许 晋

（西山煤电东曲矿机电科检修队，山西 古交 030200）

1 喷浆机除尘装置介绍

喷浆机是一种在煤矿巷道、交通隧道等施工过程中的混凝土喷射机械，在压缩空气的作用下，搅拌腔体内的混合物料通过喷嘴被喷射至指定部位，形成支护面。最初的喷浆机为干式喷浆机，这种喷浆机已经被淘汰。现在广泛使用的是湿式喷浆机，湿式喷浆机具有粉尘浓度低、生产率高、回弹率低的特点。国内的矿用防爆喷浆机基本均采用间断给料、不间断给风的工作模式，将制造混凝土的各种原料加入搅拌桶内，不间断向其注入压缩空气，从而使混凝土受压从喷嘴射出。这种间断给料、不间断给风的喷浆机转子磨损极大，且经常造成密封工作面被破坏，同时连续给风的电能和风能消耗过大。传统湿式喷浆机能耗比较高，在风压不足时经常发生管路堵塞现象，风压过高时，混凝土的回弹率会升高，特别是对于煤矿巷道喷帮和喷顶施工过程而言，无法自动调节风压。随着我国综采机械化水平的提高，原有喷浆机的性能已经不符合现在的生产模式，煤矿企业急需一种密封性好、混凝土搅拌效率高、支护效率高、节能无尘的新型喷浆机。在巷道支护中喷浆作业所占的工作量很大，产生分产的原因有很多，例如人工拌料不均、溢气口在喷浆形成的风力较大等。喷浆作业现场的工作环境相当恶劣，影响支护进度和人员健康，严重时还会造成回弹混凝土增多，降低支护强度。《煤矿安全规程》653条对喷浆机喷射混凝土的工艺和除尘措施做出了明确规定[1-2]：喷射混凝土时，应当采用潮喷或湿喷工艺，并配备除尘装置对上料口、余气口除尘。

2 新型喷浆机作业原理

图1 新型喷浆机及其除尘系统结构图

如图1所示，新型喷浆机由喷射主机、速凝剂添加装置、护罩、护罩排气口、排料口、下溢气总成、上溢气总成、橡胶防尘护套等构成[1-2]，喷浆机通过吸尘管与除尘器连接，除尘器底部设有积尘室，上部设有操作手柄。

在喷浆机喷射施工时，砂石料和水泥不间断进料，经筛网过滤后沿斜槽注入混合搅拌桶，桶内的搅拌盘在电动机驱动下快速混合物料，实现物料预混合，在上述进料过程中，喷浆机每隔一段时间排风一次。搅拌盘上的螺旋叶片的节距和半径均设计成不均匀结构，有利于充分搅拌物料。为了防止混合物料落入轴承座内破坏轴承，在搅拌轴的尾部设计了反转叶片。在电磁阀打开后，压缩空气被压入出料斗，将混合物料压至出料管，经过喷嘴发射至受喷面，从而形成喷浆支护面。

喷浆机的工作流程为：首先检查喷浆机电源是否正常，电源正常后打开总电源开关，然后打开搅拌电机开关使其进行搅拌，观察搅拌运动正常无异响，向加料斗加入砂石和水泥，打开空气压缩机电源，根据喷射距离和物料黏度确定合适风压，通过电磁阀的开度控制调整至合适风压，一般作业的风压在0.3～0.5 Pa。在喷浆机作业过程中要保持上料匀速，搅拌桶内的物料不可超出或不足，在上料斗即将发生堵塞之前及时清理大块物料，喷嘴与被喷作业面的距离控制在1 m左右，作业结束前确定喷射主机内无剩余物料后关闭搅拌电机，待所有通路畅通后方可关闭空气压缩机。

3 新型喷浆机除尘系统结构

新型防尘式喷浆机的特点在于进料系统、除尘系统和新型喷头三部分。

1）进料系统。首先在拌料方面采用全自动机械拌料，开启进料开关后无需人工操作，进料多少由系统进行调节，确保拌料均匀，上料过程不间断。进料系统采用螺纹上料机推进进料，一个料斗中放砂石料，一个料斗中放水泥，通过自动拌料机，拌料均匀，输送至喷浆机搅拌料斗内。

2）除尘系统。如图2所示，为了最大程度地减少粉尘产生，混合料在加入料斗之前就进行了预湿，在喷浆机搅拌料斗上方安装喷头水阀。同时在喷浆机上增加了一套除尘系统，将喷浆机作业产生的粉尘吸入除尘系统。除尘系统由护罩、拨板装置、上溢气总成、下溢气总成、吸尘管、集尘室、除尘器等组成[4-5]。将喷射机工作时造成粉尘排放的上溢气口、下溢气口、转子体漏料、料斗反风等均引导至除尘装置进气通道，通过吸尘管到除尘室，经过特制的除尘网进行过滤，最后收集到集尘器内，形成了除尘系统，避免粉尘直接排放至巷道内。在作业一段时间后，集尘室内的粉尘需要手动进行清理。另外，为了降低除尘风机产生的噪音在除尘风机的出风口安装了消音装置。

3）新型喷头。新型喷头的结构如图3所示，新型喷头由喷头、喷头座体、水环套、加水小孔等部分组成。在喷头上做了改进，将喷头进水由原来的单股变成多股，多股进水将浆料与水混合更加均匀，大大降低产尘率，同时减少混凝土回弹料，提高喷射面的支护强度。喷头处的进水由原来的单层单股变成多层环状加水，混合时间延长，混合空间拉长，使水与混合料充分接触、混合，粉尘大幅降低，提高了喷射面强度。

4 结论

图2 喷浆机除尘系统原理图

图3 除尘式喷浆机喷头结构图

新型喷浆机在矿井巷道支护应用后，喷浆机附近的积尘1月不到20 mm，采用定期冲尘措施即可保证巷道内无粉尘堆积现象产生。在进料过程中实现水泥和砂石料的自动配比、喷浆料混合均匀，极大地降低了喷浆作业人员的工作强度，提高了支护的生产效率。该新型喷浆机的使用寿命时间长，操作简单、工作性能好，为巷道支护快速施工提供了保障。