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煤矿矿井建筑材料输送技术浅谈

来源:原创论文网 添加时间:2013-10-13
  [摘 要] 煤矿矿井生产需要不同的建筑材料,例如混凝土、钢结构等。其中混凝土因为其自身的特性,往往在生产需要时才能输送至现场,给煤矿混凝土等建筑材料的输送带来困难。本文分析了煤矿较为常见的几种矿井建筑材料的输送技术,重点介绍了建筑材料的风力输送技术在即时输送方面所采用的先进方法,最后简单的分析了建筑材料输送技术的发展趋势。
  [关键词] 煤矿矿井;建筑材料输送;风力输送技术;技术趋势

  煤矿矿井生产需要大量的建筑材料进行巷道侧帮充填以及巷道回填等施工。煤矿矿井施工使用的建筑材料一般可以分为两类,一类是已经成型的材料,例如支护方面的木支护、水泥支护、钢支护、锚杆、锚索等,还有钢铁材料、石砂材料等固体原料。另一类是需要现场浇筑的混凝土、注浆材料等流体原料。前者的输送一般采用煤矿胶带输送机进行输送,而另一类则需要使用专门的建筑材料输送机进行输送。本文阐述的主要是后者。
  矿井建筑材料输送技术主要经历了两个发展阶段,第一个阶段是使用固体桶装设备经过各种输送设备被输送到井下操作现场,第二个阶段是使用“大袋式”(移动料仓) 输送,并通过不同的加工设备、运输设备转运到井下施工现场。前一阶段最明显的特点是建筑材料在施工之前就已经成型并且不能改变,而后一阶段的特点是建筑材料随着施工建设的需要进行配给并及时输送。“大袋式”输送技术。首先是将建筑材料均匀包装在耐腐蚀的袋子或是袋子单元中并通过在顶部安装小搅拌器的螺杆泵以及带槽式搅拌器的活塞泵进行加工,这种输送及加工方法主要应用于起效较慢以及质量要求较低的建筑材料。后来在加工方法中引进了原应用于隧道施工的转子喷射机,主要用于加工起效快的建筑材料。大量加工好的建筑材料通过中转槽车倾倒在胶带输送机并送至矿井料仓,接着进入井下施工现场的缓冲仓,最后通过连接在缓冲仓的螺旋输送机输送给现场作业设备。另外一个输送方式是直接将建筑材料倾泄至胶带输送机送入井下施工现场再通过螺旋输送机卸料到缓冲仓或是直接输送到现场作业设备。
  料罐车输送技术。一是采用专用隔膜泵或低压输送设备处理。对于粉状(例如水泥和滤灰) 的建筑材料可以采用料罐车输送及存储。通过采用专用隔膜泵、低压输送设备或者螺旋给料器对建筑材料进行处理,在矿井井筒附近装料并输送至井下施工现场。二是采用专用料罐车输送及处理建筑材料。专用料罐车可以实现无尘及快速作业。专用料罐车在料仓装料之后通过轨道或是卡车运至施工现场,接着通过料仓专用卸料装置快速卸料并及时投入使用。
  建筑材料的风力输送技术。均匀搅拌并烘干后的建筑材料通过料罐车输送至矿井井筒附近,需要时通过专用的鼓风装置(例如转子喷射机或者鼓风机) 输送至施工现场的固定或是移动的料仓内进行分离,并经过螺旋式输送机或搅拌式泵输送至施工现场。风力输送技术可以通过特制的螺旋式装置添加钢纤维,提升建筑材料的质量和效能。料罐车输送的是“干料”,极大减轻了输送系统的负载。同样容量的料罐车能装载更多的建筑材料原料,建筑材料储存仓(包括地面总仓、井下工作面仓、工作现场储存仓等) 也能够存储足够多的建筑材料随时满足现场施工的需要。
  风力输送具有更加灵活的配送能力。干料输送在矿井内部分配更加自由。因为分量轻,建筑材料在矿井井筒的输送更加方便,通过长距离的泵管以及地下工作站的输送泵接力输送,可以随时将建筑材料输送到不同的工作现场。现有部分专业的建筑材料风力输送系统通过接力输送方式能将建筑材料输送至料仓总站的1800m 至3000m 的距离。建筑材料实时加工,更能保障建筑材料的质量。加水搅拌后的建筑材料在输送过程中难以保证质量的稳定,无法及时使用完的建筑材料会出现浪费的现象。而风力输送系统在输送途中都是“干料”形式,只有在施工需要的情况下才会进行加水搅拌,建筑材料的质量相对的有保障,并且是需要多少,加工多少,不会出现浪费。
  通过管路分配器,能保障更多施工现场对建筑材料的需求。由于煤矿矿井巷道复杂,数量较多,往往会存在多个巷道同时施工,风力输送系统通过使用管路分配器,可以将建筑材料输送到不同的巷道移动式的工作设备进行加工处理。为适应煤矿生产的大型化、规模化、自动化的发展需要,建筑材料的输送技术也正朝着专业化、自动化、多功能化的方向发展。建筑材料的输送已经逐步从与煤炭输送共用设备朝着使用专用设备发展。在建筑材料输送的早期阶段,大量的建筑材料使用煤矿胶带输送机送至井下施工现场,常常对矿井生产造成干扰,给输送设备的维护保养带来极大的问题,例如混凝土对胶带输送机输送带表面带来的腐蚀等。建筑材料输送设备的专业化,一是最大程度降低了对生产的干扰;二是不通过胶带输送机,可以以最短距离将建筑材料输送至施工作业现场;第三,专门的输送设备维护保养起来相对简单,有利于设备的维护保养。
  建筑材料输送技术将逐步摆脱人力资源束缚,朝着无人值守、全自动化监控发展。例如风力输送系统中可以通过控制地面总站的给料器,根据生产的需要补充建筑材料,控制井下工作站针对不同移动工作台站需求,将分配的建筑材料输送至现场,施工现场的移动站台和地面控制室也可以实行双向通信,发出需求信息。同时,自动化还体现在可以对建筑材料的成分添加全自动进行,提升建筑材料质量的稳定性。随着矿井施工对建筑材料的多样化需求以及井下施工质量要求的提升,现有的单纯混凝土建筑材料已经不能满足矿井建筑施工需要,这就不但要求对现有混凝土搅拌实现就地搅拌,提升材料的质量稳定性,还需要对混凝土添加必要的化学成分以及钢纤维等,提升矿井巷道建筑的安全性。
  矿井井下建筑的安全是煤矿生产安全管理的重要内容。而建筑材料的质量又决定了井下建筑的安全质量。通过采用先进的输送技术,在保障建筑材料的及时供应的同时也保障了建筑材料的质量稳定性。
  [参考文献]
  [1]芮东舒.浅谈建筑行业新型材料在建设中的应用.建筑界, 2012.
  [2] 赵晓凤.浆体管道输送技术及应用.甘肃冶金,2007.
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