王志恒，刘宇华

（阳泉煤业（集团）有限责任公司，山西 阳泉045000）

1 概述

煤矿井工巷道使用的干式混凝土喷射机喷浆支护方式，虽然为巷道整体支护、保护和加固围岩、释放围岩变形提供了有效的支护途径，但作业时产生的粉尘浓度大、喷射距离短、回弹率高、喷浆效率低等问题，对作业人员职业健康危害严重，已明令禁止使用。

为从根本上解决喷浆作业粉尘大的问题，集团公司引进了JSB6－L型泵送式湿式混凝土喷射机组，该机组是一种用于煤矿井下的防爆多用途设备，除可完成巷道内的湿式喷碹外，还可充当井下混凝土输送、混凝土巷道支护、隔离采空区、快速封闭废弃巷道、壁后充填、铺设底板等多种用途。

2 泵送式湿喷机结构原理

2.1 结构

（1）基本结构

泵送式湿喷机是把液压能转化为机械能带动活塞运动，将混凝土从泵箱输送至喷浆作业区。其主要组成包括料斗及搅拌装置、分配阀总成、液压油箱、机架、泵送装置、液压系统、润滑装置、动力装置、高压清洗泵，液体速凝剂泵等。

为缩小机器的尺寸，采用模块化设计，体积紧凑，以便整机进入巷道作业，机架由型钢焊接而成，各个总成通过机架连接成一个整体（见图1）。

图1 湿喷机总装

（2）液压系统

本液压系统为开式系统，其按功能的不同，可分为泵送和摆动系统，料斗搅拌系统两部分。图2为液压系统原理图。

图2 液压系统原理

（3）泵送装置

泵送装置由混凝土缸、活塞、水箱、活塞联结器、油缸等组成，混凝土缸与料斗相连，利用交替推进的油缸与分配阀协调运动可将混凝土缸内的混凝土输送到施工现场。

（4）润滑装置

润滑装置由手动润滑泵、干油过滤器，递进式分配器等组成。手动润滑泵泵出的润滑油经过滤器后流入分配器，再分配给各个润滑点。管路堵塞时，分配器的超压指示杆会伸出。

（5）清洗装置

清洗装置由专门的清洗水泵完成，该装置由副泵驱动液压马达带有水泵工作，流量为10L／min，最高压力可达8 MPa。

（6）速凝剂泵

速凝剂泵可直接插入液体速凝剂桶，由压风驱动，出口设有压力表和流量阀，根据需要调节速凝剂的掺和比。

（7）技术参数

JSB6－L型湿式混凝土喷射机主要技术参数见表1。

表1 湿式混凝土喷射机主要技术参数

2.2 工作原理

混凝土物料在搅拌机充分搅拌后，边搅拌边输送至湿喷机料斗中，料斗内的混凝土在泵送机构的作用下，将混凝土输送到喷头，进行喷碹作业。工作原理如下：混凝土活塞分别与主油缸活塞杆连接，在主油缸液压油作用下，作往复运动。一只活塞在混凝土缸内前进，另一只后退，混凝土缸出口一只与料斗连通，另一只与分配阀相通，分配阀一端是出料口，另一端是混凝土缸出口，分配阀在摆动油缸的作用下，可以左右摆动。

3 湿喷机主要特点

3.1 主要优点

（1）具有轨道行走功能，无需其他牵引设备，可自行移动，运移方便。

（2）搅拌机构可将混合料充分搅拌，提供喷浆质量，改善作业环境。

（3）输送距离远，采用软管高压输送可使输送距离由干式喷射机的70m增加至120m，减少了倒移时间，增加一次性成巷距离。

（4）采用皮带上料、上料口增加振动筛，可多人同时上料，上料速度明显提高。

（5）一机多用，不仅可用于喷浆施工，也可作为混凝土输送设备，方便快捷。

3.2 不足之处

（1）由于煤体较软，巷道成型不好，而湿式喷浆机喷浆只能喷120～150mm，厚度过大时不能及时凝固而下滑，造成喷浆后巷道成型质量不好，表面粗糙。

（2）混凝土塌落度及流动性要求严格，否则易发生堵管现象，不便于处理。

（3）喷浆施工间隔时，需将喷浆机及管路冲洗干净，否则，造成喷浆料凝固，工序较为繁琐。

4 技术改进

泵送式湿喷机的喷射风压要求为0.5MPa，由于检修班打卸压孔用风量增大，当风压达不到要求时，不能够正常喷浆施工。采取多供风管路及对喷射胶管进行了改进之后，满足了喷浆要求。主要改进内容如下：

1）增加混气阀装置，将以前的一路压风改为多路压风；

2）原喷头胶管直径大，喷浆料在射流时压力减小，造成喷浆不能喷到顶板和较高的帮部，改为小直径（原直径的2／3）胶管后获得了满意的效果。

5 经济效益分析

经济效益分析主要是与干式喷浆机综合比较后得出：

1）工作效率

干式喷浆机每小班需要6人，一天全断面施工可成巷5m（宽5.64m，高3.82m，厚度0.12m），月成巷最多150 m，需要工时540人次，人均0.28m／工。

湿式喷浆机在机器运转正常、达到压风要求的情况下，每小班需要7人，一天全断面施工可成巷10m（同规格），月成巷300m，需要工时630人次，人均0.48m／工。若喷浆料供应及时充足、机组运转正常、人员操作娴熟，可提高到400m。

2）混凝土回弹率

干式喷浆机每天完成10车料（1.5m3／车，约2.5t），喷浆回弹率约为27%，回弹料可以回收过筛，重复利用，不能复用的垫路。

湿式喷浆机每天可完成14车料，喷浆混凝土的回弹率小于10%，下降63%。喷帮的回弹料过筛重复使用，喷顶的回弹料不能复用，用于垫路。

3）成本核算

干式混凝土喷射机每喷浆1m，厚度0.12m，成本费用为1244元。湿式喷浆机在同样条件下成本费用为969元，可节省275元／m。新补东辅运巷全长380m，节省资金10.45万元。全矿井每年巷道喷浆一项可节约资金50余万元。

6 结语

泵送式湿式喷浆机是最近几年开发研制的新一代混凝土喷浆设备，经现场实际应用得出如下结论：

1）湿式混凝土喷射机集搅拌、输送、喷射于一体，设计合理，运移方便，简化了操作流程，减少了中间环节，适应性强。

2）泵送压力高，输送距离远，喷层密实、强度高，综合工效高，完全能够满足开拓大巷远距离作业的要求。

3）回弹率低、粉尘浓度低，消除了对工人健康的危害，

4）速凝剂添加采用计量泵准确计量，雾化射流与喷嘴料流混合使得速凝剂与混凝土混合均匀，提高了喷浆质量。

5）具有返泵功能，当发生短暂堵管现象时，能作为清除堵管的一种手段。

泵送式湿式喷浆机除进行巷道喷浆作业外，还可以实现混凝土的远距离输送，该设备的推广应用必将为现代化矿井的高产、高效建设提供保障，具有很好的发展前景。

〔1〕锚杆喷射混凝土支护技术规范〔M〕.北京：中国计划出版社.

〔2〕秦国保，耿全宁.cobra湿式喷浆台车在梅山铁矿的应用〔J〕，矿业快报，2003（9）.