遠(yuǎn)距離噴漿機(jī)組高效噴漿工藝研究與應(yīng)用

張 靖

（山西華陽新材料科技集團(tuán)， 山西 陽泉 045000）

0 引言

錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)是現(xiàn)代煤礦的主要支護(hù)方式，在開拓大巷、準(zhǔn)備巷道、配電室和水泵房等重要硐室因服務(wù)年限長，巷道使用周期長，為加強(qiáng)支護(hù)強(qiáng)度，往往采用錨噴支護(hù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，華陽一礦近年錨噴巷道進(jìn)尺保持在6 000 m 以上，綜掘巷道因掘進(jìn)效率高，月進(jìn)尺水平保持在240 m 以上，但由于現(xiàn)用噴漿機(jī)為生產(chǎn)能力6 m3/h 的小型噴漿機(jī)，噴漿裝備和工藝跟不上高效噴漿要求，往往造成噴漿工序滯后施工工序，加之部分巷道因系統(tǒng)調(diào)整、巷道沒有敷設(shè)軌道等原則，造成此類巷道進(jìn)料困難，無法使用混凝土工藝進(jìn)行噴漿封閉，從而造成巷道使用年限縮短，造成頂板失效和安全隱患。為解決上述問題，提升噴漿效率，對(duì)遠(yuǎn)距離噴漿工藝進(jìn)行了研究。

1 主要研究內(nèi)容

現(xiàn)階段噴漿工藝要解決多個(gè)難題，通過系統(tǒng)分析，重點(diǎn)對(duì)以下幾項(xiàng)進(jìn)行攻破。首先為上料和攪拌系統(tǒng)，人工通過鐵鍬將噴漿料上至噴漿機(jī)，且在礦車上攪拌不均勻，攪拌效果差；勞動(dòng)強(qiáng)度大，現(xiàn)場粉塵大，現(xiàn)場工作環(huán)節(jié)差，還效率低影響噴漿速度；其次是原來使用的多個(gè)噴漿機(jī)生產(chǎn)能力為6 m3/h，不能實(shí)現(xiàn)高效噴漿，也影響了噴漿距離，需要多次移動(dòng)噴漿機(jī)、開關(guān)等。為此需要研究一套從拌料、上料到遠(yuǎn)距離噴射的成套化機(jī)組。

2 裝備簡介

山東天河科技公司生產(chǎn)的“噴射混凝土成套裝備”系統(tǒng)主要由PYC6Z 轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)、ZYLD6L-Y 礦用混凝土轉(zhuǎn)載機(jī)、LG600-100K 螺桿式混凝土攪拌器、液壓泵站、氣路系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)及除塵器構(gòu)成。

2.1 PYC6Z 轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)

2.1.1 工作原理

噴漿料由錐形給料裝置進(jìn)入氣料室，落在氣料室下部旋轉(zhuǎn)的葉片輪上，再由葉片輪錐形結(jié)構(gòu)使噴漿料堆積成錐形并逐漸向各個(gè)方向自由塌落。在氣料室的出料口有一個(gè)進(jìn)氣與出料一體化的鵝頸管，布置在葉片輪喂料料杯上方，塌落入喂料料杯的噴漿料通過鵝頸管吹向出料口，再通過輸料管道吹向噴漿槍頭。

2.2.2 技術(shù)參數(shù)

PYC6Z轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)（見表1）。

表1 PYC6Z 轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

2.2 ZYLD6L-Y 礦用混凝土轉(zhuǎn)載機(jī)

2.2.1 工作原理

ZYLD6L-Y 礦用混凝土轉(zhuǎn)載機(jī)主要由行走裝置、回轉(zhuǎn)舉升機(jī)構(gòu)、上料裝置、皮帶機(jī)、液壓泵站及電控裝置構(gòu)成。設(shè)備的所有零部件均固定在行走裝置上；轉(zhuǎn)載機(jī)采用全液壓驅(qū)動(dòng)方式，配套的液壓泵站與控制系統(tǒng)提供所需液壓動(dòng)力及手動(dòng)/無線遙控控制，皮帶機(jī)可將噴漿料運(yùn)輸至指定位置。

2.2.2 主要技術(shù)參數(shù)

ZYLD6L-Y 礦用混凝土轉(zhuǎn)載機(jī)技術(shù)參數(shù)，見表2。

表2 ZYLD6L-Y 礦用混凝土轉(zhuǎn)載機(jī)技術(shù)參數(shù)

2.3 LG600-100K 螺桿式混凝土攪拌器

2.3.1 工作原理

該設(shè)備主要由升降橫移機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)底盤、縱移機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、攪拌頭、液壓泵站與控制系統(tǒng)構(gòu)成。

2.3.2 主要技術(shù)參數(shù)

LG600-100K 螺桿式混凝土攪拌器主要技術(shù)參數(shù)，見表3。

表3 LG600-100K 螺桿式混凝土攪拌器主要技術(shù)參數(shù)

3 使用情況

噴射混凝土成套裝備系統(tǒng)安設(shè)在12 采區(qū)輔助皮帶巷，噴漿管路用20 m 噴漿專用軟管與陶瓷耐磨噴漿管連接至掌頭，最后20 m 使用噴漿專用軟管連接噴頭，管路最遠(yuǎn)距離300 m。噴漿作業(yè)流程：在地面將沙子、石子裝入1 t 礦車內(nèi)至2/3 位置，上層裝入水泥。將噴漿料運(yùn)至作業(yè)地點(diǎn)，使用LG600-100K 螺桿式混凝土攪拌器攪拌噴漿料，攪拌均勻后使用ZYLD6L-Y 礦用混凝土轉(zhuǎn)載機(jī)將噴漿料送至PYC6Z轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)進(jìn)行噴漿作業(yè)。

在12 采區(qū)輔助皮帶進(jìn)行試用，試用期間累計(jì)噴漿450 車，噴漿厚度為5～8 cm，成巷300 m，噴漿效率最高達(dá)到了8 m3/h。技措隊(duì)采用“三八”工作制，每班噴漿配備5 人，2 人把噴頭，3 人推車供料。與江蘇鼎甲JPS5I-L 型轉(zhuǎn)子式混凝土噴漿機(jī)對(duì)比。

經(jīng)過試用階段試驗(yàn)，將此噴漿機(jī)與JPS5I-L 型轉(zhuǎn)子式混凝土噴漿機(jī)等進(jìn)行綜合性比較，見表4。

表4 PYC6-Z 液壓鉆子式混凝土噴射機(jī)與JPS5I-L 型轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)參數(shù)對(duì)比

經(jīng)過與JPS5I-L 型轉(zhuǎn)子式混凝土噴漿機(jī)對(duì)比，可知PYC6-Z 液壓鉆子式混凝土噴射機(jī)在輸送距離上遠(yuǎn)超JPS5I-L 型轉(zhuǎn)子式混凝土噴漿機(jī)，最遠(yuǎn)時(shí)達(dá)到300 m，在人員不變、噴漿料配比不變的情況下回彈率更低，噴漿效率更高，其綜合性能優(yōu)于江蘇鼎甲JPS5I-L 型轉(zhuǎn)子式混凝土噴漿機(jī)。

4 應(yīng)用效果及效益

使用LG600-100K 螺桿式混凝土攪拌器攪拌噴漿料，攪拌均勻度達(dá)95%以上。原有人工混合程度僅為50%，保證了噴漿料質(zhì)量。機(jī)械化攪拌效率高，攪拌礦車噴漿料所需時(shí)間為15 min。原有人工混合時(shí)間為30 min，每車可節(jié)省時(shí)間15 min。減少了工人數(shù)量，提高了工作效率。攪拌器操作僅需1 人，原有人工攪拌需要3 人方可操作，就攪拌作業(yè)可減少2 人作業(yè)。

使用ZYLD6L-Y 礦用混凝土轉(zhuǎn)載機(jī)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化的連續(xù)上料，使噴射更連續(xù)、均勻，同時(shí)減少噴射過程中對(duì)水的調(diào)節(jié)，保證水灰比的穩(wěn)定。比傳統(tǒng)噴漿機(jī)使用人工上料，節(jié)省了人力，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

使用PYC6Z 轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)最遠(yuǎn)時(shí)達(dá)到300 m，在人員不變、噴漿料配比不變的情況下回彈率降至3%～5%，噴漿效率更高，粉塵濃度較之前明顯降低，其綜合性能優(yōu)于傳統(tǒng)噴漿機(jī)。

1）噴漿距離較傳統(tǒng)噴漿機(jī)更遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)噴射距離達(dá)到300 m，是傳統(tǒng)噴漿機(jī)的5 倍以上。噴漿效率較傳統(tǒng)噴漿機(jī)更高，噴漿作業(yè)時(shí)間每車節(jié)約10 min。

2）使用LG600-100K 螺桿式混凝土攪拌器攪拌噴漿料，攪拌均勻度達(dá)95%以上，機(jī)械化攪拌效率高，減少作業(yè)人數(shù)，提高了工作效率。

3）使用ZYLD6L-Y 礦用混凝土轉(zhuǎn)載機(jī)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化的連續(xù)上料，使噴射更連續(xù)、均勻，比傳統(tǒng)噴漿機(jī)使用人工上料，節(jié)省了人力，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

4）上墻效果較傳統(tǒng)噴漿機(jī)更好，回彈率降低了50%以上，降低了粉塵濃度，粉塵質(zhì)量濃度為8 mg/m3。噴漿時(shí)粉塵較傳統(tǒng)噴漿機(jī)更少，改善了現(xiàn)場安全環(huán)境。

5）通過兩種噴漿機(jī)的使用，在參考設(shè)備購置或租賃、常規(guī)維護(hù)費(fèi)用主要損耗配件為摩擦片、鋼板等消耗基礎(chǔ)長，結(jié)合高效噴漿節(jié)省的人工費(fèi)用、復(fù)雜巷道軌道敷設(shè)、材料進(jìn)料等影響，折算每百米巷道節(jié)省費(fèi)用4 萬元，按照華陽一礦每年6 000 m 錨噴計(jì)算，每年節(jié)省費(fèi)用240 萬元。

5 改進(jìn)措施

針對(duì)山東天河科技公司生產(chǎn)的“噴射混凝土成套裝備”在使用中存在的實(shí)際情況，提出以下建議:

1）設(shè)備操作標(biāo)準(zhǔn)要求高，建議廠家進(jìn)行操作、維護(hù)、檢修等方面的培訓(xùn)，減少因誤操作導(dǎo)致設(shè)備損壞，提高使用壽命。

2）建議廠家針對(duì)易損件配備一些隨機(jī)備品備件，在出現(xiàn)問題時(shí)能及時(shí)更換。

6 結(jié)語

通過對(duì)PYC6Z 轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)、ZYLD6L-Y礦用混凝土轉(zhuǎn)載機(jī)和LG600-100K 螺桿式混凝土攪拌器成套設(shè)備的試用，該套設(shè)備性能穩(wěn)定可靠、噴漿距離遠(yuǎn)、粉塵濃度較之前明顯降低、回彈料少、拌料均勻、員工勞動(dòng)強(qiáng)度低，基本達(dá)到試驗(yàn)效果。遠(yuǎn)距離噴漿機(jī)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離噴射，減少材料運(yùn)輸量，提高了運(yùn)輸效率，實(shí)現(xiàn)材料集中碼放，減少了經(jīng)常挪移設(shè)備和材料的零星作業(yè)施工，整體上優(yōu)化了生產(chǎn)組織，提高了工作效率。