砼喷浆料自动卸料装置研制与应用
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摘要： 本文通过阐述砼喷浆料自动卸料装置的实施步骤，分析技术指标以及结构和原理，同时对产生的效益进行分析，进而为研制和应用砼喷浆料自动卸料装置提供参考依据。
Abstract： This paper describes the implementation steps of concrete shotcrete automatic unloading device， analyzes technical indicators as well as the structure and principle， at the same time analyzes the benefits， thus providing a reference for the development and application of concrete shotcrete automatic unloading device.
关键词： 喷浆；自动卸料装置；创新
Key words： shotcrete；automatic unloading device；innovation
中图分类号：TH24 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）15-0151-02
0 引言
煤矿井巷锚喷支护用的砼喷浆料，是用矿车运送到井下施工地点，由人工用铁锹铲卸至喷浆机料斗内，进行喷射砼作业。这种卸料方式工人劳动强度较大，且产生大量粉尘，可能给工人带来尘肺病。为此研制砼喷浆料自动卸料装置，不用人工直接卸料，减少粉尘的产生；这种卸料装置既节省人力资源，又极大地避免了粉尘危害。
1 具体实施步骤
①调查研究，方案制定；
②技术设计及加工图纸绘制；
③各部件采购、加工及设备组装；
④厂内设备试验；
⑤现场应用及改进。
2 设备主要技术指标
①设备卸料生产率10m3/h以上；
②采用井下660V动力电源；
③液压控制与操作；
④适用9m2以上巷道断面，体积小重量轻，使用方便。
3 预期主要成果形式：新产品设计制造应用
研究制造了砼喷浆料自动卸料装置，解决人工用铁锹铲卸喷浆砼料问题，降低了工人劳动强度，减少了粉尘产生，减少了煤矿职业病的发生，节省了人力资源，提高了施工速度，节省施工时间。
该砼喷浆料自动卸料装置的研制属行业内首创，已在平煤建工集团建井一处推广应用，具有广阔的市场前景。在十三矿己四轨道运输巷施工应用中，每次喷浆班职工的人数由原来的16名减少为8名，喷一车3T矿车的喷浆料仅需要30分钟，喷浆工时减少了一半。既节省了劳动力，又提高了施工速度。
4 立项背景
中平能化建工集团建井一处承担十三矿己四采区西大巷开拓施工任务，由于该巷道断面大（5.2m×4m），回风速度慢，巷道温度高，卸料工人的体力消耗大，作业效率低。在正常喷射砼作业时，安排卸料工人6名，方能保证喷射砼作业的正常进行。另外，我们作过市场调查，各矿井施工单位没有使用过，各矿山设备生产厂家没有生产，经技术查新国内外尚未见解决此问题的研究或报道。因此，只有自行研制砼喷浆料自动卸料装置来解决上述难题。
5 结构原理及特点
5.1 自动卸料装置结构分为装置底盘、液压站、旋转体、支撑臂、抓斗等部分。液压站电动机功率为：7.5KW，液压站工作压力为：10MPa。底盘采用钢结构焊接，下安装行走轮对，可以在轨道上行走。旋转体、支撑臂、抓斗动作均采用液压油缸伸缩完成。该自动卸料装置特点鲜明，由一人操作各阀操作手柄就可以完成卸料，大臂旋转灵活，抓斗抓放自如，即安全又高效，每小时能卸10m3砼喷浆料；维护和作用都非常方便。自动卸料装置能在轨道上行走，移动方便。该自动卸料装置供电和液压系统简单便于维护。
5.2 自动卸料装置工作原理 自动卸料装置工作原理，将自动卸料装置接上660V电源，启动液压站使其正常工作。作业人员操作大臂起落操纵手柄，使大臂油缸伸缩可以完成大臂起、落；操作大臂旋转操纵手柄，使大臂旋转油缸伸缩驱动大臂左右旋转；操作抓斗开闭操纵手柄，抓斗油缸伸缩使抓斗开闭。各操纵手柄相互独立，几个动作可以同时完成。自动卸料装置的使用降低劳动强度，喷浆作业时间大大缩短。
6 可行性分析
①调查研究，方案制定。调查有关卸料设备，如粮食装卸设备、装煤设备、清煤设备、装卸设备等。最终确定自动卸料装置结构分为装置底盘、液压站、旋转体、支撑臂、抓斗等部分。②各加工图纸设计。根据确定的自动卸料装置结构，将各部分加工图设计出来。③机修厂根据自动卸料装置各部分加工图进行采购、加工及组装设备。④设备在厂内加工好后，在厂内由设备组装车间工人进行空载调试试验。对需要改进的部件在厂内进行改进。⑤设备现场应用及改进。
7 项目实施期间经济效益额计算
平煤集团十三矿己四采区西大巷施工中，从地面入井的喷浆料均为半成品料，在井下巷道内将其从矿车内卸在预定地点。在喷浆之前，由人工将半成品料搅拌成可喷浆用的料，然后再装矿车送到喷浆地点，在喷浆地点，由人工将矿车内的喷浆料卸到喷浆机料斗内，由喷浆机通过管路送到喷浆地点。
整个工作过程需要人工16人，而使用砼喷浆料自动卸料装置后，仅需要人工8人，节省劳动力8人/日。
人均日费用：3500×（1+0.70）/25=238元/日。
则每年节省工资：8×238×30×12=685440元。
另外，每完成一班喷浆工作节约时间1.5小时。每月节约时间6天，节约费用合计0.3×6=1.8（万元）（其中0.3万元是人工、固定费用、机械费用等的合计值）
总计，年节约费用68.544+1.8×12=90.144万元。
8 社会效益
该项目试验成功为使用喷浆机的施工单位，提供了参考经验；在集团公司凡使用喷浆机的均可采用此装置，可以大大提高施工速度，节约施工时间，加快施工进度，缩短施工工期，节省劳动力，推广前景十分广阔。
该项目的实施有利于改善喷浆工作的工作环境，减少粉尘飞扬，减少劳动强度，原来由16个人才能完成一班喷浆工作，现在只需8个人就可以了。节约时间上，原来完成一班喷浆工作需用5.5小时，现在完成一班喷浆工作时间只需用4.0小时，节约时间1.5小时。所以确保了安全生产，产生的社会效益是非常明显。
研究制造了砼喷浆料自动卸料装置，解决人工用铁锹铲卸喷浆砼料问题，降低了工人劳动强度，减少了粉尘产生，减少了煤矿职业病的发生，节省了人力资源，提高了施工速度，节省施工时间。
砼喷浆料自动卸料装置解决的关键技术：
①设备卸料生产率10m3/h以上；
②用井下660V动力电源；
③用液压控制与操作；
④适用9m2以上巷道断面，体积小、重量轻，使用方便。既节省了一半的劳动力，又提高了2倍施工速度。
该项目试验成功为使用喷浆机的施工单位，提供了参考经验；在集团公司凡使用喷浆机的均可采用此装置，可以大大提高施工速度，节约施工时间，加快施工进度，缩短施工工期，节省劳动力，推广前景十分广阔。
该项目的实施有利于改善喷浆工作的工作环境，减少粉尘产生，减少劳动强度，原来由16个人才能完成一班喷浆工作，现在只需8个人就可以了。节约时间上，原来完成一班喷浆工作需用5.5小时，现在完成一班喷浆工作时间只需用4.0小时，节约时间1.5小时。所以确保了安全生产，产生的社会效益非常明显。
9 所列经济效益的计算依据
整个工作过程需要人工16人，而使用砼喷浆料自动卸料装置后，仅需要人工8人，节省劳动力8人/日。
人均日费用：3500×（1+0.70）/25=238元/日。
则每年节省工资：8×238×30×12=685440元。
另外，每完成一班喷浆工作节约时间1.5小时。每月节约时间6天，节约费用合计0.3×6=1.8（万元）（其中0.3万元是人工、固定费用、机械费用等的合计值）
总计，年节约费用68.544+1.8×12=90.144万元。
应用情况及社会效益：该项目试验成功为使用喷浆机的施工单位，提供了参考经验；在集团公司凡使用喷浆机的均可采用此装置，可以大大提高施工速度，节约施工时间，加快施工进度，缩短施工工期，节省劳动力，推广前景十分广阔。
参考文献：
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