一种井下可移动式注浆方法转让专利

申请号 : CN201810484125.4

文献号 : CN108716421B

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相似专利:

发明人 : 文虎邓军郑学召金永飞翟小伟郭军李诚康吴文庆许延辉刘文永费金彪

申请人 : 西安科技大学西安天河矿业科技有限责任公司

摘要 :

本发明公开了一种井下可移动式注浆方法,该方法采用的装置包括履带底盘机构、注浆机构和监控模块,所述注浆机构包括进料结构和制浆机构,所述履带底盘机构包括底盘、履带和履带驱动模块,所述监控模块包括主控制器、进料监控模块、进水监控模块、电机供电控制模块、第一无线射频模块和液晶触摸屏;该方法包括以下步骤:一、矿井地图建立及履带底盘机构的移动;二、注浆机构的检查及连接;三、注浆机构的制浆及输送。本发明设计合理、操作简便,通过履带底座机构的移动带动注浆装置的移动并节省人力物力,通过实时监控水料,确保了浆体的浓度和质量,实用性强。

权利要求 :

1.一种井下可移动式注浆方法,该方法采用的装置包括履带底盘机构(26)、设置在所述履带底盘机构(26)上的注浆机构和对所述履带底盘机构(26)与所述注浆机构进行监控的监控模块,所述注浆机构包括进料结构和制浆机构,所述履带底盘机构(26)包括底盘(26-2)、安装在所述底盘(26-2)上的履带(26-1)和驱动所述履带(26-1)转动的履带驱动模块,所述制浆机构包括混合料箱(30)、伸入混合料箱(30)的螺杆泵(18)和驱动螺杆泵(18)旋转制成浆体且与所述进料结构传动连接的防爆电机(19),所述进料结构包括为混合料箱(30)送料的送料总成(22)、设置在所述送料总成(22)上的进料口(25)和设置在送料总成(22)上的出料台(23),所述防爆电机(19)与送料总成(22)传动连接,所述混合料箱(30)的底部设置有胶体输送管(28),所述胶体输送管(28)上设置有出浆软管(27);

所述监控模块包括主控制器(1)、进料监控模块、进水监控模块和电机供电控制模块以及与主控制器(1)连接的第一无线射频模块(2)和液晶触摸屏(3),所述进料监控模块包括第一从控制器(6)以及与第一从控制器(6)相接的第二无线射频模块(5),所述第一从控制器(6)的输入端接有称重传感器(8),所述第一从控制器(6)的输出端接有进料电磁阀(7),所述进水监控模块包括第二从控制器(9)以及与第二从控制器(9)相接的第三无线射频模块(10),所述第二从控制器(9)的输入端接有流量计(12),所述第二从控制器(9)的输出端接有进水电磁阀(11),所述电机供电控制模块包括第三从控制器(14)以及与第三从控制器(14)相接的第四无线射频模块(13),所述第三从控制器(14)的输出端接有继电器(15)和对防爆电机(19)供电回路进行控制且与继电器(15)输出端相接的接触器(16),所述称重传感器(8)设置在出料台(23)上,所述主控制器(1)的输入端接有激光雷达(17),所述第一无线射频模块(2)与第二无线射频模块(5)、第三无线射频模块(10)和第四无线射频模块(13)进行数据无线通信,所述主控制器(1)的输入端接有安装在底盘(26-2)上的定位模块(31)和安装在出浆软管(27)出口的压力传感器(32),所述主控制器(1)的输出端接有报警器(33),其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤一、矿井地图建立及履带底盘机构的移动:

步骤101、激光雷达(17)对煤矿井底进行扫描,并将获取的激光点云数据发送至主控制器(1),主控制器(1)对所述激光点云数据进行处理,得到矿井地图,主控制器(1)控制液晶触摸屏(3)对所述矿井地图进行显示;定位模块(31)对履带底盘机构(26)的当前位置进行实时检测,并将检测到的所述履带底盘机构(26)的当前位置发送至主控制器(1);

步骤102、工作人员在液晶触摸屏(3)上手动设置注浆目标点,主控制器(1)调取最短路径规划模块,从而获取在所述矿井地图上的履带底盘机构(26)的当前位置到注浆目标点的最短路径;

步骤103、根据履带底盘机构(26)的当前位置到注浆目标点的最短路径,主控制器(1)通过履带电机驱动器(4-1)控制履带电机(4-2)转动,履带电机(4-2)带动履带(26-1)移动,直至达到注浆目标点;

步骤二、注浆机构的检查及连接:

步骤201、将第一从控制器(6)、第二从控制器(9)和第三从控制器(14)均进行初始化,操作第一从控制器(6)判断与进料电磁阀(7)的控制信号是否正常,判断称重传感器(8)与第一从控制器(6)的传输信号是否正常,操作第二从控制器(9)判断与进水电磁阀(11)的控制信号是否正常,判断流量计(12)与第二从控制器(9)的传输信号是否正常,操作第三从控制器(14)判断与继电器(15)的控制信号是否正常,各信号均正常时,初始化成功;

步骤202、调节出浆软管(27)方向,并将出浆软管(27)与注浆目标点的灌浆管路连接,主控制器(1)通过第一无线射频模块(2)发送进水命令,第二从控制器(9)通过第三无线射频模块(10)接收进水命令,第二从控制器(9)控制进水电磁阀(11)打开,并启动防爆电机(19)检测防爆电机(19)的转向满足制浆运浆要求,防爆电机(19)带动送料总成(22)转动,完成试运行;

步骤三、注浆机构的制浆及输送:

步骤301、主控制器(1)通过第一无线射频模块(2)发送电机转动命令和进料命令,第一从控制器(6)通过第二无线射频模块(5)接收进料命令并控制进料电磁阀(7)闭合,第三从控制器(14)通过第四无线射频模块(13)接收并通过继电器(15)控制接触器(16)闭合,使得防爆电机(19)供电回路断开,防爆电机(19)转动,防爆电机(19)转动带动送料总成(22)转动,使通过进料口(25)进入的灭火剂干粉物料经过出料台(23)运送至混合料箱(30)中;

步骤302、称重传感器(8)对经过出料台(23)的灭火剂干粉物料的重量进行实时检测,并将检测到的灭火剂干粉物料重量发送至第一从控制器(6),第一从控制器(6)将接收到的灭火剂干粉物料重量发送至主控制器(1),主控制器(1)根据预先通过液晶触摸屏(3)设定的灭火剂干粉物料与所需水流量比例关系,得到所需水流量;

步骤303、主控制器(1)将得到的所需水流量发送至第二从控制器(9),第二从控制器(9)控制进水电磁阀(11)打开,流量计(12)对通过水的流量进行检测,并将检测到的水流量检测值发送至第二从控制器(9),第二从控制器(9)调取差值比较器对接收到的水流量检测值与所需水流量进行差值比较得到水流量偏差值,第二从控制器(9)根据水流量偏差值调节进水电磁阀(11)的开度,直至水流量检测值符合所需水流量;

步骤304、防爆电机(19)带动螺杆泵(18)转动,使灭火剂干粉物料与水在混合料箱(30)中充分搅拌,形成灭火浆体,并将所述灭火浆体通过胶体输送管(28)和出浆软管(27)喷出,喷出的灭火浆体进入注浆目标点。

2.按照权利要求1所述的一种井下可移动式注浆方法,其特征在于:所述履带驱动模块包括履带电机驱动器(4-1)和与所述履带电机驱动器(4-1)输出端相接的履带电机(4-2),所述履带电机驱动器(4-1)的输入端与主控制器(1)的输出端相接。

3.按照权利要求1所述的一种井下可移动式注浆方法,其特征在于:所述混合料箱(30)与出料台(23)和进水管(24)连接,所述进水电磁阀(11)位于进水管(24)上,所述流量计(12)位于进水管(24)内,所述进水管(24)上设置有水箱(29)。

4.按照权利要求1所述的一种井下可移动式注浆方法,其特征在于:所述送料总成(22)包括进料壳体和设置在所述进料壳体内且输送灭火剂干粉物料的螺旋杆(21),所述防爆电机(19)通过传动链(20)与螺旋杆(21)传动连接。

5.按照权利要求1所述的一种井下可移动式注浆方法,其特征在于:步骤302中第一从控制器(6)将接收到的灭火剂干粉物料重量发送至主控制器(1)时,当主控制器(1)接收到的灭火剂干粉物料重量为零时,主控制器(1)控制报警器(33)报警,同时,主控制器(1)通过第一无线射频模块(2)发送电机停止命令和停止进水命令,第二从控制器(9)控制进水电磁阀(11)断开,第三从控制器(14)通过第四无线射频模块(13)接收并通过继电器(15)控制接触器(16)断开,使得防爆电机(19)供电回路断开,防爆电机(19)停止转动。

6.按照权利要求1所述的一种井下可移动式注浆方法,其特征在于:步骤303中第二从控制器(9)将接收到的水流量检测值发送至主控制器(1),当主控制器(1)接收到的水流量检测值为零时,主控制器(1)控制报警器(33)报警,同时,主控制器(1)通过第一无线射频模块(2)发送电机停止命令和停止进料命令,第一从控制器(6)控制进料电磁阀(7)断开,第三从控制器(14)通过第四无线射频模块(13)接收并通过继电器(15)控制接触器(16)断开,使得防爆电机(19)供电回路断开,防爆电机(19)停止转动。

7.按照权利要求1所述的一种井下可移动式注浆方法,其特征在于:步骤304中在喷灭火浆体的过程中,压力传感器(32)对出浆软管(27)的出口的压力进行检测,并将检测到的出浆口压力发送至主控制器(1),主控制器(1)将接收到的出浆口压力与预先设定的压力设定值进行比较,当压力传感器(32)检测到的出浆口压力大于预先设定的压力设定值时,主控制器(1)控制报警器(33)报警。

说明书 :

一种井下可移动式注浆方法

技术领域

[0001] 本发明属于岩土工程技术领域,尤其是涉及一种井下可移动式注浆方法。

背景技术

[0002] 目前,防灭火注浆装置已在煤矿井下的防灭火工作中广泛使用,其已成为煤火防控中必不可少的装备。常见的注浆装置因其自身重量大,移动不便等特点,通常采用车载或装吊的形式移动到火区,耗费人力物力,极大影响到灭火注浆的进程。另外,其进料方式主要采用机械式的进料与水量配比方式制浆并进行浆体输送,当需要改变浆体输送量时,往往在改变灭火剂物料进料量的同时,为了保证成浆的浓度达到现场的灭火要求,工人通常凭感觉去控制进水量,这将导致对应的进水量难以及时匹配,从而影响到浆体的浓度以及使用效果,影响防灭火工作的顺利开展。
[0003] 因此,为了解决目前市面上的注浆装置运输过程中的移动不便、制浆过程中水料比的不规范等问题,现如今缺少一种结构简单,设计合理的井下可移动式注浆方法,通过履带底座机构的移动带动注浆装置的移动方式并节省人力物力,通过实时监控水料,确保了浆体的浓度和质量,实现配料过程的监测控制,从而将大幅度地提高防灭火注浆的效果。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种井下可移动式注浆装置,其设计合理、操作简便,通过履带底座机构的移动带动注浆装置的移动并节省人力物力,通过实时监控水料,确保了浆体的浓度和质量,实现配料过程的监测控制,从而将大幅度地提高防灭火注浆的效果,实用性强。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种井下可移动式注浆装置,其特征在于:包括履带底盘机构、设置在所述履带底盘机构上的注浆机构和对所述履带底盘机构与所述注浆机构进行监控的监控模块,所述注浆机构包括进料结构和制浆机构,所述履带底盘机构包括底盘、安装在所述底盘上的履带和驱动所述履带转动的履带驱动模块,所述制浆机构包括混合料箱、伸入混合料箱的螺杆泵和驱动螺杆泵旋转制成浆体且与所述进料结构传动连接的防爆电机,所述进料结构包括为混合料箱送料的送料总成、设置在所述送料总成上的进料口和设置在送料总成上的出料台,所述防爆电机与送料总成传动连接,所述混合料箱的底部设置有胶体输送管,所述胶体输送管上设置有出浆软管;
[0006] 所述监控模块包括主控制器、进料监控模块、进水监控模块和电机供电控制模块以及与主控制器连接的第一无线射频模块和液晶触摸屏,所述进料监控模块包括第一从控制器以及与第一从控制器相接的第二无线射频模块,所述第一从控制器的输入端接有称重传感器,所述第一从控制器的输出端接有进料电磁阀,所述进水监控模块包括第二从控制器以及与第二从控制器相接的第三无线射频模块,所述第二从控制器的输入端接有流量计,所述第二从控制器的输出端接有进水电磁阀,所述电机供电控制模块包括第三从控制器以及与第三从控制器相接的第四无线射频模块,所述第三从控制器的输出端接有继电器和对防爆电机供电回路进行控制且与继电器输出端相接的接触器,所述称重传感器设置在出料台上,所述主控制器的输入端接有激光雷达,所述第一无线射频模块与第二无线射频模块、第三无线射频模块和第四无线射频模块进行数据无线通信,所述主控制器的输入端接有安装在底盘上的定位模块和安装在出浆软管出口的压力传感器,所述主控制器的输出端接有报警器。
[0007] 上述的一种井下可移动式注浆装置,其特征在于:所述履带驱动模块包括履带电机驱动器和与所述履带电机驱动器输出端相接的履带电机,所述履带电机驱动器的输入端与主控制器的输出端相接。
[0008] 上述的一种井下可移动式注浆装置,其特征在于:所述螺杆泵与出料台和进水管连接,所述进水电磁阀位于进水管上,所述流量计位于进水管内,所述进水管上设置有水箱。
[0009] 上述的一种井下可移动式注浆装置,其特征在于:所述送料总成包括进料壳体和设置在所述进料壳体内且输送灭火剂干粉物料的螺旋杆,所述防爆电机通过传动链与螺旋杆传动连接。
[0010] 同时,本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理的井下可移动式注浆,其特征在于,该方法包括以下步骤:
[0011] 步骤一、矿井地图建立及履带底盘机构的移动:
[0012] 步骤101、激光雷达对煤矿井底进行扫描,并将获取的激光点云数据发送至主控制器,主控制器对所述激光点云数据进行处理,得到矿井地图,主控制器控制液晶触摸屏对所述矿井地图进行显示;定位模块对履带底盘机构的当前位置进行实时检测,并将检测到的所述履带底盘机构的当前位置发送至主控制器;
[0013] 步骤102、工作人员在液晶触摸屏上手动设置注浆目标点,主控制器调取最短路径规划模块,从而获取在所述矿井地图上的履带底盘机构的当前位置到注浆目标点的最短路径;
[0014] 步骤103、根据履带底盘机构的当前位置到注浆目标点的最短路径,控制器通过履带电机驱动器控制履带电机转动,履带电机带动履带移动,直至达到注浆目标点;
[0015] 步骤二、注浆机构的检查及连接:
[0016] 步骤201、将第一从控制器、第二从控制器和第三从控制器均进行初始化,操作第一从控制器判断与进料电磁阀的控制信号是否正常,判断称重传感器与第一从控制器的传输信号是否正常,操作第二从控制器判断与进水电磁阀的控制信号是否正常,判断流量计与第二从控制器的传输信号是否正常,操作第三从控制器判断与继电器的控制信号是否正常,各信号均正常时,初始化成功;
[0017] 步骤202、调节出浆软管方向,并将出浆软管与注浆目标点的灌浆管路连接,主控制器通过第一无线射频模块发送进水命令,第二从控制器通过第三无线射频模块接收进水命令,第二从控制器控制进水电磁阀打开,并启动防爆电机检测防爆电机的转向满足制浆运浆要求,防爆电机带动送料总成转动,完成试运行;
[0018] 步骤三、注浆机构的制浆及输送:
[0019] 步骤301、主控制器通过第一无线射频模块发送电机转动命令和进料命令,第一从控制器通过第二无线射频模块接收进料命令并控制进料电磁阀闭合,第三从控制器通过第四无线射频模块接收并通过继电器控制接触器闭合,使得防爆电机供电回路断开,防爆电机转动,防爆电机转动带动送料总成转动,使通过进料口进入的灭火剂干粉物料经过出料台运送至混合料箱中;
[0020] 步骤302、称重传感器对经过出料台的灭火剂干粉物料的重量进行实时检测,并将检测到的灭火剂干粉物料重量发送至第一从控制器,第一从控制器将接收到的灭火剂干粉物料重量发送至主控制器,主控制器根据预先通过液晶触摸屏设定的灭火剂干粉物料与所需水流量比例关系,得到所需水流量;
[0021] 步骤303、主控制器将得到的所需水流量发送至第二从控制器,第二从控制器控制进水电磁阀打开,流量计对通过水的流量进行检测,并将检测到的水流量检测值发送至第二从控制器,第二从控制器调取差值比较器对接收到的水流量检测值与所需水流量进行差值比较得到水流量偏差值,第二从控制器根据水流量偏差值调节进水电磁阀的开度,直至水流量检测值符合所需水流量;
[0022] 步骤304、防爆电机带动螺杆泵转动,使灭火剂干粉物料与水在混合料箱中充分搅拌,形成灭火浆体,并将所述灭火浆体通过胶体输送管和出浆软管喷出灭火浆体,喷出的灭火浆体进入注浆目标点。
[0023] 上述的方法,其特征在于:步骤302中第一从控制器将接收到的灭火剂干粉物料重量发送至主控制器时,当主控制器接收到的灭火剂干粉物料重量为零时,主控制器控制报警器报警,同时,主控制器通过第一无线射频模块发送停止进水命令,第二从控制器控制进水电磁阀断开。
[0024] 上述的方法,其特征在于:步骤303中第二从控制器将接收到的水流量检测值发送至主控制器,当主控制器接收到的水流量检测值为零时,主控制器控制报警器报警,同时,主控制器通过第一无线射频模块发送停止进料命令,第一从控制器控制进料电磁阀断开。
[0025] 上述的方法,其特征在于:步骤304中在喷灭火浆体的过程中,压力传感器对出浆软管的出口的压力进行检测,并将检测到的出浆口压力发送至主控制器,主控制器将接收到的出浆口压力与预先设定的压力设定值进行比较,当压力传感器检测到的出浆口压力大于预先设定的压力设定值时,主控制器控制报警器报警。
[0026] 本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0027] 1、所采用的井下可移动式注浆装置结构简单、设计合理,操作简便。
[0028] 2、所采用的激光雷达,实现矿井地图的建立,获取在所述矿井地图上的履带底盘机构的当前位置到注浆目标点的最短路径,从而控制履带底盘机构移动至注浆目标点,行驶方便,能适应于煤矿井下环境,通过履带底座机构的移动带动井下可移动式注浆装置的移动并节省人力物力。
[0029] 3、所采用的井下可移动式注浆装置中设置进料监控模块和进水监控模块,实现对灭火剂干粉物料的重量和水的流量的监控,以使灭火剂干粉物料的重量和水的流量满足设定的灭火剂干粉物料与所需水流量比例关系,通过实时监控水料,确保了浆体的浓度和质量,实现配料过程的监测控制,从而将大幅度地提高防灭火注浆的效果。
[0030] 4、所采用的井下可移动式注浆方法步骤简单,设计合理,投入成本低。
[0031] 5、所采用的井下可移动式注浆方法步骤简单,首先通过激光雷达建立矿井地图,然后根据在所述矿井地图上的履带底盘机构的当前位置到注浆目标点的最短路径控制履带底盘机构移动直至注浆目标点;然后,检查注浆机构各个部分正常之后,控制注浆机构进行制浆及输送,从而实现对注浆目标点的注浆。
[0032] 综上所述,设计合理、操作简便,通过履带底座机构的移动带动注浆装置的移动并节省人力物力,通过实时监控水料,确保了浆体的浓度和质量,实现配料过程的监测控制,从而将大幅度地提高防灭火注浆的效果,实用性强。
[0033] 下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

[0034] 图1为本发明的结构示意图。
[0035] 图2为本发明的电路原理框图。
[0036] 图3为本发明的方法流程框图。
[0037] 附图标记说明:
[0038] 1-主控制器;          2-第一无线射频模块;   3-液晶触摸屏;
[0039] 4-1-履带电机驱动器;  4-2-履带电机;        5-第二无线射频模块;
[0040] 6-第一从控制器;      7-进料电磁阀;        8-称重传感器;
[0041] 9-第二从控制器;      10-第三无线射频模块;  11-进水电磁阀;
[0042] 12-流量计;           13-第四无线射频模块;  14-第三从控制器;
[0043] 15-继电器;           16-接触器;          17-激光雷达;
[0044] 18-螺杆泵;           19-防爆电机;        20-传动链;
[0045] 21-螺旋杆;           22-送料总成;        23-出料台;
[0046] 24-进水管;           25-进料口;          26-履带底座机构;
[0047] 26-1-履带;           26-2-底盘;          27-出浆软管;
[0048] 28-胶体输送管;       29-水箱;            30-混合料箱;
[0049] 31-定位模块;         32-压力传感器;      33-报警器。

具体实施方式

[0050] 如图1和图2所示,本发明一种井下可移动式注浆装置,包括履带底盘机构26、设置在所述履带底盘机构26上的注浆机构和对所述履带底盘机构26与所述注浆机构进行监控的监控模块,所述注浆机构包括进料结构和制浆机构,所述履带底盘机构26包括底盘26-2、安装在所述底盘26-2上的履带26-1和驱动所述履带26-1转动的履带驱动模块,所述制浆机构包括混合料箱30、伸入混合料箱30的螺杆泵18和驱动螺杆泵18旋转制成浆体且与所述进料结构传动连接的防爆电机19,所述进料结构包括为混合料箱30送料的送料总成22、设置在所述送料总成22上的进料口25和设置在送料总成22上的出料台23,所述防爆电机19与送料总成22传动连接,所述混合料箱30的底部设置有胶体输送管28,所述胶体输送管28上设置有出浆软管27;
[0051] 所述监控模块包括主控制器1、进料监控模块、进水监控模块和电机供电控制模块以及与主控制器1连接的第一无线射频模块2和液晶触摸屏3,所述进料监控模块包括第一从控制器6以及与第一从控制器6相接的第二无线射频模块5,所述第一从控制器6的输入端接有称重传感器8,所述第一从控制器6的输出端接有进料电磁阀7,所述进水监控模块包括第二从控制器9以及与第二从控制器9相接的第三无线射频模块10,所述第二从控制器9的输入端接有流量计12,所述第二从控制器9的输出端接有进水电磁阀11,所述电机供电控制模块包括第三从控制器14以及与第三从控制器14相接的第四无线射频模块13,所述第三从控制器14的输出端接有继电器15和对防爆电机19供电回路进行控制且与继电器15输出端相接的接触器16,所述称重传感器8设置在出料台23上,所述主控制器1的输入端接有激光雷达17,所述第一无线射频模块2与第二无线射频模块5、第三无线射频模块10和第四无线射频模块13进行数据无线通信,所述主控制器1的输入端接有安装在底盘26-2上的定位模块31和安装在出浆软管27出口的压力传感器32,所述主控制器1的输出端接有报警器33。
[0052] 本实施例中,所述履带驱动模块包括履带电机驱动器4-1和与所述履带电机驱动器4-1输出端相接的履带电机4-2,所述履带电机驱动器4-1的输入端与主控制器1的输出端相接。
[0053] 本实施例中,所述螺杆泵18与出料台23和进水管24连接,所述进水电磁阀11位于进水管24上,所述流量计12位于进水管24内,所述进水管24上设置有水箱29。
[0054] 本实施例中,所述送料总成22包括进料壳体和设置在所述进料壳体内且输送灭火剂干粉物料的螺旋杆21,所述防爆电机19通过传动链20与螺旋杆21传动连接。
[0055] 本实施例中,水箱29的设置,是为了存储水,避免因井下发生事故或者其他事故不能外接水源为混合料箱30供水的情况。
[0056] 本实施例中,防爆电机19选用660/1140V额定电压、功率7.5KW、转速960r/min的电机做煤矿井下防爆电器处理,防爆电机19驱动螺杆泵运转,并通过传动链20带动螺旋杆21转动运输混合物料入运料台23。
[0057] 本实施例中,出浆软管27的设置,是为了自由扭转出浆软管27以调整出浆方向,以适应不同注浆位置的需求,另外因为出浆软管27具有弹性,能较好地适应不同的钻孔注浆要求。
[0058] 胶体输送管28的设置,用于物料混合物充分搅拌的管道,由螺杆泵控制螺旋转子和定子带动物料混合物和水充分搅拌形成灭火胶体再输送至出浆软管27。
[0059] 本实施例中,所述主控制器1为单片机、DSP微控制器或者ARM微控制器,所述第一从控制器6为单片机、DSP微控制器或者ARM微控制器,所述第二从控制器9为单片机、DSP微控制器或者ARM微控制器,所述第三从控制器14为单片机、DSP微控制器或者ARM微控制器。
[0060] 本实施例中,进一步地优选,所述主控制器1为51单片机,所述第一从控制器6为51单片机,所述第二从控制器9为51单片机,所述第三从控制器14为51单片机,成本低,结构简单。实际使用过程中,所述主控制器1、第一从控制器6、第二从控制器9和第三从控制器14均可以采用其他类型的微控制器。
[0061] 本实施例中,所述所述第一无线射频模块2、第二无线射频模块5、第三无线射频模块10和第四无线射频模块13均为RF-ZM-1338A无线射频模块,是因为RF-ZM-1338A无线射频模块具有功耗低、体积小、传输距离远、抗干扰能力强等特点,且质量稳定可靠数据传输距离远,从而能可靠地接收命令,保证各部件动作准确。
[0062] 本实施例中,所述压力传感器32为陶瓷式压力传感器。实际使用过程中,所述压力传感器32可采用其他类型的压力传感器。
[0063] 本实施例中,进一步地,所述压力传感器32为CCPS18干式陶瓷电容压力传感器,是因为陶瓷的热稳定特性可以使它工作温度范围高达-40~125℃,而且具有测量的高精度、高稳定性,它适应各种恶劣环境,耐冰冻,结晶和粘稠介质,且体积小巧,易安装,抗腐蚀、抗磨损性能而适合煤矿恶劣环境。
[0064] 本实施例中,所述流量计12为节流式流量计。实际使用过程中,所述流量计12可采用其他类型的压力传感器。
[0065] 本实施例中,进一步地,所述流量计12为YJLB型一体化节流式流量计,是因为YJLB型一体化节流式流量计适应性好、无运动部件、耐高温高压、耐冲击不易变形等优点,且仪表不需保温、伴热及冷凝器,使结构更为合理,便于安装,大大减少了维护量。
[0066] 本实施例中,所述称重传感器8为电阻应变式称重传感器,是因为电阻应变式称重传感器,结构较简单,准确度高,寿命长,易于实现小型化,从而便于安装在出料台23上,且能够在相对比较差的环境下使用,适应于煤矿井底。
[0067] 本实施例中,进一步地,所述激光雷达为MEMS固态激光雷达,成本低。
[0068] 本实施例中,进一步地,所述定位模块31为GPS定位模块。
[0069] 本实施例中,所述履带电机驱动器4-1为步进电机驱动器,所述履带电机4-2为步进电机,是因为步进电机的步距值不受各种干扰因素的影响,且误差不长期积累,控制性能好。
[0070] 本实施例中,进一步地,所述履带电机驱动器4-1为步进电机驱动器CW250。
[0071] 如图3所示,本发明一种井下可移动式注浆方法,包括
[0072] 步骤一、矿井地图建立及履带底盘机构的移动:
[0073] 步骤101、激光雷达17对煤矿井底进行扫描,并将获取的激光点云数据发送至主控制器1,主控制器1对所述激光点云数据进行处理,得到矿井地图,主控制器1控制液晶触摸屏3对所述矿井地图进行显示;定位模块31对履带底盘机构26的当前位置进行实时检测,并将检测到的所述履带底盘机构26的当前位置发送至主控制器1;
[0074] 步骤102、工作人员在液晶触摸屏3上手动设置注浆目标点,主控制器1调取最短路径规划模块,从而获取在所述矿井地图上的履带底盘机构26的当前位置到注浆目标点的最短路径;
[0075] 步骤103、根据履带底盘机构26的当前位置到注浆目标点的最短路径,主控制器1通过履带电机驱动器4-1控制履带电机4-2转动,履带电机4-2带动履带26-1移动,直至达到注浆目标点;
[0076] 步骤二、注浆机构的检查及连接:
[0077] 步骤201、将第一从控制器6、第二从控制器9和第三从控制器14均进行初始化,操作第一从控制器6判断与进料电磁阀7的控制信号是否正常,判断称重传感器8与第一从控制器6的传输信号是否正常,操作第二从控制器9判断与进水电磁阀11的控制信号是否正常,判断流量计12与第二从控制器9的传输信号是否正常,操作第三从控制器14判断与继电器15的控制信号是否正常,各信号均正常时,初始化成功;
[0078] 步骤202、调节出浆软管27方向,并将出浆软管27与注浆目标点的灌浆管路连接,主控制器1通过第一无线射频模块2发送进水命令,第二从控制器9通过第三无线射频模块10接收进水命令,第二从控制器9控制进水电磁阀11打开,并启动防爆电机19检测防爆电机
19的转向满足制浆运浆要求,防爆电机19带动送料总成22转动,完成试运行;
[0079] 步骤三、注浆机构的制浆及输送:
[0080] 步骤301、主控制器1通过第一无线射频模块2发送电机转动命令和进料命令,第一从控制器6通过第二无线射频模块5接收进料命令并控制进料电磁阀7闭合,第三从控制器14通过第四无线射频模块13接收并通过继电器15控制接触器16闭合,使得防爆电机19供电回路断开,防爆电机19转动,防爆电机19转动带动送料总成22转动,使通过进料口25进入的灭火剂干粉物料经过出料台23运送至混合料箱30中;
[0081] 步骤302、称重传感器8对经过出料台23的灭火剂干粉物料的重量进行实时检测,并将检测到的灭火剂干粉物料重量发送至第一从控制器6,第一从控制器6将接收到的灭火剂干粉物料重量发送至主控制器1,主控制器1根据预先通过液晶触摸屏3设定的灭火剂干粉物料与所需水流量比例关系,得到所需水流量;
[0082] 步骤303、主控制器1将得到的所需水流量发送至第二从控制器9,第二从控制器9控制进水电磁阀11打开,流量计12对通过水的流量进行检测,并将检测到的水流量检测值发送至第二从控制器9,第二从控制器9调取差值比较器对接收到的水流量检测值与所需水流量进行差值比较得到水流量偏差值,第二从控制器9根据水流量偏差值调节进水电磁阀11的开度,直至水流量检测值符合所需水流量;
[0083] 步骤304、防爆电机19带动螺杆泵18转动,使灭火剂干粉物料与水在混合料箱30中充分搅拌,形成灭火浆体,并将所述灭火浆体通过胶体输送管28和出浆软管27喷出灭火浆体,喷出的灭火浆体进入注浆目标点。
[0084] 本实施例中,所述灭火剂干粉物料为黄土、页岩、矸石、粉煤灰或者尾矿,所述灭火剂干粉物料的粒度为0.1mm~1mm,保证制成的灭火浆体的粘度要求,较好地用于煤矿防灭火。
[0085] 本实施例中,设置主控制器1与进料监控模块、进水监控模块和电机供电控制模块均为无线射频通信,使得进料监控模块、进水监控模块和电机供电控制模块布设方便,避免有线连接的复杂性。
[0086] 本实施例中,设置进料监控模块和进水监控模块,实现了对进料和进水的监控,从而使得灭火剂干粉物料与所需水流量满足设定的比例关系,确保了浆体的浓度和质量,避免工人通常凭感觉去控制进水量。
[0087] 本实施例中,步骤202中试运行,一方面是因为查看防爆电机19和送料总成22是否能正常工作,且在试运行的过程中通水,从而查看进水管是否漏水,保证制浆机构能正常工作,避免制浆机构存在故障;另外一方面通水试运行而未通灭火剂干粉物料,是为了降低试运行的成本;另外考虑通入水对制浆机构进行清洗,避免混合料中残留浆液对制成的灭火浆体的影响,保证灭火浆体质量。
[0088] 本实施例中,步骤302中第一从控制器6将接收到的灭火剂干粉物料重量发送至主控制器1时,当主控制器1接收到的灭火剂干粉物料重量为零时,主控制器1控制报警器33报警,同时,主控制器1通过第一无线射频模块2发送电机停止命令和停止进水命令,第二从控制器9控制进水电磁阀11断开,第三从控制器14通过第四无线射频模块13接收并通过继电器15控制接触器16断开,使得防爆电机19供电回路断开,防爆电机19停止转动。
[0089] 本实施例中,步骤303中第二从控制器9将接收到的水流量检测值发送至主控制器1,当主控制器1接收到的水流量检测值为零时,主控制器1控制报警器33报警,同时,主控制器1通过第一无线射频模块2发送发送电机停止命令和停止进料命令,第一从控制器6控制进料电磁阀7断开,第三从控制器14通过第四无线射频模块13接收并通过继电器15控制接触器16断开,使得防爆电机19供电回路断开,防爆电机19停止转动。
[0090] 本实施例中,步骤304中在喷灭火浆体的过程中,压力传感器32对出浆软管27的出口的压力进行检测,并将检测到的出浆口压力发送至主控制器1,主控制器1将接收到的出浆口压力与预先设定的压力设定值进行比较,当压力传感器32检测到的出浆口压力大于预先设定的压力设定值时,主控制器1控制报警器33报警。
[0091] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。