矿井的支护和铺设,在煤矿的建设和开采过程中起到及其重要的作用,煤矿井下巷道支护和铺设对于混凝土的需求量越来越大,目前传统的井下泵送混凝土输送方式很难满足现阶段巷道支护和铺设的质量要求。煤矿井下建设急需一种自动化设备,能够替代传统泵送喷射混凝土的方式,全面提高煤矿混凝土的质量和生产效率,满足煤矿井下巷道支护和铺设的建设需求,结合国内外混凝土搅拌站的发展现状及趋势,首先依据煤矿巷道的工况条件,提出煤矿混凝土搅拌站结构方案,并与商品混凝土搅拌站进行对比分析,提出适合煤矿井下的设计方案;其次,以总体设计方案为依据,完成煤矿混凝土搅拌站配料输送机的设计、物料称量系统设计、搅拌系统各零件结构参数设计和三维整机模型的建立,其中主要对搅拌筒、搅拌轴和卸料门等零部件模型建立;在此基础上,对煤矿混凝土搅拌站搅拌装置进行可靠性分析,完成对搅拌轴、搅拌臂、搅拌叶片静力学分析、模态分析及疲劳损伤分析,验证设计的可靠性与合理性,满足煤矿混凝土巷道施工要求;同时,应用离散元软件对不同投料位置搅拌效果进行仿真分析,模拟双卧轴搅拌机在不同投料位置下的搅拌混合过程,通过研究不同时间的不同物料的离散系数稳定性来选择合适的投料位置;最后,对煤矿混凝土搅拌站控制系统进行设计,完成硬件设计、软件设计和监控报警设计,模糊PID与并联控制系统相结合,使系统达到稳态响应更快,稳定性更好,实现对生产过程实时的控制,完成各物料的精确配比,提高混凝土的质量。论文通过对煤矿混凝土搅拌站输送系统、称量系统、搅拌系统、控制系统设计和可靠性仿真分析研究,验证了设计的合理性,证明煤矿混凝土搅拌站的设计能够满足矿井巷道支护和铺设的要求,实现了贮存、输送、称量、搅拌、启停、监控功能,提高了巷道支护和铺设质量和效率,降低煤矿井下工人的施工强度。课题研究为煤矿混凝土搅拌站实现自动化奠定了一定的理论基础,为矿井巷道支护、铺设提供了一种新思路。