推鏈?zhǔn)交炷羾娚錂C(jī)組在煤礦應(yīng)用
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［摘要］針對(duì)巷道在噴漿支護(hù)過程存在的噴漿效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度高、產(chǎn)塵量大、噴漿回彈高等問題，研發(fā)出一套可降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高噴射效率、降塵、減彈的混凝土噴射機(jī)組。新型推鏈?zhǔn)?/a>混凝土噴射機(jī)組噴漿量可達(dá)7m3/h以上，實(shí)現(xiàn)了混凝土的自動(dòng)配比、連續(xù)攪拌、高效輸送和噴漿，提高了噴漿作業(yè)的自動(dòng)化程度，實(shí)現(xiàn)了噴漿提效、控塵目的。
［關(guān)鍵詞］噴漿支護(hù)；混凝土噴射機(jī)組；自動(dòng)化
1概述
自國家安全監(jiān)管總局、國家煤礦安監(jiān)局禁止使用干式噴射機(jī)以來，棗莊礦業(yè)集團(tuán)新安煤業(yè)有限公司一直采用傳統(tǒng)的PTS6型推鏈?zhǔn)交炷羾娚錂C(jī)，存在上料高度高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、產(chǎn)塵及回彈嚴(yán)重的問題，逐漸不能滿足巷道掘進(jìn)支護(hù)需求［1］。因此，經(jīng)過廣泛地調(diào)研，引進(jìn)了山東亞瑞特機(jī)電工程科技有限公司生產(chǎn)的SPBT7-L型推鏈?zhǔn)交炷羾娚錂C(jī)機(jī)組，并于2019年12月開始使用，在降塵、減彈、降低勞動(dòng)強(qiáng)度和提高噴漿效率方面優(yōu)勢(shì)明顯。
2噴射機(jī)組簡介
2.1噴射機(jī)組工作原理
SPBT7-L型推鏈?zhǔn)交炷羾娚錂C(jī)機(jī)組主要由推鏈?zhǔn)絿姖{機(jī)、螺旋上料機(jī)及行走履帶組成，整機(jī)采用液壓驅(qū)動(dòng)。其中螺旋上料機(jī)可上下滑動(dòng)，能夠同時(shí)兼顧整機(jī)行走時(shí)的通過性和工作時(shí)的上料高度。該噴射機(jī)機(jī)組結(jié)構(gòu)如圖1所示。（1）螺旋上料機(jī)工作原理。螺旋上料機(jī)主要包括砂石料斗、水泥料斗和速凝劑料斗。其中，水泥料斗驅(qū)動(dòng)軸和砂石料斗之間通過一對(duì)配合齒輪連接，在水泥螺旋和砂石螺旋的直徑及螺旋一定的情況下，通過兩者轉(zhuǎn)速配合實(shí)現(xiàn)混凝土砂石和水泥的配比；速凝劑螺旋與砂石螺旋同軸驅(qū)動(dòng)；在主螺栓輸送時(shí)可實(shí)現(xiàn)混凝土的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，兼?zhèn)鋽嚢璧男Ч?。因此，該螺栓上料機(jī)集混凝土配料、攪拌、輸送等功能于一體，使用時(shí)只需將砂石、水泥、速凝劑分別裝入對(duì)應(yīng)料斗即可。（2）推鏈?zhǔn)絿姖{機(jī)工作原理。密封活塞在鏈輪鏈條的驅(qū)動(dòng)下，將來自螺旋上料機(jī)的混凝土轉(zhuǎn)移到出料口處，由通入的壓縮空氣將混凝土輸送至噴頭處，并在噴頭處加水，噴射至受噴面上。通過對(duì)噴漿機(jī)的進(jìn)風(fēng)風(fēng)路進(jìn)行多次試驗(yàn)，探究在壓縮風(fēng)的作用下物料的運(yùn)動(dòng)形態(tài)，優(yōu)化流場結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)物料與空氣流場的耦合，減小余料口處余料和粉塵的產(chǎn)生，降低設(shè)備處的粉塵濃度。
2.2機(jī)組主要技術(shù)特征
噴射機(jī)組技術(shù)參數(shù)如表1所示。
3現(xiàn)場應(yīng)用情況
3.1使用地點(diǎn)簡介
SPBT7-L型推鏈?zhǔn)交炷羾娚錂C(jī)機(jī)組在新安煤業(yè)公司162采區(qū)南翼軌道巷和162采區(qū)南翼膠帶巷使用，2條巷道設(shè)計(jì)長度分別為820、845m。試驗(yàn)段巷道為半圓拱型。其中，軌道巷毛寬4.4m、凈寬4.2m，毛高3.8m、凈高3.45m；膠帶巷毛寬4.4m、凈寬4.2m，毛高3.2m、凈高2.9m。2條巷道均采用錨網(wǎng)噴支護(hù)，噴厚100mm。在噴漿作業(yè)時(shí)，機(jī)組位于巷道側(cè)幫的排水溝上方，礦車位于中間軌道上，并將礦車與噴漿機(jī)組平行布置。上料工人位于礦車內(nèi)部，將礦車中砂石裝入砂石料斗中，噴漿機(jī)后面的工人將水泥裝入水泥料斗中。噴漿機(jī)組布置如圖2所示。
3.2施工工藝
設(shè)備利用履帶行走至噴漿工作面，噴漿支護(hù)使用的砂石、水泥等材料利用礦車送至噴漿機(jī)處。工序工藝流程為：交接班、安全檢查→巷道沖塵→檢查待噴巷道錨網(wǎng)質(zhì)量→補(bǔ)打失效錨桿、補(bǔ)網(wǎng)→清理待噴巷道底腳→噴漿→清理回彈料→施工水溝→清理噴漿機(jī)→進(jìn)入下一循環(huán)。
3.3工作效率
該推鏈?zhǔn)交炷羾娚錂C(jī)組需配備砂石上料工2名，水泥上料工1名，噴漿手1名。（1）軌道巷于2020-05-18T19:35—20:39使用噴射機(jī)組進(jìn)行作業(yè)。其中，噴頭距離設(shè)備120m，巷道高度3.8m，工作風(fēng)壓0.5MPa，工作水壓2.4MPa；共使用砂石6m3、水泥2250kg、速凝劑250kg，噴射厚度70mm，噴射混凝土7.2m3，用時(shí)64min，噴漿機(jī)實(shí)際工作效率為6.75m3/h。余料口產(chǎn)生余料約0.07m3。（2）膠帶巷于2020-05-21T20:04—21:14使用噴射機(jī)進(jìn)行作業(yè)。其中，噴頭距離設(shè)備156m，巷道高度3.2m，工作風(fēng)壓0.5MPa，工作水壓2.4MPa；共使用砂石6m3、水泥2250kg、速凝劑250kg，噴射厚度60mm，噴射混凝土7.2m3，用時(shí)70min，噴漿機(jī)實(shí)際工作效率為6.17m3/h。余料口處產(chǎn)生余料約0.06m3.4混凝土噴射回彈測定將噴射面塌落回彈的混凝土堆成圓錐形，分別測量圓錐的直徑R和高度h，則混凝土的塌落體積計(jì)算公式如下：V=13πR2h將混凝土的塌落體積除以混凝土噴射量，得到回彈率。經(jīng)計(jì)算，軌道巷和膠帶巷的回彈率分別為7.1%、7.5%。3.5粉塵效果測定在噴漿機(jī)工作過程中，分別對(duì)設(shè)備處、噴漿手處、礦車處進(jìn)行了粉塵測定，測定結(jié)果如表2所示。
4經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益
SPBT7-L型推鏈?zhǔn)交炷羾娚錂C(jī)組，集混凝土配比、攪拌、上料、噴漿于一體，在混凝土攪拌上料過程中可預(yù)加部分水，降低了產(chǎn)塵量和回彈率。該噴射機(jī)組輸送混凝土距離可達(dá)180m以上，輸送混凝土速度可達(dá)6~7m3/h，實(shí)現(xiàn)了混凝土遠(yuǎn)距離、高質(zhì)量、高效噴漿作業(yè)。相對(duì)轉(zhuǎn)子式以及傳統(tǒng)推鏈?zhǔn)交炷羾娚錂C(jī)，該噴射機(jī)組提高了噴漿效率，可將每班工人縮減至4名，每年可節(jié)省人工費(fèi)40萬元以上；降低噴漿回彈量在5%~8%，每年可節(jié)省混凝土材料費(fèi)20萬元以上；進(jìn)一步提高了混凝土噴漿支護(hù)質(zhì)量，減少了巷道維護(hù)成本。該推鏈?zhǔn)交炷羾娚錂C(jī)組可實(shí)現(xiàn)上料機(jī)的上下滑動(dòng)，在行走時(shí)上料機(jī)處于上位，提高了設(shè)備行走能力；在工作時(shí)上料機(jī)處于下位，降低了設(shè)備上料高度，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。該設(shè)備進(jìn)一步降低了噴漿粉塵濃度，改善了作業(yè)環(huán)境，延長了設(shè)備使用壽命，提高了工人的職業(yè)安全。
［參考文獻(xiàn)］
［1］李世燦，荀其強(qiáng)，馬春紅.推鏈?zhǔn)交炷羾娚錂C(jī)的現(xiàn)場應(yīng)用及改進(jìn)研究［J］.山東煤炭科技，2015（9）：95-96.
作者:趙偉 單位:山東科技大學(xué)