新型噴漿機除塵裝置的分析與應用

許 晉

（西山煤電東曲礦機電科檢修隊，山西 古交 030200）

1 噴漿機除塵裝置介紹

噴漿機是一種在煤礦巷道、交通隧道等施工過程中的混凝土噴射機械，在壓縮空氣的作用下，攪拌腔體內(nèi)的混合物料通過噴嘴被噴射至指定部位，形成支護面。最初的噴漿機為干式噴漿機，這種噴漿機已經(jīng)被淘汰?，F(xiàn)在廣泛使用的是濕式噴漿機，濕式噴漿機具有粉塵濃度低、生產(chǎn)率高、回彈率低的特點。國內(nèi)的礦用防爆噴漿機基本均采用間斷給料、不間斷給風的工作模式，將制造混凝土的各種原料加入攪拌桶內(nèi)，不間斷向其注入壓縮空氣，從而使混凝土受壓從噴嘴射出。這種間斷給料、不間斷給風的噴漿機轉(zhuǎn)子磨損極大，且經(jīng)常造成密封工作面被破壞，同時連續(xù)給風的電能和風能消耗過大。傳統(tǒng)濕式噴漿機能耗比較高，在風壓不足時經(jīng)常發(fā)生管路堵塞現(xiàn)象，風壓過高時，混凝土的回彈率會升高，特別是對于煤礦巷道噴幫和噴頂施工過程而言，無法自動調(diào)節(jié)風壓。隨著我國綜采機械化水平的提高，原有噴漿機的性能已經(jīng)不符合現(xiàn)在的生產(chǎn)模式，煤礦企業(yè)急需一種密封性好、混凝土攪拌效率高、支護效率高、節(jié)能無塵的新型噴漿機。在巷道支護中噴漿作業(yè)所占的工作量很大，產(chǎn)生分產(chǎn)的原因有很多，例如人工拌料不均、溢氣口在噴漿形成的風力較大等。噴漿作業(yè)現(xiàn)場的工作環(huán)境相當惡劣，影響支護進度和人員健康，嚴重時還會造成回彈混凝土增多，降低支護強度。《煤礦安全規(guī)程》653條對噴漿機噴射混凝土的工藝和除塵措施做出了明確規(guī)定[1-2]：噴射混凝土時，應當采用潮噴或濕噴工藝，并配備除塵裝置對上料口、余氣口除塵。

2 新型噴漿機作業(yè)原理

圖1 新型噴漿機及其除塵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

如圖1所示，新型噴漿機由噴射主機、速凝劑添加裝置、護罩、護罩排氣口、排料口、下溢氣總成、上溢氣總成、橡膠防塵護套等構(gòu)成[1-2]，噴漿機通過吸塵管與除塵器連接，除塵器底部設(shè)有積塵室，上部設(shè)有操作手柄。

在噴漿機噴射施工時，砂石料和水泥不間斷進料，經(jīng)篩網(wǎng)過濾后沿斜槽注入混合攪拌桶，桶內(nèi)的攪拌盤在電動機驅(qū)動下快速混合物料，實現(xiàn)物料預混合，在上述進料過程中，噴漿機每隔一段時間排風一次。攪拌盤上的螺旋葉片的節(jié)距和半徑均設(shè)計成不均勻結(jié)構(gòu)，有利于充分攪拌物料。為了防止混合物料落入軸承座內(nèi)破壞軸承，在攪拌軸的尾部設(shè)計了反轉(zhuǎn)葉片。在電磁閥打開后，壓縮空氣被壓入出料斗，將混合物料壓至出料管，經(jīng)過噴嘴發(fā)射至受噴面，從而形成噴漿支護面。

噴漿機的工作流程為：首先檢查噴漿機電源是否正常，電源正常后打開總電源開關(guān)，然后打開攪拌電機開關(guān)使其進行攪拌，觀察攪拌運動正常無異響，向加料斗加入砂石和水泥，打開空氣壓縮機電源，根據(jù)噴射距離和物料黏度確定合適風壓，通過電磁閥的開度控制調(diào)整至合適風壓，一般作業(yè)的風壓在0.3～0.5 Pa。在噴漿機作業(yè)過程中要保持上料勻速，攪拌桶內(nèi)的物料不可超出或不足，在上料斗即將發(fā)生堵塞之前及時清理大塊物料，噴嘴與被噴作業(yè)面的距離控制在1 m左右，作業(yè)結(jié)束前確定噴射主機內(nèi)無剩余物料后關(guān)閉攪拌電機，待所有通路暢通后方可關(guān)閉空氣壓縮機。

3 新型噴漿機除塵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

新型防塵式噴漿機的特點在于進料系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)和新型噴頭三部分。

1）進料系統(tǒng)。首先在拌料方面采用全自動機械拌料，開啟進料開關(guān)后無需人工操作，進料多少由系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)，確保拌料均勻，上料過程不間斷。進料系統(tǒng)采用螺紋上料機推進進料，一個料斗中放砂石料，一個料斗中放水泥，通過自動拌料機，拌料均勻，輸送至噴漿機攪拌料斗內(nèi)。

2）除塵系統(tǒng)。如圖2所示，為了最大程度地減少粉塵產(chǎn)生，混合料在加入料斗之前就進行了預濕，在噴漿機攪拌料斗上方安裝噴頭水閥。同時在噴漿機上增加了一套除塵系統(tǒng)，將噴漿機作業(yè)產(chǎn)生的粉塵吸入除塵系統(tǒng)。除塵系統(tǒng)由護罩、撥板裝置、上溢氣總成、下溢氣總成、吸塵管、集塵室、除塵器等組成[4-5]。將噴射機工作時造成粉塵排放的上溢氣口、下溢氣口、轉(zhuǎn)子體漏料、料斗反風等均引導至除塵裝置進氣通道，通過吸塵管到除塵室，經(jīng)過特制的除塵網(wǎng)進行過濾，最后收集到集塵器內(nèi)，形成了除塵系統(tǒng)，避免粉塵直接排放至巷道內(nèi)。在作業(yè)一段時間后，集塵室內(nèi)的粉塵需要手動進行清理。另外，為了降低除塵風機產(chǎn)生的噪音在除塵風機的出風口安裝了消音裝置。

3）新型噴頭。新型噴頭的結(jié)構(gòu)如圖3所示，新型噴頭由噴頭、噴頭座體、水環(huán)套、加水小孔等部分組成。在噴頭上做了改進，將噴頭進水由原來的單股變成多股，多股進水將漿料與水混合更加均勻，大大降低產(chǎn)塵率，同時減少混凝土回彈料，提高噴射面的支護強度。噴頭處的進水由原來的單層單股變成多層環(huán)狀加水，混合時間延長，混合空間拉長，使水與混合料充分接觸、混合，粉塵大幅降低，提高了噴射面強度。

4 結(jié)論

圖2 噴漿機除塵系統(tǒng)原理圖

圖3 除塵式噴漿機噴頭結(jié)構(gòu)圖

新型噴漿機在礦井巷道支護應用后，噴漿機附近的積塵1月不到20 mm，采用定期沖塵措施即可保證巷道內(nèi)無粉塵堆積現(xiàn)象產(chǎn)生。在進料過程中實現(xiàn)水泥和砂石料的自動配比、噴漿料混合均勻，極大地降低了噴漿作業(yè)人員的工作強度，提高了支護的生產(chǎn)效率。該新型噴漿機的使用壽命時間長，操作簡單、工作性能好，為巷道支護快速施工提供了保障。