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干噴法錨噴工藝產塵機理及降塵對策

  
評論: 更新日期:2012年05月18日

??? 2 干噴法施工工藝的影響因素及降塵對策
??? 錨噴施工過程中,粉塵顆粒的產生及運動過程是相當復雜的,它與噴射物料中粉塵的性質和噴射工藝有很大的關系。世界各國關于錨噴防塵的研究方向有如下幾個方面:研制高效、低塵、堅固、耐用的噴射機;將人工操作變?yōu)榘胱詣硬僮骱妥詣硬僮?;研究與噴射工藝配套的高效、移動靈活的除塵器;研究無塵拌料機,采取定點下料工藝和除塵器凈化含塵空氣;改干料為潮料;采用雙水環(huán)噴槍或雙水環(huán)異徑葫蘆噴槍;戴防塵帽和防塵口罩;采用噴射機械手;加強通風防塵,增加料管長度;嚴格控制作業(yè)氣壓和最佳輸送距離。
??? 2.1 施工工藝
??? (1)風壓(包括噴頭工作風壓和噴漿機工作壓風處風壓)。噴頭的正常工作風壓與管路損失風壓之和,其經驗公式為:
??? 式中,L為輸料管長度。
??? 工作風壓是噴射混凝土施工中的重要參數,對回彈率、粉塵濃度有很大的影響。實踐證明,當噴頭工作風壓<0.04MPa時,料束出噴頭后呈平拋運動,這時混凝土會產生大量的回彈物,噴敷在巖壁上的混凝土也是灰漿多、骨料少,強度達不到工程的要求,并且在噴射過程中管路易堵;當噴頭的工作風壓>0.1MPa時,料束出噴頭后,速度快,沖擊力大,噴到巖壁上的混凝土易被風流沖掉。
??? (2)噴射距離直接影響著噴漿時的產塵量和回彈率。噴嘴距離基面近了會把剛噴上的混凝土沖掉;距離遠了,噴混凝土壓實能量降低,混凝土附著力下降,造成回彈量大、粉塵濃度高。
??? (3)噴射角度。噴射角度對回彈有著顯著影響,噴嘴與基面保持90o時回彈量較小;噴射角度<70o,入射角過大,骨料撞擊基面造成回彈增大。噴射過程中,由于噴射部位不同,噴嘴要及時調整入射角度,使其控制在80o~90o之間,以保證最佳的噴射效果。
??? (4)水壓。水壓不足,會導致干料潤濕混合不均勻;水壓過大,會導致噴頭壓力過大。永壓應比風壓高,以保證噴頭處的水環(huán)能充分潤濕高速流過的干拌料。由于風壓每隔一定距離要調節(jié),故水壓也要調節(jié),并使水壓比風壓高0.05~0.1MPa左右。
??? 根據煤科總院北京建井研究所等單位的實驗風壓、噴射距離與產塵間有如圖1所示關系。
??? 圖1 風壓、噴射距離與粉塵濃度的關系
??? 圖1中曲線的噴射距離分別為1(0.4~0.6m);2(0.6~0.8m);3(0.8~1.0m);4(1.0~1.2m)和5(1.2~1.5m)。
??? 德國地下交通設施研究會的研究指出,隨著噴射機工作風壓的提高,輸送混凝土混合料的氣壓消耗量也隨著增多,且噴嘴附近粒徑<5μm的細粉塵濃度也隨著噴嘴排出壓氣量的增加幾乎呈線性關系而升高。實驗表明,當噴射機的工作風壓從200kPa提高到300kPa時,小于5μm的細粉塵濃度增加了240%左右。
??? 2.2 材料方面
??? (1)物料配比?;炷恋呐浜媳炔徽_,不僅使噴層強度降低,還會使回彈率升高,嚴重影響工程質量。噴射混凝土材料中,水泥的用量太大或太小,不僅可能造成物料的浪費,降低混凝土強度,還會增大錨噴粉塵的濃度。噴射混凝土材料水泥沙子:石子的合理配比為1:2:2。
??? (2)外加劑。為解決噴射混凝土的防彈、降塵問題,最重要的是如何增強水泥、砂子和石子三相物料的粘結力及物料團粒在巖面上的附著力,而解決這一問題的關鍵途徑就是研制防彈降塵劑。對噴射用水泥砂漿中所添加的添加劑進行深入的研究,篩選合理的配方,在保證噴射混凝土性能和使用現有設備的前提下,使產塵濃度下降。通過外加劑除塵,是目前錨噴除塵工作中最有效,也是最直接的除塵方法。
??? 國內使用的噴射混凝土外加劑堿性較高,對減少回彈和粉塵含量效果欠佳,摻加后噴射混凝土后期強度損失大。因此,在對錨噴混凝土除塵外加劑的研究方面逐漸引起人們的重視。
??? 2.3 利用礦塵的物理化學性質降塵
??? 目前常用除塵器的除塵機理主要是利用粉塵的重力,慣性碰撞,擴散。靜電力和凝聚等特性綜合運用除塵。礦井防塵技術的選擇與礦塵的許多物性有著密切關系,充分利用對除塵有利的礦塵物性或采取某些措施改變對除塵不利的礦塵物性,可以大大提高除塵效果。
??? 3 結語
??? 錨噴施工過程中,粉塵顆粒的產生及運動過程是相當復雜的。通過對錨噴產塵機理的研究,弄清錨噴了產塵機理,就可以找出錨噴產生粉塵的原因.從而可以尋求一種降低錨噴粉塵的有效方法。
??? 為適應新世紀采礦工業(yè)的發(fā)展,建立安全、清潔的作業(yè)環(huán)境,降低錨噴粉塵的產生,對于加強煤礦勞動保護,搞好安全文明生產、加速我國煤炭工業(yè)持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)展具有重要的現實意義。
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