煤矿井下用气动湿式喷浆机的分析与应用

王 童

（晋能集团山西王家岭煤业有限公司机运队， 山西 忻州 034000）

1 项目背景

在煤矿开采的过程中，对于矿道的内壁或者煤坑的填补通常使用气动湿式喷浆机，但是传统的气动湿式喷浆机需要人拿着喷头到目标区域进行作业，一方面工作效率低，喷涂的效果也会因人而异，另一方面是因为矿井下复杂的环境，一旦因为局部应力的施加造成局部塌方，操作人员很难在第一时间撤离，造成人员的伤害[1-2]。因此，需要应用一种新型的煤矿井下用气动湿式喷浆机，在一定程度上能实现其自动喷涂，提高自动化作业程度，提高喷涂效率和作业安全性。

2 气动湿式喷浆机的分析

2.1 结构

新型的气动湿式喷浆机整体结构如图1 所示，主要包括湿式喷浆机、液压杆、电机、牵制板、曲形齿架、连接架、转动喷头等部件。牵制板固定连接在湿式喷浆机的右端，曲形齿架固定连接在牵制板的右端，电机固定连接在连接架的中部，连接架的内端同轴转动连接在牵制板上[3]，曲形齿架与电机传动连接，转动喷头转动连接在连接架的外端，液压杆的两端分别与连接架和转动喷头转动连接。

从图2 可知，湿式喷浆机包括进料口和出料口，进料口设置在湿式喷浆机的上端，出料口设置在湿式喷浆机右端的下侧，使用时将喷涂材料按照指定的比例送入进料口，通过湿式喷浆机的工作，混合好的喷涂浆从出料口排出。牵制板包括半圆板和半圆形滑道，半圆板内侧设置有半圆形滑道，半圆板固定连接在湿式喷浆机右端的中部。

图1 井下用气动湿式喷浆机的整体结构示意图

图2 湿式喷浆机的结构示意图

从下页图3 可知，曲形齿架包括半圆形滑动架和半圆形齿条，半圆形齿条固定连接在半圆形滑动架滑动槽的内侧表面上，半圆形滑动架固定连接在半圆板的右端。连接架包括架体、滑动杆、限制块、转动连接耳板I、转动连接孔和滑轮，滑动杆固定连接在架体的内端，限制块固定连接在滑动杆的下端，滑动杆滑动连接在半圆形滑道内，架体上端的中部前后两侧分别设置有一个转动连接耳板I，架体的外端同轴设置有两个转动连接孔，两个滑轮同向固定连接在架体中部的下端，同时两个滑轮滚动在半圆形滑动架上端的外侧，通过限制块、滑动杆和半圆形滑道的限制，使架体可以稳定地进行运动[4]。

如下页图4 所示，转动喷头包括喷头、连接轴、转动连接耳板II 和伸缩软管，喷头中部的前后两侧同轴设置有两个连接轴，两个连接轴分别转动连接在两个转动连接孔内，喷头中部的上端前后两侧同轴设置有两个转动连接耳板II，伸缩软管的两端分别与喷头和出料口固定连接，使用时喷涂浆从出料口排到伸缩软管中，然后从喷头喷到目标区域。

图3 设备部分结构的装配示意图

图4 转动喷头的结构示意图

液压杆两端的连接杆分别与转动连接耳板I 和转动连接耳板II 转动连接。电机包括机体和齿轮，齿轮固定连接在机体的输出轴上，机体固定连接在架体的中部，齿轮与半圆形齿条啮合传动连接，电机为正反转电机，可通过控制器控制正反转电机的正反转，通过齿轮与半圆形齿条啮合传动，使正反转电机在半圆形滑动架中移动，同时通过架体带动喷头发生同步转动，然后可以通过调控液压杆的伸缩长度控制喷头的抬起角度，正反转电机和液压杆都可通过控制器进行控制[5]。

2.2 工作原理

使用时先根据控制器上的按钮，控制电机的正反转和液压杆的伸缩长度，通过齿轮与半圆形齿条啮合传动，使正反转电机在半圆形滑动架中移动，同时通过架体带动喷头发生同步转动，然后可以通过调控液压杆的伸缩长度控制喷头的抬起角度，上述操作允许操作人员在远处安全区域进行，调整好喷涂角度后，将喷涂材料按照指定的比例送入进料口，通过湿式喷浆机的工作，混合好的喷涂浆从出料口排出，然后喷涂浆从出料口排到伸缩软管中，然后从喷头喷到目标区域，在喷涂的过程中也可以通过控制器调整喷头的喷涂方向。

2.3 特点

喷涂的过程中不需要操作人员手持喷头，该装置的喷头通过电机和液压杆的共同控制，使喷头对目标区域进行喷涂，可以通过控制电机和液压杆实现一定面积的喷涂作业，并可以根据控制器按钮在安全区域进行控制，保障操作人员的人身安全[6]。

3 实践与应用效果分析

新型煤矿井下用气动湿式喷浆机完成研制后，在山西王家岭煤业有限公司矿道内壁喷涂作业中进行了工业性试验。在作业时，可以固定好喷射的方向，投放好物料后，实现自动喷涂，同时也可以通过控制电机和液压杆，使该装置进行一定面积的喷涂，操作人员可以在安全区域通过控制器进行操作。从本次工业性试验结果可知，新型煤矿井下用气动湿式喷浆机的应用，有效提高了喷涂作业效率，作业喷涂过程安全隐患较小，作业安全性非常高。