遠(yuǎn)距離噴漿機(jī)在馬蘭礦的應(yīng)用

劉 濤

（山西西山煤電股份有限公司馬蘭礦，山西 古交 030205）

引言

國(guó)內(nèi)煤礦井下大多使用轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)，用于干料、潮料混凝土噴射作業(yè)。轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)的給料部分、噴射部分為一體（即它只有一個(gè)料腔，同時(shí)用于給料和噴射作業(yè)），給料和噴射時(shí)密封處于相對(duì)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，密封結(jié)構(gòu)不可靠，并極易出現(xiàn)磨損造成密封失效，以致噴射距離短，僅能達(dá)到60～80 m，并產(chǎn)生較大粉塵，料腔通過(guò)出料口頻率較低，噴射時(shí)脈沖大，物料不能連續(xù)[1-2]。噴漿機(jī)純?nèi)斯な謩?dòng)作業(yè)，機(jī)械化程度低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。在煤礦井下條件苛刻，設(shè)備運(yùn)輸困難情況下，為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)及作業(yè)帶來(lái)非常大的挑戰(zhàn)。

遠(yuǎn)距離、無(wú)塵化的噴漿裝備和自動(dòng)化、機(jī)械化、適用性高的噴漿工藝，最終達(dá)到增大噴漿距離、降低粉塵濃度、降低作業(yè)強(qiáng)度，提高噴漿質(zhì)量的目的。

1 遠(yuǎn)距離噴漿機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

PYC6Z 型液壓轉(zhuǎn)子式混凝土噴射機(jī)（以下簡(jiǎn)噴射機(jī)）主要由行走裝置、料斗、錐形給料裝置、噴射系統(tǒng)、液壓泵站、氣路系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)及除塵器構(gòu)成。設(shè)備的所有零部件均固定在行走裝置上；行走裝置由履帶底盤、底板焊接件等構(gòu)成；噴射系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)部分固定在行走裝置上，噴射系統(tǒng)主要包括氣料室、葉片輪、減速機(jī)和馬達(dá)。氣料室上固定有錐形給料裝置和料斗，通過(guò)錐形給料裝置的定量錐形轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)將物料送入到氣料室內(nèi)，再通過(guò)葉片輪的旋轉(zhuǎn)將物料在風(fēng)壓的作用下將物料輸送出去。噴射機(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)力通過(guò)手動(dòng)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)各動(dòng)作。遠(yuǎn)距離噴漿機(jī)原理結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 遠(yuǎn)距離噴漿機(jī)原理結(jié)構(gòu)

1.1 工作原理

1）混合噴漿料（現(xiàn)場(chǎng)拌制或配料廠拌制或袋裝、筒倉(cāng)儲(chǔ)存材料），送入料斗，經(jīng)過(guò)篩子將大顆粒篩除后進(jìn)入錐形給料裝置內(nèi)的料杯內(nèi)，然后落入氣料室。

2）落料點(diǎn)前處，壓縮空氣通過(guò)錐形殼體進(jìn)入有料料杯?？諝鈬娚涫刮锪纤缮?，有利物料充分落入氣料室。

3）物料從料杯排出后，其內(nèi)的殘余壓縮空氣通過(guò)余氣口排出，若有殘余物料也隨壓縮空氣一塊排出進(jìn)入集塵器。然后空料杯旋轉(zhuǎn)繼續(xù)從料斗中接料。通過(guò)液壓控制給料裝置旋轉(zhuǎn)速度，控制送往氣料室物料的多少。

4）氣料室的補(bǔ)壓氣使其中的物料盡量疏松（有利物料的輸送），再通過(guò)葉片輪旋轉(zhuǎn)將物料送至物料出口。

5）壓縮空氣通過(guò)進(jìn)氣口進(jìn)入氣料室，并通過(guò)布置在葉片輪料杯頂部上側(cè)的鵝頸管導(dǎo)向出料口。壓縮空氣將葉片輪上料杯內(nèi)噴漿料吹出通過(guò)出料口、輸送管路流向噴嘴。葉片輪的轉(zhuǎn)速可以無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)物料均勻送向噴嘴。

1.2 設(shè)備結(jié)構(gòu)

1）料斗由錐形圓桶、篩網(wǎng)、振動(dòng)器構(gòu)成。

2）行走裝置由履帶、底盤焊接件構(gòu)成。履帶由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)鏈輪及履帶實(shí)現(xiàn)行走，履帶張緊機(jī)構(gòu)由油缸和彈簧控制，油缸可調(diào)整履帶的張緊程度。同時(shí)同向操作左、右行走換向閥可實(shí)現(xiàn)設(shè)備前進(jìn)和后退，操作其中一個(gè)換向閥可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)。

3）錐形給料裝置由錐形殼體、定量錐形轉(zhuǎn)子、馬達(dá)構(gòu)成。錐形殼體由金屬殼體和襯膠構(gòu)成；定量錐形轉(zhuǎn)子通過(guò)馬達(dá)的帶動(dòng)在錐形殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)物料轉(zhuǎn)送。

4）噴射系統(tǒng)由氣料室、葉片輪、液壓馬達(dá)、減速機(jī)、鏈輪組、鏈條構(gòu)成。氣料室是連接錐形給料裝置和輸送管道的中樞結(jié)構(gòu)，呈圓桶狀。葉片輪是圓錐體底部的葉片輪料杯，圍繞在圓錐體底部周圍。葉片輪將混凝土分成一個(gè)個(gè)的“小單元”，減少了單次噴射混凝土的質(zhì)量，再加上氣料室內(nèi)部的密閉環(huán)境，使得混凝土獲得0.5 MPa 壓強(qiáng)的初速度之后，在輸送管道中速度不會(huì)減少太多。葉片輪的設(shè)計(jì)在一定程度上實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)距離噴射混凝土的作業(yè)效果[3]。

5）液壓泵站與控制系統(tǒng)由電機(jī)、雙聯(lián)泵、油箱、調(diào)速閥、操縱閥、壓力表、冷卻器、過(guò)濾器、液壓管路等組成，液壓泵站布置在行走裝置上。

6）氣路系統(tǒng)由閥門、管路、壓力表構(gòu)成。

1.3 技術(shù)參數(shù)

1.3.1 設(shè)備型號(hào)

設(shè)備型號(hào)如圖2 所示[4]。

圖2 設(shè)備型號(hào)

1.3.2 主要技術(shù)參數(shù)

遠(yuǎn)距離噴漿機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 主要技術(shù)參數(shù)

2 在馬蘭礦的應(yīng)用效果分析

2.1 遠(yuǎn)距離噴漿機(jī)特點(diǎn)

舊式噴漿機(jī)每60 m 就要挪移一次噴漿機(jī)，制約了現(xiàn)場(chǎng)全巖巷道快速掘進(jìn)速度。遠(yuǎn)距離噴漿機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：輸送距離長(zhǎng)，最大可達(dá)水平500 m；粉塵濃度低，機(jī)旁粉塵濃度低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)10 mg/m3；噴射連續(xù)無(wú)脈沖，混凝土回彈??；密封可靠性高，磨損件更換周期長(zhǎng)，一般6 個(gè)月更換一次；整機(jī)結(jié)構(gòu)可靠，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)成本低；設(shè)備使用全液壓驅(qū)動(dòng)，運(yùn)行過(guò)程中安全、可靠；采用履帶式行走機(jī)構(gòu)，設(shè)備移動(dòng)更加方便快捷；解決了噴漿效率低，回彈率高，及施工過(guò)程中遠(yuǎn)距離噴漿的難題。

2.2 具體應(yīng)用

馬蘭礦現(xiàn)在南八盤區(qū)使用遠(yuǎn)距離噴漿機(jī)，南八回風(fēng)下山、南八回風(fēng)大巷、南八皮帶下山及南八軌道下山，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度累計(jì)長(zhǎng)達(dá)10 000 m，解決了噴漿效率低，回彈率高，及施工過(guò)程中遠(yuǎn)距離噴漿的難題。在保證巷道施工質(zhì)量的同時(shí)，降低了人工強(qiáng)度，減輕了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，加快了巷道施工速度。

3 結(jié)語(yǔ)

馬蘭礦在南八盤區(qū)使用了遠(yuǎn)距離噴漿機(jī)，遠(yuǎn)距離噴漿機(jī)的使用，解決了噴漿效率低，回彈率高，及施工過(guò)程中遠(yuǎn)距離噴漿的難題。在沒(méi)有軌道運(yùn)輸?shù)那闆r下，完成了480 m 的遠(yuǎn)距離定點(diǎn)噴漿工程，比預(yù)計(jì)工期縮短了近一個(gè)月，節(jié)約成本近30 萬(wàn)元。在保證巷道施工質(zhì)量的同時(shí)，降低了人工強(qiáng)度，減輕了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，加快了巷道施工速度，且施工操作相對(duì)簡(jiǎn)單，推廣前景巨大。