专利名称：粉煤灰胶结自动充填系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于矿山充填系统(包括煤矿和非煤矿山)，尤其涉及一种粉煤灰胶结自动充填系统。
背景技术：
矿山充填有数百年的历史，但矿山充填系统作为一种技术发展，在国外只有不到60年的历史，国内则是近40年的事，而且主要在金属矿山发展的比较快和成熟。和金属矿山相比，煤矿的充填技术研究与发展要迟缓得多；但随着煤炭开采环境问题的日益突出，国家对环境和土地问题的日益重视，以及煤炭价格的大幅攀升，充填采煤近年来得到高度重视。从20世纪初开始，一些专家先后提出了充填采煤的思想，并开展了大量试验研究工作。国内投入较大，采用充填技术较早的是太平煤矿。该矿从2003年开始先后投入6000多万元，采用德国的料浆制备和输送技术，以河砂、电厂粉煤灰加专用胶结料和水配制成膏状料浆，泵送至井下充填采空区。新汶矿务局的孙村煤矿则以煤矸石为主料，添加粉煤灰和早强剂配制成似膏体料浆进行充填。河北邢台矿也进行了膏体充填的试验研究。现有技术中，国内矿山充填系统其构成主要包括充填主料传输系统、辅料储装系统、搅拌系统、泵送加压系统、管路输送系统、多台水泵组成的供水系统。其缺点是①充填工艺系统庞大复杂，占用空间大；②安装困难，操作复杂，建设费用高充填料浆需要泵送，不能实现自流。④自动化控制程度低，使用操作人员多。以充填量100m3/h的规模为例，山东岱庄煤矿膏体充填工程，占地约6000m2，充填设备260余台，投资I. I亿万元，充填料浆需要泵送，不能实现自流，自动化控制程度低，使用操作人员约30人。
实用新型内容本实用新型的发明目的，是要解决现有技术的缺陷，提供一种粉煤灰胶结自动充填系统。本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是研制一种粉煤灰胶结自动充填系统,主要由粉煤灰搅拌罐,胶固料罐,浆液搅拌罐，充填浆液输送管道和电气自动控制部分构成，其特征是所述的粉煤灰搅拌罐内设置预制浆的搅拌装置，其罐顶盖上设置粉煤灰进料管和供水管路，其锥形罐底经控制阀连接预制浆输出管路；所述的胶固料罐顶部设置输料管路和料位仪，罐底锥形面处设置电动振动器；锥形罐底设置胶固料放料口 ；所述的浆液搅拌罐设置在粉煤灰搅拌罐和胶固料罐下方；浆液搅拌罐设置搅拌装置和液位仪，浆液搅拌罐下端放料口与充填浆液输送管道连接；粉煤灰搅拌罐的预制浆输出管路经控制阀与浆液搅拌罐连接；胶固料罐放料口与浆液搅拌罐进料口间设置螺旋输送机；[0013]所述的充填浆液输送管道上端与浆液搅拌罐放料口连接；充填浆液输送管道下端与自流到矿井下充填工作面的充填输浆管路连接；所述的电气自动控制部分由以PLC为核心的自动控制系统，气动调节阀，液位仪和流量计构成的流量自动调节装置。上述的粉煤灰胶结自动充填系统，其特征是所述的粉煤灰搅拌罐的供水管路、输料管路和预制浆输出管路设置有电磁阀和流量计。上所述的粉煤灰胶结自动充填系统，其特征是所述的胶固料罐的胶固料放料口设置有串联的给料变频螺旋输送机和计量螺旋输送机。上述的粉煤灰胶结自动充填系统，其特征是所述的浆液搅拌罐放料口端的浆液输送管道设置有气动调节阀和电磁流量计。上述的粉煤灰胶结自动充填系统，其特征是所述的电气自动控制部分中，模块332-5HF00的输出与启动调节阀连接；模块331-1KF02的输入与液位仪表连接；模块331-1KF02的输入与流量计连接。本实用新型的有益效果是本实用新型是针对充填浆液特点设计的专用充填系统，该粉煤灰胶结自动充填系统布置简单紧凑，占用空间小，同样以充填量100m3/h的规模为例，山东岱庄煤矿膏体充填工程，占地约6000m2，充填设备260余台，投资I. I亿万元，充填料浆需要泵送，不能实现自流，自动化控制程度低，使用操作人员约30人。本实用新型仅需要占地约1500m2，不需充填主料传输系统，充填设备仅需17台，建设费用仅需600余万元，充填料浆不需要泵送，能实现自流，自动化控制程度高，使用操作人员仅需约3人，操作方便，系统运行稳定可靠，故障停机率降低90%。
图I是本实用新型整体结构示意图；图2是本实用新型电气自动控制部分模块连接关系示意图。
具体实施方式
图I中显示，I粉煤灰搅拌罐、2胶固料罐、3胶固料罐的雷达料位计、4电机振动器、5给料变频螺旋输送机、6计量螺旋输送机、7浆液搅拌罐的雷达液位仪、8去向矿井下充填工作面的充填输送管路、9浆液输送管道、10-1浆液输送管道的气动调节阀、10-2粉煤灰搅拌罐放料管道的气动调节阀、11-1浆液输送管道的电磁流量计、11-2粉煤灰搅拌罐放料管道的电磁流量计、12成浆搅拌罐、13粉煤灰搅拌罐放料口的电磁闸阀、14粉煤灰搅拌罐的雷达液位仪。图2中显示，电气自动控制部分模块工作情况简介。开关量输入模块SM321-1BL00、开关量输出模块SM322-1BL00、模拟量输入模块SM331-1KF01和模拟量输出模块S332-5HF00组成信号模块；信号模块一端经CPU和通讯接口联接中控电脑；另一端联接现场电器、仪表。开关量输入模块是SM321-1BL00，主要接收来自电器部分的运行和故障信号，并把这些信号传给CPU处理，在电脑画面上显示。[0029]开关量输出模块是SM322-1BL00,主要用来控制现场电机和开关阀的开关量输出，并通过DC24V继电器隔离现场信号，保证模块安全。模拟量输入模块是SM331-1KF01，主要接收现场液位，流量等模拟信号，并把这些信号传输给CPU处理，将数值显示在电脑画面上，并显示超范围报警。模拟量输出模块S332-5HF00，主要用来控制变频器和调节阀，手动时在电脑画面操作，通过CPU来控制变频器和调节阀；自动时在电脑上设定参数，CPU通过参数自动调节变频器和调节阀达到工艺要求。模块的接线原理图参照《填充站PLC接线图20110714》。模块321工作时是外部无源结点接通，相应位置的LED绿灯亮。模块322工作时输出LED绿灯亮，接通继电器线圈，来控制220V电的接通。模块331工作时将模拟量信号4-20mA输入到模块中，再经过模块处理将结果送到上位机显示。模块332工作时将需要的频率或阀门开度转换成4-20mA，再
输出到相应的执行机构。实施例原料粉煤灰来自当地电厂原灰，胶固料高水胶结胶固市售商品。所需设备及仪表粉煤灰搅拌罐Φ4000πιπι、胶固料罐Φ3000πιπι、成浆搅拌罐Φ 2000mm、给料变频螺旋输送机型号LGX250-00，Φ 250mm、计量螺旋输送机型号JLGX25、电磁闸阀型号ZCZP-10C，DN80、雷达液位仪型号HVV-16C，DN80等均为市售商品。粉煤灰胶结自动充填系统安装一套PLC自动控制系统，实现了自动化控制。电控部分采用PLC为核心的自动控制系统，自编程序(DCS控制系统)微机操作全部设备。本系统能在电子噪声、射频干扰及振动都很大的现场环境中连续运行，且不降低系统的性能。系统设计采用各种抗噪声技术，包括光电隔离、高共模抑制比、合理的接地和屏蔽。在距电子设备I. 2m以外发出的工作频率达470MHz、功率输出达5W的电磁干扰和射频干扰，不影响本系统正常工作。本系统能在环境温度O 40°C，相对湿度10 95%(不结露)的环境中连续运行。经试用，达效果满意到预期的发明目的。
权利要求1.一种粉煤灰胶结自动充填系统，主要由粉煤灰搅拌罐，胶固料罐，浆液搅拌罐，充填浆液输送管道和电气自动控制部分构成，其特征是 所述的粉煤灰搅拌罐内设置预制浆的搅拌装置，其罐顶盖上设置粉煤灰进料管和供水管路，其锥形罐底经控制阀连接预制浆输出管路； 所述的胶固料罐顶部设置输料管路和料位仪，罐底锥形面处设置电动振动器；锥形罐底设置胶固料放料口； 所述的浆液搅拌罐设置在粉煤灰搅拌罐和胶固料罐下方；浆液搅拌罐设置搅拌装置和液位仪，浆液搅拌罐下端放料口与充填浆液输送管道连接； 粉煤灰搅拌罐的预制浆输出管路经控制阀与浆液搅拌罐连接；胶固料罐放料口与浆液搅拌罐进料口间设置螺旋输送机； 所述的充填浆液输送管道上端与浆液搅拌罐放料口连接；充填浆液输送管道下端与自流到矿井下充填工作面的充填输浆管路连接； 所述的电气自动控制部分由以PLC为核心的自动控制系统，气动调节阀，液位仪和流量计构成的流量自动调节装置。
2.根据权利要求1所述的粉煤灰胶结自动充填系统，其特征是所述的粉煤灰搅拌罐的供水管路、输料管路和预制浆输出管路设置有电磁阀和流量计。
3.根据权利要求1所述的粉煤灰胶结自动充填系统，其特征是所述的胶固料罐的胶固料放料口设置有串联的给料变频螺旋输送机和计量螺旋输送机。
4.根据权利要求1所述的粉煤灰胶结自动充填系统，其特征是所述的浆液搅拌罐放料口端的浆液输送管道设置有气动调节阀和电磁流量计。
5.根据权利要求1所述的粉煤灰胶结自动充填系统，其特征是所述的电气自动控制部分中，模块332-5HF00的输出与启动调节阀连接；模块331-1KF02的输入与液位仪表连接；模块331-1KF02的输入与流量计连接。
专利摘要本实用新型涉及一种粉煤灰胶结自动充填系统，由粉煤灰搅拌罐，胶固料罐，浆液搅拌罐，充填浆液输送管道和电气自动控制部分构成，粉煤灰搅拌罐底连接预制浆输出管路；胶固料罐底设置胶固料放料口；浆液搅拌罐设在前两者下方；浆液搅拌罐放料口与充填浆液输送管道连接；粉煤灰搅拌罐的预制浆输出管路经控制阀与浆液搅拌罐连接；胶固料罐放料口与浆液搅拌罐进料口间设置螺旋输送机；电气自动控制部分由以PLC为核心的自动控制系统，气动调节阀，液位仪和流量计构成的流量自动调节装置。本实用新型布置简单紧凑，占空间小，建设费低，充填料浆不需要泵送，能实现自流，自动化控制程度高，操作方便，系统运行稳定可靠，故障停机率降低90﹪。
文档编号E21F15/00GK202810927SQ20122013168
公开日2013年3月20日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者张国玉, 安伯超, 陈英强, 柳玉明, 郗林才 申请人:山东安实绿色开采技术发展有限公司