煤礦井下用氣動濕式噴漿機的分析與應(yīng)用

王 童

（晉能集團山西王家?guī)X煤業(yè)有限公司機運隊， 山西 忻州 034000）

1 項目背景

在煤礦開采的過程中，對于礦道的內(nèi)壁或者煤坑的填補通常使用氣動濕式噴漿機，但是傳統(tǒng)的氣動濕式噴漿機需要人拿著噴頭到目標區(qū)域進行作業(yè)，一方面工作效率低，噴涂的效果也會因人而異，另一方面是因為礦井下復(fù)雜的環(huán)境，一旦因為局部應(yīng)力的施加造成局部塌方，操作人員很難在第一時間撤離，造成人員的傷害[1-2]。因此，需要應(yīng)用一種新型的煤礦井下用氣動濕式噴漿機，在一定程度上能實現(xiàn)其自動噴涂，提高自動化作業(yè)程度，提高噴涂效率和作業(yè)安全性。

2 氣動濕式噴漿機的分析

2.1 結(jié)構(gòu)

新型的氣動濕式噴漿機整體結(jié)構(gòu)如圖1 所示，主要包括濕式噴漿機、液壓桿、電機、牽制板、曲形齒架、連接架、轉(zhuǎn)動噴頭等部件。牽制板固定連接在濕式噴漿機的右端，曲形齒架固定連接在牽制板的右端，電機固定連接在連接架的中部，連接架的內(nèi)端同軸轉(zhuǎn)動連接在牽制板上[3]，曲形齒架與電機傳動連接，轉(zhuǎn)動噴頭轉(zhuǎn)動連接在連接架的外端，液壓桿的兩端分別與連接架和轉(zhuǎn)動噴頭轉(zhuǎn)動連接。

從圖2 可知，濕式噴漿機包括進料口和出料口，進料口設(shè)置在濕式噴漿機的上端，出料口設(shè)置在濕式噴漿機右端的下側(cè)，使用時將噴涂材料按照指定的比例送入進料口，通過濕式噴漿機的工作，混合好的噴涂漿從出料口排出。牽制板包括半圓板和半圓形滑道，半圓板內(nèi)側(cè)設(shè)置有半圓形滑道，半圓板固定連接在濕式噴漿機右端的中部。

圖1 井下用氣動濕式噴漿機的整體結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 濕式噴漿機的結(jié)構(gòu)示意圖

從下頁圖3 可知，曲形齒架包括半圓形滑動架和半圓形齒條，半圓形齒條固定連接在半圓形滑動架滑動槽的內(nèi)側(cè)表面上，半圓形滑動架固定連接在半圓板的右端。連接架包括架體、滑動桿、限制塊、轉(zhuǎn)動連接耳板I、轉(zhuǎn)動連接孔和滑輪，滑動桿固定連接在架體的內(nèi)端，限制塊固定連接在滑動桿的下端，滑動桿滑動連接在半圓形滑道內(nèi)，架體上端的中部前后兩側(cè)分別設(shè)置有一個轉(zhuǎn)動連接耳板I，架體的外端同軸設(shè)置有兩個轉(zhuǎn)動連接孔，兩個滑輪同向固定連接在架體中部的下端，同時兩個滑輪滾動在半圓形滑動架上端的外側(cè)，通過限制塊、滑動桿和半圓形滑道的限制，使架體可以穩(wěn)定地進行運動[4]。

如下頁圖4 所示，轉(zhuǎn)動噴頭包括噴頭、連接軸、轉(zhuǎn)動連接耳板II 和伸縮軟管，噴頭中部的前后兩側(cè)同軸設(shè)置有兩個連接軸，兩個連接軸分別轉(zhuǎn)動連接在兩個轉(zhuǎn)動連接孔內(nèi)，噴頭中部的上端前后兩側(cè)同軸設(shè)置有兩個轉(zhuǎn)動連接耳板II，伸縮軟管的兩端分別與噴頭和出料口固定連接，使用時噴涂漿從出料口排到伸縮軟管中，然后從噴頭噴到目標區(qū)域。

圖3 設(shè)備部分結(jié)構(gòu)的裝配示意圖

圖4 轉(zhuǎn)動噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖

液壓桿兩端的連接桿分別與轉(zhuǎn)動連接耳板I 和轉(zhuǎn)動連接耳板II 轉(zhuǎn)動連接。電機包括機體和齒輪，齒輪固定連接在機體的輸出軸上，機體固定連接在架體的中部，齒輪與半圓形齒條嚙合傳動連接，電機為正反轉(zhuǎn)電機，可通過控制器控制正反轉(zhuǎn)電機的正反轉(zhuǎn)，通過齒輪與半圓形齒條嚙合傳動，使正反轉(zhuǎn)電機在半圓形滑動架中移動，同時通過架體帶動噴頭發(fā)生同步轉(zhuǎn)動，然后可以通過調(diào)控液壓桿的伸縮長度控制噴頭的抬起角度，正反轉(zhuǎn)電機和液壓桿都可通過控制器進行控制[5]。

2.2 工作原理

使用時先根據(jù)控制器上的按鈕，控制電機的正反轉(zhuǎn)和液壓桿的伸縮長度，通過齒輪與半圓形齒條嚙合傳動，使正反轉(zhuǎn)電機在半圓形滑動架中移動，同時通過架體帶動噴頭發(fā)生同步轉(zhuǎn)動，然后可以通過調(diào)控液壓桿的伸縮長度控制噴頭的抬起角度，上述操作允許操作人員在遠處安全區(qū)域進行，調(diào)整好噴涂角度后，將噴涂材料按照指定的比例送入進料口，通過濕式噴漿機的工作，混合好的噴涂漿從出料口排出，然后噴涂漿從出料口排到伸縮軟管中，然后從噴頭噴到目標區(qū)域，在噴涂的過程中也可以通過控制器調(diào)整噴頭的噴涂方向。

2.3 特點

噴涂的過程中不需要操作人員手持噴頭，該裝置的噴頭通過電機和液壓桿的共同控制，使噴頭對目標區(qū)域進行噴涂，可以通過控制電機和液壓桿實現(xiàn)一定面積的噴涂作業(yè)，并可以根據(jù)控制器按鈕在安全區(qū)域進行控制，保障操作人員的人身安全[6]。

3 實踐與應(yīng)用效果分析

新型煤礦井下用氣動濕式噴漿機完成研制后，在山西王家?guī)X煤業(yè)有限公司礦道內(nèi)壁噴涂作業(yè)中進行了工業(yè)性試驗。在作業(yè)時，可以固定好噴射的方向，投放好物料后，實現(xiàn)自動噴涂，同時也可以通過控制電機和液壓桿，使該裝置進行一定面積的噴涂，操作人員可以在安全區(qū)域通過控制器進行操作。從本次工業(yè)性試驗結(jié)果可知，新型煤礦井下用氣動濕式噴漿機的應(yīng)用，有效提高了噴涂作業(yè)效率，作業(yè)噴涂過程安全隱患較小，作業(yè)安全性非常高。