礦用濕噴混凝土長距離管道輸送試驗研究.pdf

1、我國煤礦巷道混凝土噴射支護方式正處于由“干式噴射”全面轉(zhuǎn)向“濕式噴射”的過渡階段，濕噴作業(yè)對于控制粉塵產(chǎn)生、降低回彈損失、提高噴射質(zhì)量、保護噴射作業(yè)安全具有重要的意義。但由于受到煤礦作業(yè)狹小空間限制，現(xiàn)有混凝土噴射機具作業(yè)能力、作業(yè)方式與地面建筑、隧道工程的差距非常大，濕噴物料的制備和長距離輸送是當(dāng)前制約濕噴工藝的重要因素，目前缺少針對性的研究。本文運用理論分析、數(shù)值模擬、試驗研究和現(xiàn)場應(yīng)用等多種手段，研究礦用濕噴混凝土長距離管道輸送技

2、術(shù)，滿足煤礦井巷行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求。
　　分別從流變學(xué)原理、新拌混凝土的流變特性、潤滑層的形成機理及濕噴混凝土在輸送管中的受力幾方面進行分析。并深入分析了濕噴混凝土的流動特性，推導(dǎo)出混凝土在輸送直管道、彎管道和噴頭內(nèi)外流場的壓力計算公式，并建立了堵管狀態(tài)下的物理模型和力學(xué)模型。基于Fluent模擬軟件平臺，對礦用濕噴混凝土的管道流動進行模擬。并結(jié)合Origin軟件，分析了直管段、彎管段物料在徑向及橫向上，固相、液相的速度、壓力的

3、變化。分析了管尾補風(fēng)后，噴頭內(nèi)流場的速度壓力變化，推導(dǎo)速度與壓力的關(guān)系。
　　設(shè)計并搭建礦用濕噴混凝土長距離管道輸送平臺，從50m管道輸水試驗開始，研究潤管劑、布管方式和噴射過程對濕噴混凝土管道壓力的影響，得出潤管劑的使用可以降低管道的沿程阻力，減少堵管次數(shù)，寬松的布管方式更有利于濕噴混凝土的管道輸送，為礦山濕噴混凝土的管道輸送提供一定的試驗基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)支持。選擇配比水泥∶石子∶砂子=1∶1.5∶2.25、1∶1.7∶2和1∶2∶2