[发明专利]一种基于高压气固混合物灌注的煤层顶板加固装置

权利要求书

1.一种基于高压气固混合物灌注的煤层顶板加固装置，其特征在于：包括均设置在地面上的供气罐、增压器、气固混合器和储料罐，煤层上方钻设有竖直井，竖直井自上而下依次钻穿地层和承压水层并钻至煤层顶板层，供气罐的出气口与增压器的进气口通过第一气体管路连接，增压器的出气口与气固混合器的进气口通过第二气体管路连接，储料罐的出料口与气固混合器的进料口通过供料管连接，气固混合器的出料口与竖直井的井口连接，储料罐中填装有膨胀颗粒；

气固混合器包括混合筒体，混合筒体竖向设置，混合筒体的顶部中心设有高压气体进口，第二气体管路的出气口与高压气体进口连接，混合筒体的底部敞口，混合筒体内同中心设置有混合斗，混合斗为上细下粗且底部敞口的圆锥筒结构，混合斗的底部外圆一体成型有环形板，混合筒体的下端面固定连接在环形板的上表面，环形板的外圆底部一体成型有连接筒，连接筒的下端固定连接有出料筒，出料筒为上粗下细的圆锥筒结构，出料筒的底部设有气固混合物出口，气固混合物出口与竖直井的井口连接，混合筒体的右侧壁中部设有固体颗粒进口，混合筒体的内圆右侧中部与混合斗的外圆右侧中上部之间固定连接有进料管，进料管沿左右方向水平设置，进料管的右端与固体颗粒进口连接，进料管的左端固定安装在混合斗上并与混合斗内部连通，进料管中设置有送料装置，混合斗上均匀开设有若干个进气通孔，进气通孔的中心线沿混合斗的径向内底外高倾斜设置，混合斗内同中心设置有第一转轴，连接筒内固定安装有中空电机，中空电机包括定子和转子，定子和转子均为圆筒形结构，定子的外圆与连接筒的内圆紧密接触，定子下表面与出料筒的上端面之间固定夹设有压圈，定子的上表面与环形板的下表面紧压接触，转子的外圆转动安装在定子的内圆，转子的内圆固定安装有衬套，衬套的中心处设置有轴套，轴套的外圆与衬套的内圆之间固定连接有若干根圆周阵列设置的固定杆，第一转轴的上端转动安装在混合斗的顶部，第一转轴的下端穿过轴套，第一转轴与轴套固定连接，第一转轴上沿轴向固定安装有若干块上下并排设置的旋转叶片，各块旋转叶片的尺寸由上至下依次增大。

2.根据权利要求1所述的基于高压气固混合物灌注的煤层顶板加固装置，其特征在于：送料装置包括物料滚筒和送料减速电机，物料滚筒和送料减速电机的动力轴均沿前后方向水平设置，物料滚筒的中心轴前后两端分别转动安装在进料管的前侧壁和后侧壁上，物料滚筒封堵进料管，物料滚筒的外圆周开设有两个径向对称的物料容纳槽，送料减速电机固定安装在混合筒体的右侧中部前侧，送料减速电机的动力轴后端伸入到混合筒体中并传动连接物料滚筒的中心轴前端。

3.根据权利要求2所述的基于高压气固混合物灌注的煤层顶板加固装置，其特征在于：储料罐包括罐体、搅拌减速电机和第二转轴，罐体的侧壁下侧部设有物料出口，罐体的顶部固定安装有电机支座，搅拌减速电机固定安装在电机支座上，搅拌减速电机的动力轴和第二转轴均竖向设置，搅拌减速电机的动力轴向下穿过罐体的顶板中心伸入到罐体内，搅拌减速电机的动力轴下端同轴传动连接第二转轴的上端，第二转轴的下端转动安装在罐体的底板中心，第二转轴上沿轴向固定安装有若干块上下并排设置的搅拌叶片，罐体的顶板上偏心处设置有加料口，加料口安装有密封盖。

4.根据权利要求2所述的基于高压气固混合物灌注的煤层顶板加固装置，其特征在于：膨胀颗粒包括橡胶球壳和膨胀核，膨胀核设置在橡胶球壳内，橡胶球壳上均匀设有若干个进水通孔，橡胶球壳的外部包裹有一层缓融层，膨胀核由高吸水树脂材料制成，缓融层由水溶性纤维素材料制成。