遠距離噴漿機組高效噴漿工藝研究與應用

張 靖

（山西華陽新材料科技集團， 山西 陽泉 045000）

0 引言

錨網支護技術是現代煤礦的主要支護方式，在開拓大巷、準備巷道、配電室和水泵房等重要硐室因服務年限長，巷道使用周期長，為加強支護強度，往往采用錨噴支護。據統計，華陽一礦近年錨噴巷道進尺保持在6 000 m 以上，綜掘巷道因掘進效率高，月進尺水平保持在240 m 以上，但由于現用噴漿機為生產能力6 m3/h 的小型噴漿機，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調整、巷道沒有敷設軌道等原則，造成此類巷道進料困難，無法使用混凝土工藝進行噴漿封閉，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，對遠距離噴漿工藝進行了研究。

1 主要研究內容

現階段噴漿工藝要解決多個難題，通過系統分析，重點對以下幾項進行攻破。首先為上料和攪拌系統，人工通過鐵鍬將噴漿料上至噴漿機，且在礦車上攪拌不均勻，攪拌效果差；勞動強度大，現場粉塵大，現場工作環節差，還效率低影響噴漿速度；其次是原來使用的多個噴漿機生產能力為6 m3/h，不能實現高效噴漿，也影響了噴漿距離，需要多次移動噴漿機、開關等。為此需要研究一套從拌料、上料到遠距離噴射的成套化機組。

2 裝備簡介

山東天河科技公司生產的“噴射混凝土成套裝備”系統主要由PYC6Z 轉子式混凝土噴射機、ZYLD6L-Y 礦用混凝土轉載機、LG600-100K 螺桿式混凝土攪拌器、液壓泵站、氣路系統、潤滑系統及除塵器構成。

2.1 PYC6Z 轉子式混凝土噴射機

2.1.1 工作原理

噴漿料由錐形給料裝置進入氣料室，落在氣料室下部旋轉的葉片輪上，再由葉片輪錐形結構使噴漿料堆積成錐形并逐漸向各個方向自由塌落。在氣料室的出料口有一個進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 技術參數

PYC6Z轉子式混凝土噴射機主要技術參數（見表1）。

表1 PYC6Z 轉子式混凝土噴射機主要技術參數

2.2 ZYLD6L-Y 礦用混凝土轉載機

2.2.1 工作原理

ZYLD6L-Y 礦用混凝土轉載機主要由行走裝置、回轉舉升機構、上料裝置、皮帶機、液壓泵站及電控裝置構成。設備的所有零部件均固定在行走裝置上；轉載機采用全液壓驅動方式，配套的液壓泵站與控制系統提供所需液壓動力及手動/無線遙控控制，皮帶機可將噴漿料運輸至指定位置。

2.2.2 主要技術參數

ZYLD6L-Y 礦用混凝土轉載機技術參數，見表2。

表2 ZYLD6L-Y 礦用混凝土轉載機技術參數

2.3 LG600-100K 螺桿式混凝土攪拌器

2.3.1 工作原理

該設備主要由升降橫移機構、回轉底盤、縱移機構、回轉驅動機構、攪拌頭、液壓泵站與控制系統構成。

2.3.2 主要技術參數

LG600-100K 螺桿式混凝土攪拌器主要技術參數，見表3。

表3 LG600-100K 螺桿式混凝土攪拌器主要技術參數

3 使用情況

噴射混凝土成套裝備系統安設在12 采區輔助皮帶巷，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，管路最遠距離300 m。噴漿作業流程：在地面將沙子、石子裝入1 t 礦車內至2/3 位置，上層裝入水泥。將噴漿料運至作業地點，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 礦用混凝土轉載機將噴漿料送至PYC6Z轉子式混凝土噴射機進行噴漿作業。

在12 采區輔助皮帶進行試用，試用期間累計噴漿450 車，噴漿厚度為5～8 cm，成巷300 m，噴漿效率最高達到了8 m3/h。技措隊采用“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 型轉子式混凝土噴漿機對比。

經過試用階段試驗，將此噴漿機與JPS5I-L 型轉子式混凝土噴漿機等進行綜合性比較，見表4。

表4 PYC6-Z 液壓鉆子式混凝土噴射機與JPS5I-L 型轉子式混凝土噴射機參數對比

經過與JPS5I-L 型轉子式混凝土噴漿機對比，可知PYC6-Z 液壓鉆子式混凝土噴射機在輸送距離上遠超JPS5I-L 型轉子式混凝土噴漿機，最遠時達到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，其綜合性能優于江蘇鼎甲JPS5I-L 型轉子式混凝土噴漿機。

4 應用效果及效益

使用LG600-100K 螺桿式混凝土攪拌器攪拌噴漿料，攪拌均勻度達95%以上。原有人工混合程度僅為50%，保證了噴漿料質量。機械化攪拌效率高，攪拌礦車噴漿料所需時間為15 min。原有人工混合時間為30 min，每車可節省時間15 min。減少了工人數量，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，就攪拌作業可減少2 人作業。

使用ZYLD6L-Y 礦用混凝土轉載機，實現了機械化的連續上料，使噴射更連續、均勻，同時減少噴射過程中對水的調節，保證水灰比的穩定。比傳統噴漿機使用人工上料，節省了人力，降低了工人的勞動強度。

使用PYC6Z 轉子式混凝土噴射機最遠時達到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，其綜合性能優于傳統噴漿機。

1）噴漿距離較傳統噴漿機更遠，最遠噴射距離達到300 m，是傳統噴漿機的5 倍以上。噴漿效率較傳統噴漿機更高，噴漿作業時間每車節約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95%以上，機械化攪拌效率高，減少作業人數，提高了工作效率。

3）使用ZYLD6L-Y 礦用混凝土轉載機，實現了機械化的連續上料，使噴射更連續、均勻，比傳統噴漿機使用人工上料，節省了人力，降低了工人的勞動強度。

4）上墻效果較傳統噴漿機更好，回彈率降低了50%以上，降低了粉塵濃度，粉塵質量濃度為8 mg/m3。噴漿時粉塵較傳統噴漿機更少，改善了現場安全環境。

5）通過兩種噴漿機的使用，在參考設備購置或租賃、常規維護費用主要損耗配件為摩擦片、鋼板等消耗基礎長，結合高效噴漿節省的人工費用、復雜巷道軌道敷設、材料進料等影響，折算每百米巷道節省費用4 萬元，按照華陽一礦每年6 000 m 錨噴計算，每年節省費用240 萬元。

5 改進措施

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

1）設備操作標準要求高，建議廠家進行操作、維護、檢修等方面的培訓，減少因誤操作導致設備損壞，提高使用壽命。

2）建議廠家針對易損件配備一些隨機備品備件，在出現問題時能及時更換。

6 結語

通過對PYC6Z 轉子式混凝土噴射機、ZYLD6L-Y礦用混凝土轉載機和LG600-100K 螺桿式混凝土攪拌器成套設備的試用，該套設備性能穩定可靠、噴漿距離遠、粉塵濃度較之前明顯降低、回彈料少、拌料均勻、員工勞動強度低，基本達到試驗效果。遠距離噴漿機實現了遠距離噴射，減少材料運輸量，提高了運輸效率，實現材料集中碼放，減少了經常挪移設備和材料的零星作業施工，整體上優化了生產組織，提高了工作效率。