机械喷浆

机械喷浆（精选6篇）

机械喷浆 篇1

喷浆机械手广泛应用于需要喷浆支护的工程中,特别是铁路公路隧道、水利水电建设、地铁、矿山巷道和各种地下建筑等的施工与支护[1]。轨迹控制对机械手的工作效率,运动平稳性有重要意义。非对称缸具有体积小,制作简单成本低等优点,因此作为驱动元件被广泛应用于电液比例控制系统中[2,3,4,5]。各国学者对阀控非对称缸电液位置控制系统开展了一系列的研究,如Taco J.Viersma提出了非对称缸采用非对称阀控制消除阀换向瞬间在系统中出现的“压力跃变”的研究方法[6];国内学者李洪人、赵继云等人对非对称阀控制非对称缸进行了理论分析和实验研究[7,8,9,10,11,12]。

本文采用阀控非对称缸驱动喷浆机械手的关节,PID控制算法校正系统,通过MATLAB/simulink进行机械手轨迹控制仿真分析得到喷枪的轨迹。结果表明:喷枪的轨迹可以满足工作要求,采用电液比例控制系统控制喷浆机械手是可行的。

1 电液比例控制系统数学模型

如图1所示电液比例位置控制系统原理,主要由电液比例阀、比例放大器、数字控制器、液压缸—负载构成。

其工作原理为:比例减压阀接收到控制器电压控制信号U1后,驱动换向滑阀产生与电压值成比例的位移,即产生一定的开口度或开口面积,使工作执行装置(液压缸)产生相应的位移量;同时编码器及位置传感器测出反馈信号的电压U2与输入电压U1(目标值)比较,进行误差计算ΔU=U2-U1,经放大器后(电流信号)加载到电液比例阀上,实现闭环反馈控制。改变输入信号的极性,即可改变电液比例阀的输出流量的方向,以改变执行装置的运动方向。

1.1 比例放大器环节

电液比例阀电—机械转换器的频宽远小于比例放大器的频宽,因此比例放大器环节可以看作比例环节,传递函数为:

式(1)中,I—比例放大器输出电流,A;

U—经控制器转换而成的电压信号,V;

Ka—比例放大系数,A/V。

1.2 比例阀环节

阀芯位移Xv对输入电流I的传递函数为:

式(2)中,ωn—衔铁组件的固有频率,rad/;

ξn—衔铁组件无因次阻尼比;

Kv—阀芯位移增益,m/A。

1.3 阀控非对称液压缸环节

阀控非对称液压缸的动力机构如图2所示。

其传递函数为:

式(3)中,Kce——总流量压力系数,m5/N·s,且Kce=Ctc+Kc;

Qta——附加泄漏流量,m3/s,且Qta=CtaPs。

在喷浆机械手阀控缸系统中,负载主要为惯性负载,即K=0。粘性阻尼系数B很小,总流量压力系数Kce一般也很小,因此。由于附加泄漏量Qta很小,因此可以忽略不计。传递函数式可以化简为:

1.4 反馈环节

系统采用位移传感器检测的信号作为反馈环节,位移传感器频宽远大于系统的频宽,因此可以将该反馈环节看作比例环节,其传递函数为:

式(5)中,U—反馈电压,V;

Km—反馈放大系数,V/m;

XP—液压缸活塞位移,m。

传递函数方框图如图3所示。

2 各环节参数的确定

系统的供油压力Ps=25 MPa,液压油的密度ρ=8.48×102kg/m3,液压油运动粘度ν=1×10-5m2/s,有效体积弹性模量βe=700MPa。

比例阀选用BoschRexroth公司的4WRE6E16-2X/G24K31/AV型电液比例阀,比例阀的流量增益为Kv=Q额/I额=3.65×10-3m3/s·A,由样本参数可知,固有频率ωn=108 rad/s,阻尼比ξn=0.65。

以大臂举升油缸为例,液压缸直径D=125mm,活塞杆直径d=70mm,行程为L=740mm,无杆腔面积A1=1.23×10-2m2,有杆腔面积A2=8.42×10-3m2,活塞及负载折算到活塞上的总质量为mt=500kg。流量比为η=0.69,等效容积Vt=1.10×10-2m3,液压固有频率ωh=277 rad/s,液压阻尼比为ξh=0.15。比例阀的流量增益Kq=4.1,总的流量压力系数Kce=8.3×10-10(m3/s)/Pa。VT-500

本系统选取用VT-5006型比例放大器,放大增益为Ka=0.2A/V,反馈放大系数为Km=1V/m。

因此可得传递函数为:

3 PID参数的整定

Kd=0.01。增加PID控制器后和原系统的单位阶跃响应比较如图4所示。

4 轨迹PID控制仿真

根据所确定的PID控制参数,采用MATLAB/Simulink建立模型对大臂举升油缸、大臂伸缩油缸以及小臂伸缩油缸三个电液比例控制系统分别进行轨迹跟踪仿真,跟踪第三章规划的轨迹。仿真结果如图5～8所示。

5 结论

对电液比例位置控制系统进行建模得到系统的传递函数,在此基础上采用PID控制器对系统进行校正,运用仿真软件MATLAB/Simulink对规划的机械手轨迹进行轨迹控制仿真,仿真结果表明采用电液比例控制系统引入PID控制后可以保证所需喷浆机械手轨迹较准确的实现,满足喷浆机械手的工作要求。

参考文献

[1]Garshol K F,Zieqler C.Computer controlled application of shotcrete:A status report[A]//10th International Conference on Shotcrete for Underground Support[C],September12-16,2006,Canada.United States:American Society of Civil Engineers,2006:368-378.

[2]张飞,童朝南,彭开香,等.液压位置控制系统的自适应补偿[J].机械工程学报,2005,41(5):94-97.

[3]朱兴龙,周骥平,罗翔,等.一种新型三自由度液压伺服关节的动力学模型[J].东南大学学报:自然科学版,2004,34(1):33-37.

[4]张新禾,张宏.PQ阀控液压系统动态特性模拟[J].机电工程,2011(1):47-50.

[5]徐海军,潘存云,谢海斌,等.水下仿生推进器阀控液压摆动关节建模与动态特性分析[J].国防科技大学学报,2010,32(6):116-121.

[6]Taco J.Viersma.Analysis Synthesis and Design of Hydrau licServosystems and piplines[J].ESPC,1980:55-57.

[7]赵继云,柴光远,李昌熙.非对称伺服阀静态特性的理论研究[J].机床与液压,1995(05):275-278.

[8]赵继云,钟廷修.零开口非对称四通阀特性的理论研究[J].机床与液压,1998(02):35-37.

[9]许贤良,丁雪峰,杨球来.非对称伺服阀控制非对称液压缸的理论分析[J].液压与气动,2004(03):16-18.

[10]王春行.液压控制系统[M].北京:机械工业出版社,1998.

[11]刘常年.非对称伺服油缸的动态研究[J].机床与液压,1985(01):1-10.

[12]王栋梁,李洪人,张景春.非对称阀控制非对称缸的分析研究[J].济南大学学报,2003(02):118-121.

机械喷浆 篇2

1.1 施工材料。使用的主要材料有, 薄层砌砖与专业抹灰砂浆、混凝土处理砂浆, 专业抹灰砂浆是利用与二氧化碳的综合反映使混凝土砌砖质量呈现出较轻的质地;导热程度不高、坚硬度强、吸水性强以及变形处理得当的特点研发制作的专用砂浆, 且需要的数量极少, 不需要过多的材料就能实现使用效果;抗压性能高, 加上与混凝土砌砖的完美配合, 可以减少对表面的砂浆填涂。这项技术不仅在专业操作应用上技能即达到了与产品标准相一致的技术需求, 又具有良好的流变性、可塑性和粘结性, 减少相互配备的时间, 还可以采用泵送或喷涂施工的方式进行操作。

1.2 施工机械设备。在喷浆抹灰技术施工中需要很多配套使用设备, 主要有搅拌管和喷浆机等, 辅助器具有铝制刮板、平头锹、推车、木桶、槽沟、线坠、卷尺和托灰板、吸管、水桶、塑料袋、线绳等。

1.3 施工作业条件

1.3.1 选择的主体结构需要单位之间的认可和批准, 一般都是建筑单位、中标单位、监管单位等, 经过细致的审核之后就可以准许其参与的建设中, 并且要对房屋门窗的安装位置和电气建设埋线处的设置等一系列施工要点进行仔细细致的检查, 确保每个环节安全无误。

1.3.2 施工材料中涉及道混凝土相关的设施, 在绕梁、过梁、上柱等操作中, 需要检查外观是否与设计图纸一致, 表面是否光洁平整, 如果出现不平整的地方要及时的修补和填充。杜绝类似蜂窝、麻面、钢筋暴漏等情况出现, 需要用良好的胶水将其粘合或者将用界面剂加以粉饰, 使其更加牢固。最后, 用1:3 比例的水泥砂浆在表面分层涂膜均匀。

在施工中所产生的脚手眼以及废气的孔洞也需将其进行密封处理, 裸露在外的钢筋头、铅丝头或木条等材料要进行剔除。门窗铺面砖要码放平整, 以及墙体与楼板之间的砌体要形成整体, 不可出现参差不齐的现象。

1.3.3 在需要抹灰的基层表面加以清洁, 用水或者湿布等处理方式将其表面的油渍、灰尘以及污垢等清洗干净, 保证外观的整洁。在抹灰前, 要将水均匀的洒在抹灰墙面结构上, 让水渗透至结构内部, 保持墙面的湿润。在对一面墙体进行抹灰前, 要保证其他地面工作已施工完毕, 如果没有完成防水及地面抹灰时, 需要对正在施工的墙面采取防水保护措施。

1.3.4 抹灰工作开始前, 要对详细的施工设计图纸加以认真的了解, 对其中具体的细节和相关规定有所掌握, 对具体的施工细节和规范制定好施工方案, 将样板间作为施工前的主要分析对象。为了确保施工中的安全, 在抹灰工作开始之前就要将脚手架搭好, 把架子有序的摆放在离墙面25cm处位置, 以方便抹灰作业。在准备工作完成之后, 就可以展开实际的工程施工作业。

2 机械喷浆抹灰施工技术

2.1 基层处理。在机械喷浆抹灰施工的基础处理中, 要按照以下四个环节逐一展开:a.清清洗砌砖体表面的尘埃, 使其处于一个干净整洁的状态之中;b.利用涂刷水泥刷浆的方式来提高其表面的附着力, 将混凝土基体用水沾湿之后, 按照相同的比例将水泥砂浆均匀的涂抹在墙体上;c.检查待操作区域表面是否平整, 如不平整, 要及时的进行填补或是铲除, 保证表面的平整性, 才能发挥机械喷浆抹灰施工的最佳作用;d.将基层表层处的油渍、水泥等杂质加以清洁处理。

2.2 机械喷浆抹灰施工工序准备

2.2.1 找网。挂网操作需要依据工程施工设计的要求, 在不同的施工材料或材质的相互交接处, 利用铁丝网进行固定, 以防施工过程中出现脱离或是脱落的现象发生。需要注意的是铁丝网要对两遍的墙体的搭接宽度大于15cm, 才符合挂网的标准要求。

2.2.2 找方。选择出跨度较大的两面墙体作为控制线轴线的两个端点, 最终确定两条较短的控制线, 使相邻的两条控制线呈现出垂直的状态。

2.2.3 放线。放线是指将控制线牵引到其他的墙体或是楼地面, 便于识别和确认的物体上。

2.2.4 冲筋。冲筋是机械喷浆抹灰施工的关键。将放垂线和水平线为标准, 以此在墙面进行抹灰饼的初试, 此时的灰饼厚度就是施工中的抹灰厚度。进而拉线, 按照灰饼的厚度作为冲筋的宽度, 此时要确定的是, 灰饼的砂浆材料要与机械喷浆所用的砂浆材料相一致。

2.3 砂浆喷涂。第一, 喷涂准备。组装设备并接好水、电和试机, 确定马达在正转相位, 连接水管后进行排气;将机喷型预拌抹灰砂浆倒入搅拌进料口, 测试材料稠度, 调整好加水比例;启动设备, 将机械喷涂抹灰砂浆连续倒入搅拌机进料口, 开始连续搅拌;根据喷涂设备砂浆材料性能和设计要求等因素, 适当调整喷嘴等工作参数, 以达到最佳的施工效果。第二, 面层喷涂。待底层喷涂砂浆初凝后, 按S形路线巡回喷涂面层砂浆, 并应略高于标筋, 待表面稍干后用铝合金靠尺刮除标筋表面残留砂浆。第三, 墙面抹平。首先, 在面层喷涂完成后, 立即用铝合金靠尺紧贴标筋上下左右刮平, 把多余砂浆刮掉, 保证墙面的基本平整。其次, 如发现喷灰量不足时应及时补灰, 并搓揉压实。最后, 对墙面的阳角, 应根据图纸的设计要求进行处理。

2.4 成品养护。机械喷涂抹灰工程通常在室内施工, 故无须洒水养护, 但遇高温干燥天气时则需洒水养护以确保强度。施工时不得在楼地面上和休息平台上拌合灰浆, 对休息平台、地面和楼梯踏步要采取保护措施, 以免搬运材料或运输过程中造成损坏。

2.5 机械喷浆抹灰施工注意事项。第一, 合理布置机具和使用喷嘴。管路布置应尽量缩短, 橡胶管道也应避免弯曲太多, 拐弯半径尽量大以防堵管;正确掌握喷嘴距墙面、顶棚的距离和选择压力大小;喷射压力一般为0.15~0.2MPa;正确掌握持枪角度、喷枪口与墙面的距离。第二, 选择合适的喷涂方法。一般所采用的喷涂方法共有两种, 第一种是由上往下呈S形巡回, 可使表面较平整, 灰层均匀, 易使厚度无鱼鳞状, 但易掉灰。第二种由下往上呈S形巡回, 喷涂过程中已喷灰浆截挡灰浆, 减少掉灰;后一种喷法较好;但均需重复喷涂2 次以上才能满足厚度要求。

3 结论

通过本文对高层建筑机械喷浆抹灰施工工艺的具体分析, 对施工的准备、施工条件以及施工技术应用进行了详细的研究。总之, 在机械喷浆抹灰施工技术的应用中, 需要掌握好细致处容易发生的问题和出现的情况, 要从根本上解决好影响建筑质量的问题。对于此项工艺还要投入大量的研究和探索, 以求更好地适应我国建筑的发展趋势, 发挥更大的作用。

摘要：根据近年来我国的建筑行业发展情况可知, 现如今的建筑施工工艺和技术水平与过去比较都有了较为明显的提升。机械喷浆抹灰技术因其自身的优势和技巧在的得到了建筑行业的一直认可和广泛使用。在这种发展形式下, 提高喷浆抹灰技术的工程质量, 是保证高层建设施工质量的重点工作内容。本文对机械喷浆抹灰的施工技术加以介绍, 对在施工过程中需要注意的要点进行分析和探讨, 为机械喷浆抹灰施工技术的发展提供具备现实意义的信息。

关键词：高层建筑,机械喷浆,抹灰,施工技术

参考文献

[1]张剑莉.高层建筑机械喷浆抹灰施工技术[J].广东土木与建筑, 2011 (9) .

大巷喷浆技术分析 篇3

(一) 准备喷射材料

要按要求、规定使用水泥, 要合乎生产标准;砂要采用中砂和粗砂, 要经过特别的筛选, 含量小于等于百分之三;石子用比较细小的碎石, 也需要认真的筛选, 去掉杂质, 石子的直径要符合规定。

水的选用也有一定的标准, 使用饮用水或者纯净水, 不可使用污水及PH值小于4的酸性水。速凝剂要在开始添加之前做相应的相溶性实验, 以求和水泥的搭配, 还要根据施工现场的温度, 来测试速凝剂和水泥浆凝结性, 以决定凝结剂和水泥浆的配比, 根据经验来看一般应该是水泥砂浆总重量的2.5%——4%, 并且要在3至5分钟初步凝结, 10分钟之内完成终凝。在具体的操作过程中, 速凝剂的掺量要按照具体的作业要求来定, 速凝剂在使用时就地拆开包装, 受潮, 变质结块的不能使用。

喷射混凝土的技术工艺推荐用潮喷法, 配置潮喷混合料的时候, 砂和石子需要先进行湿润, 但是应该对它们含水率进行相应的控制, 混合料需要均匀的搅拌让它达到最好的效果, 人工进行搅拌时, 需要进行至少三次以上的搅拌, 机械搅拌应该使用安V工型螺旋搅拌机。潮喷混合料必须随用随拌, 不能提前搅拌好这样会导致受潮失效, 混合料存放时间不得超过两小时。

(二) 施工准备

施工的材料准备完毕后, 要进行相应的其他准备工作。首先要检查喷浆地点的安全状况和巷道的规格。开始工作以前必须排除作业范围内的危险因素, 确保没有安全隐患后, 再检查整个巷道的断面是不是符合设计尺寸要求, 有欠挖部分要即时除掉, 确保正常的巷道规格。

其次, 喷浆之前需要仔细检查设备保证设备的正常运行, 还要保证管路的完好无损, 防止在作业过程中出现意外情况, 给工作带来不便。

再次, 在进行喷浆之前还要注意冲洗岩帮。喷浆工人在开始喷浆作业以前要用压力水冲洗岩帮, 用来清洗岩壁上残留的粉尘和浮矸, 这样可以提高混凝土与岩壁的黏着力, 降低回弹几率。还有一种情况就是在软岩和易风化的岩石层面进行施工, 应该洗一段再喷一段。

最后, 对轮廓线要有清楚的认识。在喷浆范围之中的巷道顶部中心与两肩窝部位, 以及两侧拱基线的上下七个重要部位, 以巷道的轴线方向为基准在巷道轮廓线的位置用铅丝预先设置好控制线, 设置控制线的数量要根据巷道成型的具体情况和喷浆工人的技术熟练程度来决定。

二、巷道喷浆的操作技术

(一) 喷浆顺序的操作技术

喷浆作业要求操作手严格按操相关规定来进行。操作喷头的过程中需要一手握住喷头, 另一只手调节水阀, 然后再通知进行送料。喷头的移动也有一定的要求, 要先对受喷的刚性岩面用左右顺序或上下顺序进行喷射, 到形成了一薄塑性层后, 再在此薄层上进行横向螺旋状一圈压半圈的划圈运动, 以100mm到150mm为半径进行画圆, 具体的顺序应该按照应先墙后拱, 自下而上, 这样可以防止混凝土因它本身的重量而发生裂缝乃至脱落, 墙基脚需要喷的严实, 这一点需要特别注意。在作业的过程中要拉开区段, 顺次完成一半后, 再调转完成另外一半巷道, 最后收顶合拢完成工作。

如果碰见表面凹凸不平的特殊岩面, 喷浆过程中应该遵循先凹后凸的原则, 采用自下而上地喷射次序, 如果凹坑较大或较深的话, 推荐使用间隔时间分层喷射, 可也以采取沿周边分成几块喷射, 再向中间合拢的操作方法。

假如在喷浆的过程中岩面过于光滑, 应该先喷一层薄砂浆, 这样制造出一个粗糙表面以方便附着, 间隔一段时再进行后续喷浆。如果碰到钢筋时, 要果断采用近距斜向和快速“点射”的方式喷射, 这样来确保钢筋后面喷射密实, 不会留下空隙。

(二) 喷头位置把握的相关技术

喷头要距离喷射点80～120cm为最佳, 距离过大的话, 喷浆过程中喷射料会分散, 这样射捣无力, 会影响喷射层质量也会影响回弹;距离也不能太近, 这样泥浆会反溅回来, 回弹剧增。

喷头与喷射点的角度也十分关键, 当喷射两帮的时候, 要采取自下而上喷射, 喷混凝土可将喷头的下俯角度下调10°～15°, 在喷浆时可将喷头的下俯角度调5°～10°, 其他方向始终要求喷头的喷射方向垂直于受喷面。

(三) 喷头保养和使用的相关技术

喷头是喷浆设备的核心, 必须要保证喷头的正常使用。这就要求做好保养工作, 喷浆工人首先要保持喷头的完好, 在工作中要做到以下几点:

1、在使用喷头进行作业前要保证各部件之间的连接紧密, 无漏水漏风的情况, 使用完毕还要及时用水清洗干净, 保持畅通;2、要时常检查拢料管、水环这些有连接功能部件的磨损程度, 发现磨损或磨穿这些情况要及时更换, 以免引起问题。

在使用喷头的时候, 喷头由喷射手掌握, 需要再安排一人协助控制输料管, 还要随时注意不能让胶管发生硬弯和死弯的情况。掌握喷头的正确方法是:一手握紧喷头, 控制喷射方向和转动速度, 另一手握住水环进水阀门, 控制加水量。

当然可使用更加先进的风动液压传动喷浆设备和电动液压设备, 这样可以提高工作效率。

三、处理喷浆过程中常见问题的技术

(一) 堵管

堵管在喷浆的过程中时有发生, 正确方法是马上关闭电动机、停料、停水, 但不能停风, 这样可以方便检查确定堵塞部位。之后再用脚逐步踩输料管, 当发现踩不动的硬物, 并且这个地方不能打弯, 说明发现了输料管堵塞具体部位。如果没有发现有堵塞情况, 便可以判断是出料弯管发生堵塞。再确定堵塞部位, 之后应该停风, 卸开堵塞处的接头, 敲击输料管, 让堵塞物松动后, 然后上好接头, 开始吹风, 把管内堵塞物吹出。使用压风清理管道时, 其工作压不得超过0.4MPa。

在用压风吹管时, 要保证在喷出口的前方及其附近不能有其他人员, 要防止速度极大地喷出物伤人。在敲击管路时, 操作人员要把枪头朝下, 靠近枪头的一段输料管要放直。拆管时, 不得面对管口, 管口应朝向岩石或无人处, 以免排风不净突然出料伤人。

(二) 粉尘

产生粉尘的原因水泥。在使用干式喷射混凝土设备的时候大家都知道, 需要的水是在喷头处往里加的, 非常容易拌和湿润, 但是也容易产生大量的粉尘。还有一个原因是因为, 装干料时或设备密封不良时, 也易产生粉尘。长期吸入水泥粉尘就会引起鼻炎、肺气肿和水泥尘肺病等。这就要求煤矿最好使用湿喷机, 发展湿喷工艺, 是消除或减少喷射混凝土粉尘的根本途径, 初步表明, 可降低粉尘浓度40%以上。当然, 工人自己也应该做好相应的防护, 带好防尘设备。

摘要：大巷喷浆也被叫做巷道喷浆。它是将按照一定比例混合的水泥、砂、石子加以均匀搅拌后, 再适量加入速凝剂, 使用混凝土喷射机, 通过压风动力, 把这些搅拌后的材料从输料管送至喷枪出口处, 再和一定压力的水混合后, 用极高的速度一层层喷射并使混合物附着在岩面上, 凝结硬化后, 混凝土与岩面密实黏结的混凝土层, 最终形成构建物。大巷喷浆技术具体表现在:喷浆准备工作、操作流程、基本问题几个方面。本文就以上几个方面来对大巷喷浆的实用技术进行分析。

锚喷巷道湿式喷浆工艺的应用 篇4

1 干式与湿式喷浆施工工艺的比较

1.1 干式喷浆施工工艺

干式喷射混凝土是国内外发展较早、使用较广的一种喷射混凝土工艺, 使用的主要设备是干式混凝土喷射机 (简称干喷机) , 各种材料按照设计配比要求进行拌和———拌和好的松散混凝土通过人工上料直接喂入喷射机料斗———由高压风携物料通过输料管送到喷头处———在此处加入水与物料混合———在风压作用下喷射到受喷面上。干喷机具有输送距离长、工作风压低、喷头脉冲小、工艺设备简单、对渗水岩面适应性较好, 以及混合料可以存放较长时间等特点。但是干喷机施工粉尘大, 回弹率高、作业时产生的粉尘危害工人健康, 尤其是狭窄巷道工程中, 粉尘更为严重, 更重要的是拌合料与水的混合不充分, 大大影响了喷射质量。

干式喷浆施工工艺流程:

1.2 湿式喷浆施工工艺

湿式混凝土喷射机组 (简称湿喷机) 是把各种材料按照设计配比要求进行充分搅拌———拌和好的混凝土通过搅拌机直接喂入湿喷机组料斗———由湿喷机组的泵送机构将湿料通过输料管输送到喷头处———在此处加入定量速凝剂与物料混合———在高压风的作用下喷射到受喷面上进行喷射的设备。由于混凝土是在搅拌机内进行搅拌的, 因此搅拌质量高, 所以回弹量可降至10%以下, 喷射后的混凝土强度可提高25~60%, 而空气中的粉尘含量可降低到2mg/m3以下, 达到了国家规定的卫生标准, 保护了施工人员的卫生健康。

湿式喷浆的特点:

1) 回弹率小, 与干喷相比一般可减少十个百分点以上, 节约原料消耗。

2) 粉尘少, 干喷作业时粉尘浓度可达50mg/m3以上;湿喷作业时粉尘浓度在10mg/m3以内, 大大减少了粉尘对人的伤害。

3) 搅和料充分, 喷射层均质性好, 强度高。在同样强度要求下, 湿喷与干喷相比可节约水泥用量8~10%。

4) 一次喷层较厚。

5) 易损件消耗少, 使用寿命长。

6) 行走方便, 便于移机。

湿式喷浆施工工艺流程:

结合两种喷浆施工工艺的比较, 湿式喷浆的特点尤为突出, 为了获得较好的喷浆施工质量, 降低粉尘浓度和回弹量, 我矿购买了一台JSB6T-L型湿式混凝土喷射机组并于井下开始试验和应用。

2 JSB6T-L型湿式混凝土喷射机组的构造原理及技术性能

JSB6T-L型湿式混凝土喷射机组由滚筒式混凝土搅拌机、推送机构、料斗及搅拌装置、混凝土分配阀、行走装置、液压传动系统、电气系统、喷机罩和输送管路、喷浆辅助系统等九个部分组成。机型样式如图所示:

滚筒式混凝土搅拌机的构造原理:

本搅拌机属于JZC自落式双锥反转出料搅拌机, 按照GB/1912-2000《混凝土搅拌机机械条件》设计制造。搅拌滚桶由双齿圈传动, 四拖轮辅助传动, 工作时正转搅拌, 反转出料, 可一搅拌塑性和半干硬性混凝土。

此混凝土滚筒搅拌机由 (1) 搅拌机构、 (2) 传动机构、 (3) 上料机构、 (4) 机架和行走总成组成, 各部分的位置如图所示。

1) 搅拌机构

搅拌机构由准1080滚筒, 双齿圈, 双拖轮跑道组成, 滚筒内中部对称焊接高低叶片一对, 出料口处焊接两片出料叶片。

2) 传动机构

采用YBK2-132S-5.5的防爆电机配一级齿轮减速器, 速比为3.6, 大齿圈与小齿轮比为12.9, 皮带轮速比为2。

由减速机的带动小皮带轮, 由皮带传动大皮带轮, 小齿轮带到大齿圈转动。从而带动滚筒转动, 由电机正反转带动滚筒正反转, 从而完成搅拌和出料过程。

3) 上料机构

上料机构由液压缸和料斗组成。通过液压缸来控制料斗的升降, 完成上料过程。

4) 配水系统

通过定量水箱控制水的加入。达到需要的水灰配比。

5) 机架和行走总成

(1) 机架

机架由型钢焊接而成。各个总成通过机架连接成一个整体。

(2) 行走装置

轮胎型由行走轮。行走轮的轮胎一般为实芯轮胎, 也可根据用户需要配充气轮胎。

当滚筒搅拌机行走时, 支撑必须升起, 使之离开地面200毫米左右。机架上设有4个支腿, 设备工作时必须放下支腿, 支撑设备。

6) 湿式喷浆机的主要性能特点

(1) 工作效率高:采用全国独创全液压泵松设计, 系统可靠性能大大提高。

(2) 喷射距离远:最大可达水平200米, 垂直80米。

(3) 喷射量连续可调。 (无极变速)

(4) 速凝剂添加量连续可调:0~9%范围内无极调节。

(5) 设备配件消耗低:主要易损件使用寿命不低于喷射3000 m3。

(6) 集中润滑系统, 有效延长了磨损件的使用寿命。

(7) 产品履带式设计移动方便、适应性强。

(8) 实现了混凝土连续给料, 湿喷机的连续作业。

(9) 具有强力搅拌系统, 能够将输送过来的物料进行很好的搅拌, 自动定量注水, 有效控制水灰比, 同时将搅拌好的物料输送到喷射机的料斗里。

3 结语

通过对锚喷支护巷道湿喷混凝土工艺的调研和应用, 成功地解决了干喷存在的粉尘大、回弹率高等问题, 较干式喷浆工艺具有明显的优势, 但也存在设备较为昂贵、易赌管、设备维护技术含量高等问题。虽然湿式喷浆工艺在煤矿锚喷巷道喷浆中仍少有使用, 但随着湿式喷浆机具的不断改进, 湿喷技术的不断完善, 湿式喷浆工艺一定会在煤矿锚喷巷道工程中发挥越来越重要的作用。

参考文献

[1]JSB6T-L型湿式混凝土喷射机组使用说明书[Z].

[2]GB/1912-2000混凝土搅拌机机械条件[S].

滞后喷浆施工在岩巷施工中应用 篇5

目前, 国内大多数岩巷施工都采用“掘支”交替循环作业, 岩巷单进保持在60 m/月的水平, 尽管投入新的掘进设备, 不断革新支护技术, 仍然不能明显提高岩巷单进水平, 始终保持在60 m水平, 为提高二水平的施工速度, 解决接替紧张的实际, 云驾岭煤矿在二水平皮带大巷采用滞后喷浆新工艺。

1 支护理论

岩体象其他材料一样, 在载荷作用下会产生变形, 如果载荷不断增加, 变形也不断发展, 最后会导致岩体的破坏。材料的的力学性质是天然岩块和其结构弱面力学性质的综合反映, 在岩体的总变形中必然包括结构体和结构面的变形成分, 通常前者可分为结构体的压缩变形和形状变形, 而后者则可分为结构面的压密变形和剪切滑移变形, 有的结构体还由于剪切过程中的摩擦作用而发生转动, 这种现象与剪切滑移变形等结合在一起, 会使岩体出现扩容现象, 也就是岩体在载荷作用下, 在其破坏之前产生显著的非弹性体积膨胀。因此, 岩体变形时除了出现与岩石试验相同的那种横向变形外, 还出现因“扩容”而造成的侧向扩张, 总体讲, 岩石产生变形和破坏的过程分为四个阶段: (1) 压密阶段。在完整致密的岩体中, 这个阶段很短, 甚至没有;相反地, 在裂隙发育或处于破碎带的岩体中, 则需要相当大的载荷才能完成这一阶段的变形。这个阶段中, 由于岩体中的结构体尚未产生很大抗力, 所以岩体主要产生明显的纵向变形, 而侧向变形几乎没有。 (2) 弹性阶段。如果载荷继续增加就会进入第二个阶段—弹性阶段, 在这个阶段中, 结构面和结构体的特性都起作用, 但主要是结构体开始承载和开始变形, 因而, 这时弹性变形是岩体变形主要组成部分。它的特点是随着载荷增加, 其变形基本上按比例增长。 (3) 塑形阶段。加载过程中当应力达到屈服点以后, 岩体变形就进入第三阶段—塑性阶段。在这个阶段中, 与结构体变形的同时, 伴随着结构面的剪切滑移变形, 且变形成分主要是结构面滑移, 岩体的扩容现象也越来越明显, 但塑性变形阶段的显现过程与结构岩块本身的性质有很大关系, 对于坚硬脆性岩块, 其塑性变形阶段不明显, 而对软弱岩石, 其塑性变形阶段很长。一般来讲, 在塑性阶段中, 微破裂已经开始逐渐增加, 而且存在应变强化现象。结构体在塑性变形过程中会产生歪曲、扭动, 最终导致结构体沿结构面首先滑移。在这个阶段中, 变形是缓慢的, 有时会出现蠕变、松弛等流动现象。 (4) 破坏阶段。在塑性阶段中, 随着载荷的增加, 其变形增长率不断增大, 当应力增加到极限强度时, 岩体会沿着某些破损面滑动, 于是进入第四阶段—破坏阶段。在这个阶段中, 岩体内不仅出现因结构面滑移和结构体转动而产生的内部空洞, 而且原有裂隙展, 并开始发展新的裂隙。因而, 岩体的体积大大膨胀, 且由于岩体已开始破坏, 纵向变形也大为增加。在破坏阶段中, 岩体出现破裂并不意味着岩体已完全破坏, 从这个观察点来看, 多裂隙岩体实质上就是作用力达到并超过极限强度而发生了破裂的岩体。

由以上所述岩体破坏的四个变形阶段特点可以看出, 巷道开挖以后, 原有的天然应力状态被破坏, 围岩中应力重新分布, 切向应力增大的同时, 径向应力减小, 并在洞壁处达到极限, 这种变化促使围岩向巷道临空区变形, 围岩本身的裂隙发生扩展, 力学性质随之不断变化。在围岩应力条件下, 切向应力在洞壁附近发生高度集中, 致使这一区域岩层屈服进入塑性工作状态, 使应力集中区从岩壁向纵深发展, 假若不采取支护措施, 临空塑性区将随变形加大而出现松动破坏。由于塑性区的出现, 围岩的应力状态改变, 这种变化对支护体来讲具有两个力学效应: (1) 围岩中切向应力和径向应力降低, 减小作用于支护体上的载荷。 (2) 应力集中区向围岩深部偏移, 减小了应力集中的破坏作用, 在进入塑性变形阶段后, 必须采取支护, 控制巷道围岩进入破坏阶段, 利用该方案找到最佳支护时间段, 既避免了岩石在弹性变形阶段的强大变形能量对支护体的破坏, 避免了岩体变形进入破坏阶段, 在进入塑性变形后进行喷浆支护, 充分发挥支护体承载作用, 也是解决问题的关键切入点。

2 试验方法

现场应用情况:2007年7月至2007年11月在云驾岭煤矿二水平皮带大巷实施该方案。

2.1 巷道出货系统

巷道出货系统为扒岩机跟头, 电瓶车牵引小罐单道运输作业, 巷道施工断面为:毛宽4800mm×毛高3 600 mm, 循环进尺1.2 m, 循环出货45罐。

2.2 支护参数

针对巷道围岩为Ⅰ、Ⅱ类较坚硬稳定岩层时, 支护参数如下:帮锚杆采用φ18mm×2000mm的左旋螺纹钢锚杆, 1卷Z2360树脂药卷和一卷Z2330树脂端头锚固, 顶锚杆采用φ22mm×2400mm的高强左旋螺纹钢锚杆, 2根Z2360树脂药卷端头锚固, 顶锚杆药卷搅拌及预紧采用风动锚杆钻机初次预紧后再用气扳机预紧, 扭矩不小于300 N·m;帮锚杆药卷搅拌及初次预紧采用风动煤钻, 然后用气扳机再次预紧, 扭矩不小于200 N·m。

锚杆间排距为800 mm×800 mm, 三花布置, 顶锚杆托盘采用120 mm×120 mm×12 mm的加厚左旋螺纹钢锚杆专用托盘, 锚杆拧紧螺母与球形垫间必须加有增压尼龙垫圈, 帮锚杆托盘采用150 mm×150 mm×10 mm的铁托盘, 托盘要紧压金属网。

网片采用网格为950mm×1200mm的φ6.5mm钢网, 网全铺, 每钩必联。喷射砼厚度为150 mm。

2.3 具体施工方法

当巷道围岩为Ⅰ、Ⅱ类较坚硬稳定岩层时, 采取滞后喷浆, 喷浆距迎头位置为耙岩机后6 m范围, 采取滞后喷浆, 喷浆距迎头位置为耙岩机后6 m范围, 当移机后, 喷浆距迎头最远距离不大于41 m, 两帮锚杆滞后迎头支护距离不大于6 m。施工方法:掘进班支护顶、支护帮 (两帮锚杆距迎头不大于4 m) 平行作业, 放炮前, 必须先支护帮, 距迎头不大于2.5 m;喷浆班在规定支护范围内与掘进班平行作业。

3 试验结果

在二水平皮带大巷实施完成后, 单进水平由原来的66 m/月提高到90 m/月, 工效由原来的0.06 m/工提高到0.075 m/工。

巷道支护情况:采用滞后喷浆施工方法后, 巷道内在质量达到支护要求, 经过日常监督检查, 确保施工工程达到施工要求, 喷浆后, 巷道较少的出现浆皮开裂现象, 经过十字观测点表明, 巷道变形量较以前有大幅减小, 支护体强度得到充分体现, 防止了巷道在进入塑形变形区域前就被破坏的问题, 支护体起到最大的承载目的。

通过方案的实施, 理论上不受喷浆班和支护班的影响, 实现24 h连续出货, 解决了出货难的问题。

4 经济效益和社会效益

通过云驾岭矿二水平皮带巷实践应用, 提高单进24 m/月, 5个月提高进尺120 m, 创经济效益约33万元, 年创经济效益约322万元。

采用该方案后, 能够大幅度提高人工作业效率, 对提高巷道单进水平有较大促进作用;确实提高了巷道施工质量, 实现安全生产;能够提高工人工资水平, 对鼓舞职工士气起到积极作用。

摘要：云驾岭煤矿二水平皮带大巷施工中, 采取滞后喷浆新工艺, 采用了让压原理, , 取得了明显的支护效果, 解决了巷道支护变形快, 施工不能平行作业的难题, 使施工速度明显提高, 而且保证了施工安全, 满足了使用要求, 在同类巷道支护中具有操作简单、支护可靠等优点, 具有较强的适用性。

混凝土喷浆机的技术改进研究 篇6

目前, 国内市场上较流行的混凝土喷浆机主要有两类:一类是凸轮柱塞泵式喷浆机, 另一类是螺杆泵式喷浆机。本文介绍螺杆泵式喷浆机的技术问题, 其在施工过程中出现了以下技术施工问题:1) 喷浆机振动较大;2) 易造成输送管堵管、螺杆泵卡死现象, 严重时甚至造成电机烧毁;3) 施工时出现混凝土喷涂不均匀、反弹率较大、喷面脱落的现象。

针对喷浆机施工时出现的技术问题, 江苏建筑职业技术学院、北京理工大学机车学院与江苏天沃重工科技有限公司开展技术合作, 对混凝土喷浆机进行了技术改造, 通过提高系统联接刚度的改进设计较好地解决了上述问题。

1 混凝土喷浆机的改进研究

1.1 混凝土喷浆机的结构分析

通过大量的现场试验, 并对现有混凝土喷浆机的结构进行分析, 如图1所示, 发现混凝土喷浆机之所以出现振动较大、搅拌不均、喷涂不均现象, 主要是因为减速器与搅拌器的联接结构存在设计缺陷。其中, 减速器与搅拌器通过单一法兰直接结合在一起。由于减速器和搅拌器结合部位尺寸较大, 导致联接螺钉过长, 刚性不足。再加上, 出于密封的需要, 减速器与搅拌器联接处采用了橡胶密封垫, 导致其联接刚度进一步降低。通过进一步试验, 还发现料斗与电机驱动装置的联接也存在类似的问题。正是上述设计缺陷, 导致了混凝土喷浆机关键部位联接刚性不足, 进而导致其施工时出现了振动较大、搅拌不均匀、喷涂不均匀现象。

1.2 混凝土喷浆机改进方案

混凝土喷浆机的减速器、料斗与搅拌器是通过螺钉联接的, 螺钉过长, 加之因密封需要, 料斗与搅拌器联接处采用了橡胶密封垫, 使得减速器、料斗与搅拌器三者形成了非刚性联接。

1, 4, 6.密封圈2.料斗3.法兰1 5.法兰2 7.减速器8.螺钉

经过受力分析、仿真及相关计算, 决定改变减速器与料斗的联接形式来消除振动, 提高设备的刚性。具体改进方案为:如图2, 在电机驱动装置上增加联接法兰1 (如图3所示) 。在图4所示的料斗结构上增加法兰2 (如图5所示) 。

1.驱动轴套2.法兰1

这一改进方案, 通过在电机驱动装置的联接处、料斗结构的联接处各增加一个法兰盘, 使原来的较长螺钉联接, 变成了以两个法兰盘为媒介的过渡式联接方式, 即电机、驱动轴等先联接到法兰, 再通过法兰与法兰的联接实现电机和驱动轴的联接, 这样有效缩短了驱动电机装置、料斗结构联接处的联接螺钉的长度, 进而提高了系统的整体刚度。

改进设计后喷浆机, 通过增加两个过渡法兰, 改变了减速器、料斗与搅拌器连接的结构形式, 缩短了联接螺钉的长度, 优化了喷浆机的结构, 提高了喷浆机整体的刚度。图6为改进后的电机驱动装置、料斗与料斗结构的装配图。

改进后的混凝土喷浆机的总体结构如图7所示。

1.电机驱动装置2.搅拌驱动3.搅拌轴总成4.螺杆泵总成5.搅拌器总成6.车轮总成7.料斗总成8.电气总成

2 混凝土喷浆机改进后的施工效果

表1为改进设计后的喷浆机的主要技术参数。经在江苏、安徽等地多个施工现场应用表明, 改进后混凝土喷浆机在施工过程中很好地解决了喷浆机振动大、噪声大、输送管易堵管、螺杆泵卡死等技术问题。由该喷浆机喷涂的作业面喷涂均匀, 喷面不易脱落。改进后混凝土喷浆机的主要技术指标达到了国内先进水平, 达到了预期的效果。

3 结语

喷浆机经采用过渡法兰优化结构后, 其整体刚性得到提高, 振动减小, 噪声大、堵管、螺杆泵卡死等技术问题得到有效解决。优化设计后的喷浆机喷涂的作业面均匀, 不易脱落, 在煤矿及建筑行业中具有广阔的应用前景。笔者认为, 对混凝土喷浆机进一步的研究应朝着提高整体作业效率、减轻劳动强度, 以及智能化、自动化方向发展。

摘要：现有的混凝土喷浆机在施工过程中振动较大, 易出现管路堵塞、电机烧毁等技术故障, 导致喷涂不均匀、反弹率较大等施工质量问题。文中对现有的喷浆机进行结构优化设计, 改进设计后的混凝土喷浆机较好地解决了上述技术难题, 其现场施工效果达到了预期。

关键词：混凝土,喷浆机,改进

参考文献

[1]王振廷, 王春华, 林河.新型喷浆机的研制[J].煤矿机械, 1998 (1) :35-37.

[2]康红星, 张照允, 杨胜富.新型湿式喷浆机在煤矿巷道工程中的应用研究[J].科技风, 2012 (5) :77.

[3]范玉, 王凤清, 张君伟, 等.SBL40型螺杆式喷浆机的研发[J].煤矿机械, 2014 (6) :146.

[4]方实树, 张咸民.国产喷浆机的应用与研究[J].矿山机械, 2000 (6) :27-28.