濕式混凝土噴射機(jī)組的設(shè)計及應(yīng)用

程 鵬

（晉城乾泰安全技術(shù)有限責(zé)任公司，山西 晉城 048006）

現(xiàn)階段，濕噴機(jī)多采用含有機(jī)械臂的大型成套設(shè)備和沒有混凝土制備能力的濕噴設(shè)備。大型成套設(shè)備采購費(fèi)用高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、機(jī)械故障率高、工作人員培訓(xùn)時間長、維修人員需較高專業(yè)水平。JSB6-L型濕式混凝土噴射機(jī)組，可以完成混凝土上料攪拌、輸送和噴射，也可作為濕噴機(jī)的后配套設(shè)備。

1 工作原理及結(jié)構(gòu)特點

1.1 工作原理

JSB6-L濕式混凝土噴射機(jī)組工作原理如圖1所示，砂、石子、水泥通過上料機(jī)構(gòu)輸送到攪拌機(jī)構(gòu)中，水直接加入到攪拌機(jī)構(gòu)，攪拌機(jī)構(gòu)攪拌好混凝土，翻轉(zhuǎn)倒入混凝土泵料斗中，混凝土泵將料斗中的混凝土泵出，通過混氣裝置加入高壓空氣和速凝劑，在高壓空氣的帶動下將混凝土從噴頭噴出，噴射到巷道表面。

1.2 結(jié)構(gòu)特點

JSB6-L濕式混凝土噴射機(jī)組結(jié)構(gòu)如圖2所示。濕噴機(jī)將混凝土泵、攪拌機(jī)集成在履帶底盤上，采用隔爆電機(jī)作動力，全液壓驅(qū)動和控制，簡化了隔爆措施。行走裝置由液壓馬達(dá)驅(qū)動履帶移動，迅速方便，爬坡能力強(qiáng)。攪拌桶在兩根翻轉(zhuǎn)油缸的驅(qū)動下，繞回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動90°，同時借助攪拌葉片的轉(zhuǎn)動出料，動作快速，倒料干凈。速凝劑系統(tǒng)采用氣動泵，簡單高效，故障率低，流量可調(diào)節(jié)。上料機(jī)構(gòu)與噴射機(jī)連接，移動方便，上料勞動強(qiáng)度低，效率高，且加有防塵蓋，有效地降低了粉塵濃度。

圖1 工作原理圖

圖2 濕式混凝土噴射機(jī)組結(jié)構(gòu)圖

1.3 技術(shù)參數(shù)

濕式混凝土噴射機(jī)組的技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 基本性能參數(shù)表

2 工業(yè)性試驗

2.1 實驗條件

本機(jī)組在山陰晉泰煤業(yè)副斜井進(jìn)行了工業(yè)性實驗，支護(hù)斷面為直墻半圓拱形。人員配置為4人。噴頭操作人員1人，負(fù)責(zé)噴頭操作及作業(yè)時的巷道整理。噴漿機(jī)操作人員1人，負(fù)責(zé)加水、攪拌、泵送、機(jī)組與上料機(jī)構(gòu)的啟停、機(jī)器故障時的維修。上料人員2人，負(fù)責(zé)上料和機(jī)器故障時協(xié)助維修。在實際操作中選用石子為粒徑＜15mm的瓜子石，中砂，標(biāo)號為425的水泥。液態(tài)速凝劑選用無堿合格產(chǎn)品?；旌狭系呐浜媳劝凑账唷檬印蒙白印盟倌齽?1:2:2:0.03的比例進(jìn)行備料。

2.2 噴漿工藝

2.2.1 噴漿前準(zhǔn)備

噴漿前2.5h為準(zhǔn)備時間，主要工作有：對電纜管線、風(fēng)筒、電機(jī)、材料等的遮蓋防護(hù)；對風(fēng)管、水管、速凝劑流出管、輸料管和電纜進(jìn)行檢查，并接好管路；檢查油箱油位、速凝劑箱液位、洗滌室水位是否正常；攪拌筒內(nèi)加入水，進(jìn)行噴水試車。

2.2.2 噴漿時的配合作業(yè)

噴頭操作人員作業(yè)前須穿好必要防護(hù)措施，噴漿時抓緊噴漿管，準(zhǔn)備好后向噴漿機(jī)操作人員發(fā)出信號，開始噴漿作業(yè)。當(dāng)發(fā)生無料或無風(fēng)現(xiàn)象時，需要及時通知噴漿機(jī)操作人員。不進(jìn)行噴漿作業(yè)時，及時處理回彈料。噴漿機(jī)操作人員在試機(jī)噴水后，啟動攪拌軸，將攪拌桶中加入少量的水，然后啟動上料機(jī)構(gòu)，依次加入水泥和砂石。觀察拌至混凝土的狀態(tài)，收到上料人員的信號后，停止上料機(jī)構(gòu)。攪拌筒翻轉(zhuǎn)，倒入料斗內(nèi)，給噴頭操作人員信號，并依次打開風(fēng)管、速凝劑閥、泵送開關(guān)。隨后再次啟動攪拌軸，重復(fù)拌料動作。上料人員在上料時，不要越過過濾篩。依次加入水泥和砂石混合料，上料完畢后給噴漿機(jī)操作人員信號。

2.2.3 噴漿后的清理

噴漿作業(yè)完成后，攪拌斗、料斗、S管、混凝土缸、噴漿管路、速凝劑泵及混流器等必須清理干凈，以防凝固而影響下次使用。清洗之前應(yīng)將攪拌斗、泵送料斗和管道內(nèi)的混凝土倒出，再用清水?dāng)嚢璞盟统鋈?。清洗時間約為每班30min。

2.3 常見故障及實驗結(jié)果

實驗期間，濕噴機(jī)的故障統(tǒng)計如表2所示。共噴漿107班次，噴漿距離為初噴和復(fù)噴共189m，每班噴漿時間約4h。故障影響時間總共約90h，其中因人為因素造成的故障影響時間共24h，機(jī)器結(jié)構(gòu)原因造成的故障影響時間共66h。機(jī)器故障時間約占工作時間的7.7%。經(jīng)過試驗，回彈率為噴幫8%～12%，噴頂13%～16%，現(xiàn)場工作粉塵濃度、噴漿效率和混凝土強(qiáng)度均符合施工要求。

表2 故障統(tǒng)計表

3 濕噴機(jī)后配套

現(xiàn)階段，濕噴機(jī)后配套設(shè)備主要有集中攪拌站、單臥軸強(qiáng)制攪拌機(jī)、錐形反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)、連續(xù)式混凝土攪拌機(jī)等設(shè)備。但是因我國煤礦井下環(huán)境的限制，這些設(shè)備的使用均受到一定的影響。其特點如表3所示。JSB6-L濕式混凝土噴射機(jī)組可以和轉(zhuǎn)子式濕噴機(jī)、泵送式濕噴機(jī)等無上料和攪拌機(jī)構(gòu)的濕噴機(jī)形成配套，很好地解決了井下濕噴機(jī)的配套問題。

表3 濕噴機(jī)后配套設(shè)備特征表

4 結(jié)語

通過工業(yè)性試驗，證明了JSB6-L濕式混凝土噴射機(jī)組具故障率低、可移動、全液壓、易清洗、回彈率低等特點，可以代替干噴機(jī)，成為井下噴漿作業(yè)的主要設(shè)備。也可以作為各類濕式噴漿機(jī)的后配套設(shè)備進(jìn)行配套作業(yè)，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。但同時也暴露出許多問題，筆者根據(jù)試驗結(jié)果進(jìn)一步改進(jìn)：重新設(shè)計過渡錐管，降低堵管頻率；設(shè)計定量加水、材料配比裝置，提高混凝土攪拌質(zhì)量；設(shè)計噴漿頭輔助支撐裝置，降低勞動強(qiáng)度的同時也降低了回彈率；增加防護(hù)裝置等。經(jīng)過方案優(yōu)化，噴漿機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步完善，提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動強(qiáng)度。