远距离喷射机的实践及应用

孟 波 梁 锋 聂 军

（山东省三河口矿业有限公司，山东 济宁 277605）

目前我国煤矿井下大多使用转子式混凝土喷射机进行混凝土喷射作业。喷射机密封单元可靠性差，粉尘大，摩擦件易损更换频繁。喷射距离60～100 m左右，很多运输条件不具备的位置无法喷浆作业，靠人工搬运机器和喷浆料，劳动强度非常大。尤其是斜巷必须把喷浆料车和喷浆机倾斜布置，危险系数高，工序繁琐。远距离喷浆机，是在现有井下喷浆工艺及喷浆设备基础上采用锥形给料装置，通过锥面贴合进行密封，采用叶片轮与气料室结构排料，水平最大喷射距离可达800 m 的高效无尘化的喷浆装备。在实际应用中，对远程喷浆机的一些问题进行了优化和改进，发挥其最大效能[1-2]。

1 主要结构

PYC6ZL 型转子式混凝土喷射机如图1，主要由料斗、锥形给料装置、润滑冷却系统、行走机构、喷射系统、液压泵站、控制系统、除尘器、气路系统等组成。

图1 远程喷射机结构图

2 工作原理

混合均匀的喷浆料（现场拌制或预拌混凝土）送入喷浆机料斗，通过振动筛将大颗粒异物筛除后落入液压马达（转速可调）驱动的转子料杯内，当料杯口转到朝下时，料杯内喷浆料落入充满压缩空气的气料室，同时另一只空料杯口转到朝上开始接料斗内的喷浆料，如此循环往复就实现了喷浆料通过锥形给料装置连续给气料室送料。气料室下部有一个转速可调的锥形叶片轮，喷浆料落在旋转的叶片轮上，由于叶片轮锥形结构使喷浆料堆积成锥形并逐渐向各个方向自由塌落。在气料室的出料口有一个进气与出料一体化的鹅颈管，布置在叶片轮喂料料杯上方，塌落入喂料料杯的喷浆料通过鹅颈管吹向出料口通过输料管道吹向喷浆枪头。叶片轮不停旋转，喂料杯不断被喂料，不断经过鹅颈管被清空，实现了喷浆料连续输送。叶片轮的转速可以无级调节，实现物料均匀送向喷枪。喷射机工作原理如图2。

图2 喷射机工作原理图

3 常见问题及处理方法

（1）因气源压力不足引起的喷浆管路堵塞。为避免供风压、风量不足造成喷浆管路堵塞，开机喷浆前，应首先检査机械供风压力表是否达到要求。风压要达到0.5～07 MPa，必须满足足够的供风量，否则不得开机作业。气压表压力增高，说明有喷浆料堵管可能，应立即确认，如果堵管，马上停止喂料，进行处理。

（2）转子转速与定子排量不匹配引起的喷浆管理堵塞。定量腔压紧力必须满足要求，操作转子换向阀，转子开始运转，观察转子表面有润滑油膜后开始调节转子定子间隙。通过调节顶紧螺母松紧三次转子，确保定子与转子之间覆盖润滑油膜，并且确保间隙良好。按要求调整定量腔压紧力，首先启动电机，然后打开冷却水阀门和卸料气路阀门，操作转子操纵阀，使转子转动起来（正转），使用中检查转子是否出现反风，如果定子入料口出现反风，可使用钎杆旋转转子端头的压紧装置（调节螺母），顺时针为“张紧”，逆时针为“调松”。调节螺母要适量慢慢张紧，不要过度张紧。通过手动操作转子换向阀，转子正向运转起来。转子调速阀旋转一周，转子转速增加或减少2 周，以此调整与定子相匹配排量。

（3）铁管与软管连接处因通径改变及软管折叠引起管路堵塞。原厂接头采用软管加接头采用铁丝绑扎，不但容易折叠，而且容易脱扣。将软管接头压接不低于200 mm 的钢管，并焊接法兰，用螺栓和铁管连接起来，能够较好地解决此问题。

4 优化改进方案

（1）现场喷浆过程中，根据长距离喷浆风压需满足需求要求，喷浆手占用人员多，且一旦出现喷浆堵管现象，由于大倾角上下山作业时，容易造成操作人员重心不稳，造成人身伤害。

改进方案：利用轨道作为生根固定点，加工卡箍对管路进行固定，并加工能够使枪头滑行的支架，把枪头固定在支架上，避免人工抱枪头对操作人员人身安全造成危害。

（2）软硬管连接采用拔哨连接方式，铁丝绑扎，不仅易造成喷浆管路堵塞，而且由于拔哨出口与DN50 管直径不匹配，满足不了喷浆正常设备输出量需求，极易造成故障。

改进方案：加工连接法兰盘，采用螺栓紧固连接，实现软管和铁管之间的过渡无障碍连接，满足喷浆正常输出量需求。

5 应用效果分析

（1）工作效率得到极大提高。以一采区轨道巷喷浆为例，普通喷浆机上山喷射距离极限50 m，远距离喷浆机至少为500 m。同一循环，使用远距离喷浆机可减少10 次普通喷浆机使用挪移量。普通喷浆机釆用人工上料，每小时最多喷4 车，使用上料机器人、远距离喷浆机喷浆每小时至少能喷6车。通过以上对比，明显看出采用远距离喷浆机可大大提高工作效率。

（2）喷浆质量得到有效提升。远距离喷浆机最大限度减轻了喷浆料在输送管内的脉冲现象，使喷浆料以更均匀的状态喷射到巷道壁上，提高了喷浆面强度，降低了反弹率。

（3）职工劳动强度大大降低。事实证明，远距离喷浆机能够满足远距离、无尘化、自动化以及适用性高的喷浆、上料工艺要求，在增大喷浆距离，提高作业现场环境的同时，大幅降低了职工的劳动强度，省时省力, 减人增效，降低了安全风险。