定有竖直向上的振捣锤。

10、优选的，所述无动力自旋装置内置于所述充填管道中，且与所述充填管道焊接。

11、优选的，所述无动力自旋装置包括：圆缸和箍环，所述圆缸的两端分别可拆卸安装一个所述箍环；所述圆缸和所述箍环均为两端开口的筒状结构，所述圆缸的内径大于所述箍环的内径；所述圆缸的筒状结构内设置有叶轮，所述叶轮包括：轮轴和搅拌叶片，所述搅拌叶片有多个，多个所述搅拌叶片在轮轴上均布，每个所述搅拌叶片沿所述轮轴的轴向呈螺旋状延伸。

12、优选的，所述搅拌叶片与所述轮轴的走向呈\left [ {10,30} \right ]度锐角。

13、有益效果：

14、本申请实施例提供的矿山纤维充填系统中，在浓密机内装填骨料料浆，胶凝材料仓内装填胶凝材料，浓密机的出口与胶凝材料仓的出口分别与搅拌设备的入口相连；在纤维材料仓内装填多根钢纤维，每根钢纤维的直径为\left [ {1,2} \right ]mm，长度为\left [ {20,40} \right ]mm，两端为长宽均为\left [ {3,5} \right ]mm的端部弯钩，且按照端部弯钩的相对位置，纤维材料仓内装填的多根钢纤维分为4类。在纤维材料仓的出口、搅拌设备的出口均与充填管道的入口连接，在搅拌设备与充填管道的连接管路上设置有泵送设备，充填管道上按照预设间隔距离布设有多个无动力自旋装置；通过无动力自旋装置对骨料料浆、胶凝材料、钢纤维的混合充填料浆进行自动搅拌，使钢纤维在混合充填料浆中均匀分布，其中，钢纤维在混合充填料浆中的体积率为\left [ {1\% ,2\% } \right ]，4类钢纤维按照预设比例在混合充填料浆中混合。

15、籍此，通过无动力自旋装置将钢纤维、骨料料浆和胶凝材料在充填管道中进行搅拌混合，保证混合充填料浆的均匀不离析，有效的将混合充填料浆送至井下进行充填，提高井下充填体的抗压、抗拉和抗弯强度，阻止充填体开了，保证矿山井下的充填和生产安全。

技术特征：

1.一种矿山纤维充填系统，其特征在于，包括：浓密机、胶凝材料仓、搅拌设备、纤维材料仓、泵送设备、充填管道和无动力自旋装置，

2.根据权利要求1所述的矿山纤维充填系统，其特征在于，所述钢纤维包括：第一类钢纤维、第二类钢纤维、第三类钢纤维和第四类钢纤维；

3.根据权利要求2所述的矿山纤维充填系统，其特征在于，所述第一类钢纤维、所述第二类钢纤维、所述第三类钢纤维和所述第四类钢纤维在所述混合充填料浆中按照1:1:4:4的数量比例混合。

4.根据权利要求1所述的矿山纤维充填系统，其特征在于，所述钢纤维的表面设有多处不规则刻痕。

5.根据权利要求1所述的矿山纤维充填系统，其特征在于，所述钢纤维的线密度为，所述钢纤维的抗拉强度大于;所述钢纤维的弹性模量大于。

6.根据权利要求1所述的矿山纤维充填系统，其特征在于，所述纤维材料仓为卧式仓结构，长度、宽度均为高度的两倍以上，且底部朝向所述纤维材料仓的出口单向倾斜45度，所述钢纤维在所述纤维材料仓中的堆放高度不超过。

7.根据权利要求1所述的矿山纤维充填系统，其特征在于，所述纤维材料仓的出口安装有振动给料机，且所述振动给料机的出料板上固定有竖直向上的振捣锤。

8.根据权利要求1所述的矿山纤维充填系统，其特征在于，所述无动力自旋装置内置于所述充填管道中，且与所述充填管道焊接。

9.根据权利要求1-8任一所述的矿山纤维充填系统，其特征在于，所述无动力自旋装置包括：圆缸和箍环，所述圆缸的两端分别可拆卸安装一个所述箍环；

10.根据权利要求8所述的矿山纤维充填系统，其特征在于，所述搅拌叶片与所述轮轴的走向呈度锐角。

技术总结
本申请提供了一种矿山纤维充填系统。该系统中，浓密机内装填骨料料浆，胶凝材料仓内装填胶凝材料，浓密机、胶凝材料仓的出口分别与搅拌设备的入口相连；纤维材料仓内装填钢纤维，每根钢纤维的直径为，长度为，两端为长宽均为的端部弯钩，按照端部弯钩的相对位置，钢纤维分为4类；纤维材料仓、搅拌设备的出口均与充填管道的入口连接，在搅拌设备与充填管道的连接管路上设置泵送设备，充填管道上布设多个无动力自旋装置对骨料料浆、胶凝材料、钢纤维的混合充填料浆进行搅拌，使钢纤维在混合充填料浆中均匀分布，钢纤维在混合充填料浆中的体积率为，4类钢纤维按照预设比例在混合充填料浆中混合。

技术研发人员：王良群,郑彦涛,刘德峰,叶其亮,姜贵川,李家元,龙波,王习兵,廖其令,方瑞梅,余勇
受保护的技术使用者：贵州息烽磷矿有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15