[发明专利]气流搅拌，沸腾喷浆工艺及其设备

说明书

本发明是关于混凝土喷浆，特别是用于隧道、矿山巷道的锚喷支护中喷浆工艺方法及专用设备的改革。

目前常用的混凝土喷浆支护方法，是将水泥、砂、石子分别装入矿车，由矿车运到喷浆场地后实施人工拌料，然后将拌合料装入喷浆机。另一方法是将用搅拌机得到的拌合料运到喷浆场地后，用机械把拌合料装入喷浆机。（参照附图1）喷浆机固定在车架上由电机（9）经减速装置（10）带动旋转体（1）、搅拌器（5）转动。上座体（6）中的料搅拌后经配料盘（4）卸入旋转体（1）的料腔（2）中，当该料腔转至一新位置即料腔（2）与喷料管（8）对正时，压风口（3）与压风管（7）接通，高压气体进入料腔（2），携带拌合的干料一起由喷料管（8）射出，并在喷料管喷头上通过水环进行水与干料混合。旋转体转到第三个位置时料腔（2）与大气相通，残余的料、气排出，至此完成一个工作循环。旋转体上多个均匀分布的料腔（2）随旋转体的转动依次进行上述工作循环，形成连续喷浆。这种喷浆方法的不足之处是：

1、矿车在敞开式运输中由于巷道淋水、潮气大，使得水泥、砂、石子被淋湿或受潮，使部分料凝固在矿车上给设备维修带来困难;湿的砂、石子与水泥混合也会凝固在喷浆机的腔壁和余气排放口上，结果不仅浪费材料，还造成了设备返修率高。

2、旋转体在运动中由于水泥、砂子带入相对运动表面，造成机械磨损严重。

3、在人工配料和上料过程中，在余气排放过程中粉尘大，危害工人身体健康。

4、若采用人工配料，不易掌握混料比，从而影响喷料的回弹率和支护层的抗压强度。

5、由于喷头水环采用射水方式，造成水、灰混合不均匀，导致回弹率高、粉尘大。

除以上作业方法外，人们还就喷浆设备和工艺方法提出了许多改进方案，如湿拌合料的挤压喷射等（见煤炭工业出版社1978年2月版《喷射混凝土支护》）。

另外，与本发明相关的气流输送技术，目前已在许多工业领域中广泛应用，如散装水泥输送车，利用气流压送式卸料装置等（见人民交通出版社出版的《气力输送装置》一书中405页-410页），然而利用压差气流组成输送、搅拌、沸腾喷浆工艺的作业线，并应用到隧道、矿山巷道的支护施工中目前尚未发现。

本发明的目的在于通过新工艺方法的使用，改善混凝土喷浆施工中的恶劣工作条件，提高施工质量，并降低原材料、设备的损耗。

本发明的内容如下：利用风机（15）产生的负压气流带动砂、石子、水泥从各自独立的吸料头（11）进入管道（12），并沿管道到达配料器（13），在配料器中各种材料先与气流分离，然后按比例送入气流管道（14）中与气流混合，一起被吸入混料罐（16）。所谓气流搅拌是从配料器（13）向气流管道（14）中卸料开始至混料罐（16）中沉积结束的。混料罐中多余的气体经四级旋离式除尘器排出罐体之外，从而保证了排出余气中无粉尘。沸腾喷浆车（18）将运料与喷浆两种功能集于一机完成。当沸腾喷浆车驶到混料罐（16）的一侧，打开上盖，将混料罐（16）的出料管放入沸腾喷浆车的进料口后可利用混料罐（16）罐体内正气压将料送入沸腾喷浆车。沸腾喷浆车载料后，关闭上盖，拌合料被封闭，所以该车可直接驶到喷浆场地，也可以储备待用。喷浆时接通喷浆管（19）和主压风管，喷浆管（19）与旋离搅拌器（20）的进料口接头相连。当部分气流进入沸腾喷浆车的容料罐底层时，使局部拌合料呈沸腾状，沸腾的物料在沸腾喷浆车（18）的罐体（22）与喷浆管（19）间形成，而喷浆管道中高速流向旋离式搅拌器（20）的气流的气压差迫使沸腾料进入喷浆管，经喷头（21）完成水灰混合后喷出，或先到达旋离式搅拌器（20），在该搅拌器内，气料流与高压水按比例强制混合成混凝土湿料，再经喷头射向待支护作业面。

为了使拌合料混合更加均匀，在混料罐（16）的一侧安装一副混料罐（17），副混料罐可用常见的水泥储料罐代用，拌合料是用正气压由主罐送入副罐的，副混料罐的底部开有卸料口并装有一振动筛用来对卸往沸腾喷浆车的拌合料进行再次筛选，如在副罐支承腿上安装地磅则可准确的控制投料量。

为了避免残留料在设备中凝固造成管道等设备堵塞、损坏，水灰混合应放在整个喷浆作业线的末端进行，但这样可能出现因混合不充分而导致的粉尘污染大，施工质量不稳定和拌合料的浪费。为解决这一问题，本发明在旋离式搅拌器（20）中实施水、料强制混合时的水压应大于10kg/cm²，以能保证雾状水的形成。