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煤矿用湿式混凝土喷浆装备优化设计及实践
煤矿用湿式混凝土喷浆装备优化设计及实践
摘要
为了满足煤矿井下固化、补强需求，湿式混凝土喷浆技术得到了广泛应用。但是，在应用过程中存在一些问题，如喷浆质量不稳定、使用寿命不长等。因此，本文通过对煤矿用湿式混凝土喷浆装备的设计和实践进行研究，提出了优化设计方案，以提高煤矿用湿式混凝土喷浆装备的效率和质量。我们使用实验室试验和现场实践相结合的方法进行研究，最终得出了一组能够满足煤矿生产需求的湿式混凝土喷浆装备设计方案。
关键词：煤矿；湿式混凝土喷浆；装备设计；优化；实践
引言
近年来，煤矿工作面支护技术越来越成熟，支架性能也不断提高，但是安全生产压力仍然存在。为了防止煤层变形和产生超限变形，需要使用混凝土喷浆进行固化和补强。湿式混凝土喷浆技术是煤矿井下喷浆技术中的一种常见技术，其优点是喷浆均匀性好，可以适用于各种地质条件下的施工，具有较高的补强效果。但是，由于煤矿湿式混凝土喷浆装备使用环境的特殊性，喷浆装备在使用过程中存在许多问题，如喷头易堵塞、喷浆效果不尽如人意、使用寿命较短等。
因此，为了满足煤矿生产需求，提高喷浆装备的使用效率和使用寿命，需要对湿式混凝土喷浆装备进行优化设计。本文将分析煤矿湿式混凝土喷浆装备的结构，针对其存在的问题提出优化方案，并通过实验室试验和现场实践对方案进行验证，最终得出一组可行的优化设计方案。
一、湿式混凝土喷浆装备的结构分析
湿式混凝土喷浆装备主要由输浆机、搅拌机、灰浆泵和喷浆机组成。输浆机的作用是将水泥和砂浆与水混合，形成灰浆；搅拌机将灰浆搅拌均匀，使其达到所需的流动性；灰浆泵将灰浆输送到喷浆机；喷浆机则将灰浆喷到需要固化和补强的部位。
在喷浆机的液压系统中，通过一个蓄能器将液压泵产生的液压能储存起来，以应对液压系统在喷浆过程中的瞬变需求。同时，喷浆机也配备了一个用于调节喷浆浓度和流量的电脑控制系统。
二、煤矿湿式混凝土喷浆装备存在的问题
1.喷头设计不合理，易堵塞:喷头的设计不合理，容易受到颗粒物的堵塞，导致喷浆效果不佳。
2.喷浆效果不稳定：湿式混凝土喷浆过程中，浆液的流动性和沉淀性较强，稠度难以控制，导致喷浆效果不稳定，影响补强效果。
3.使用寿命短：由于喷浆机在使用过程中需要承受强大的冲击、压力和磨损，易导致机械部件的损坏，使其使用寿命缩短。
三、优化设计方案
为了解决上述问题，我们对湿式混凝土喷浆装备进行了优化设计。
1.喷头的设计优化
为了提高喷头的耐磨性和抗堵塞性，我们将喷头分为内外两层，并在外层喷头上增加圆锥形物质过滤器，在内外喷头之间引入一定的负压，以加速进料过程和减少堵塞现象。
2.浆液稳定性的控制
我们在搅拌机中加入一定比例的外加剂，并通过测量流变学指标，调节浆液配比和浓度，使混凝土浆液的流动性和沉淀性加以控制，增强喷浆稳定性。
3.机械部件的选材及结构优化
我们使用高强度耐磨钢板，改变原有的开式结构，将机械部件组成密闭结构，在减轻机械磨损的同时，保持了机械部件的耐用性。
四、实验验证
我们将优化设计的湿式混凝土喷浆装备进行了实验室试验和现场实践的验证。
实验室试验结果表明，优化后的喷头耐磨性和抗堵塞性都得到了大幅提高，喷浆效果和稳定性也有了明显的提升；在现场实践中，湿式混凝土喷浆装备的使用效率和使用寿命都得到了极大的改善。
五、结论
通过实验室试验和现场实践，我们得出了一组能够满足煤矿生产需求的湿式混凝土喷浆装备优化设计方案。该方案包括喷头的设计优化、浆液稳定性的控制、机械部件的选材及结构优化等方面，能够提高湿式混凝土喷浆装备的效率和质量，满足煤矿固化和补强需求。但是，该优化方案还需要进一步实践和改进，以更好地适应煤矿生产的实际需求。