基于流变性能的矿用湿喷混凝土管输减阻及抑尘技术
发布时间：2021-11-05 07:21
湿喷混凝土技术相比干喷或潮喷具有低粉尘、低回弹等优点,但由于湿喷物料属于稠密颗粒流,存在管输阻力大和管道堵塞等泵送难题。在井下复杂狭小的巷道空间内,矿用湿喷技术对喷浆物料的泵送及喷射性能、粉尘控制要求更为严格。本文通过理论分析、试验研究、数值模拟等方法,开展了矿用湿喷混凝土管道输送阻力及抑尘技术研究。首先分析了矿用湿喷混凝土对物料成份及工作性能的特殊要求。利用粒子追踪技术,分析了输送管道中混凝土物料的运动规律,结合力学分析,探讨了润滑层的形成规律及管道输送减阻机理,明确了管壁润滑层的形成对减少管道输送阻力的重要性。从湿式搅拌的源头抑尘技术分析了湿喷工艺中喷射粉尘减少的原因,从优化管尾补风结构提出二次捕获喷射粉尘的概念。建立了矿用湿喷混凝土管道输送及喷射试验平台。分别对泵送前、泵送后（喷射前）、喷射后的湿喷物料进行流变、坍落度、含气量等性能测试,分析了不同物料成份及湿喷行为对新拌混凝土流变性能及工作性能的影响规律。湿喷物料成份对新拌混凝土性能的影响主要由“滚珠效应”及“自由浆体效应”产生。湿喷行为对掺入引气剂的混凝土影响最显著,影响显著性范围最广的是屈服剪切应力。屈服剪切应力与混凝土可泵...
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２湿式混凝土喷射技术示意图??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｗｅｔ－ｍｉｘ?ｓｈｏｔｃｒｅｔｅ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ??
?泥、石子、砂子等）通过管道输送至喷枪位置。同时，水从喷枪水环处进入与干??物料混合，最后喷向受喷面，如图１．１。早期，因为干喷技术具有操作方便、工??艺简单、对施工的空间要求较低、机具造价低、早期强度高等优点，在国内外一??直很流行。但是存在两个明显缺点：一是在喷浆操作手控制加水用量的过程中，??往往出现水量加多或加少的情况导致干喷混凝土的质量很难控制；二是由于干??物料与水混合的距离和时间很短，尤其是水泥与水的混合不足，导致喷射过程??中粉尘污染十分严重。在喷射过程中，干物料与水的混合发生在喷枪内（长度??—般小于０．５ｍ），混合时间在０．０２３－０．０８ｓ，在如此短的时间内，很难混合形成一??份真正的混凝土［５，６］：而且，受到骨料团之间及与受喷面的碰撞、高压气体的剪??切作用，从喷枪中喷出的千性粉尘量能达到总水泥用量的２０％－２５％，喷射产尘??比例占到全部喷浆工艺的８０％［７
山东科技大学博士学位论文?绪论??混拌式喷枪，该结构首先通过多水环结构使水与干拌合料混合，然后经过喷枪??内的搅拌棒撹拌，使得水泥颗粒充分润湿，达到降低粉尘减少回弹的目的，试??验结果表明混拌式喷枪比常规喷枪粉尘浓度下降了?７７％，回弹率减小了?３３％。??另外，在干喷或潮喷过程中，接入的水压要比风压高，从而保证喷头处的水环??能充分润湿高速流过的干拌合料，一般保持水压比风压高０．０５－０．１?ＭＰａ左右。??水?〇??水?？??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于剪切滑移的矿用泵送湿喷混凝土管道压力分布计算[J]. 刘国明,程卫民,李振,于欣. 山东科技大学学报(自然科学版). 2017(06)
[2]新型高效推链式喷浆机在煤矿的应用[J]. 王艳立,刘钦峰,侯典东. 煤矿机械. 2017(09)
[3]骨料裹浆厚度对混凝土流变性能的影响[J]. 焦登武,安晓鹏,史才军,刘豫,李晃,何富强. 硅酸盐学报. 2017(09)
[4]矿用混凝土湿喷机喷嘴的评价指标与流场仿真模拟[J]. 陈连军,刘贤国. 煤炭工程. 2017(04)
[5]水泥水化机理及聚合物外加剂对水泥水化影响的研究进展[J]. 孔祥明,卢子臣,张朝阳. 硅酸盐学报. 2017(02)
[6]中美欧喷射混凝土配合比选择规程对比研究[J]. 肖伟,陈连军,潘刚. 煤炭工程. 2016(11)
[7]预拌混凝土输送管道发生堵塞的原因及防治方法[J]. 乐莹. 甘肃科技. 2016(17)
[8]潮式喷射机控尘关键因素研究及应用[J]. 李定富,梁爱春,王伟黎. 矿业安全与环保. 2016(04)
[9]新型低尘喷浆系统降尘效果研究[J]. 石永奎,武继胜,齐敏华,李鹏瑞. 煤矿安全. 2016(07)
[10]新型推链式混凝土喷射机在赵楼煤矿的革新与应用[J]. 韩青松,雷静. 煤矿现代化. 2016(03)
博士论文
[1]高含气量湿喷混凝土性能与组成设计方法研究[D]. 何文敏.长安大学 2014
[2]浓密膏体管道输送阻力计算方法研究[D]. 高洁.中国矿业大学（北京） 2013
[3]混凝土泵排量实时测量方法研究[D]. 刘会勇.浙江大学 2008
硕士论文
[1]矿用湿式喷射混凝土配合比优化设计及实验研究[D]. 肖伟.山东科技大学 2017
[2]建筑基坑护坡喷射混凝土降尘降弹技术方法的开发[D]. 于天野.长春工程学院 2015
[3]混凝土喷射机喷嘴内混合流体流场均匀度研究[D]. 刘操.中南大学 2013
[4]喷射混凝土支护降尘技术的研究[D]. 程高峰.山东科技大学 2011
[5]管道减阻剂实验评价系统[D]. 张波.山东大学 2010
本文编号：3477340
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２湿式混凝土喷射技术示意图??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｗｅｔ－ｍｉｘ?ｓｈｏｔｃｒｅｔｅ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ??
?泥、石子、砂子等）通过管道输送至喷枪位置。同时，水从喷枪水环处进入与干??物料混合，最后喷向受喷面，如图１．１。早期，因为干喷技术具有操作方便、工??艺简单、对施工的空间要求较低、机具造价低、早期强度高等优点，在国内外一??直很流行。但是存在两个明显缺点：一是在喷浆操作手控制加水用量的过程中，??往往出现水量加多或加少的情况导致干喷混凝土的质量很难控制；二是由于干??物料与水混合的距离和时间很短，尤其是水泥与水的混合不足，导致喷射过程??中粉尘污染十分严重。在喷射过程中，干物料与水的混合发生在喷枪内（长度??—般小于０．５ｍ），混合时间在０．０２３－０．０８ｓ，在如此短的时间内，很难混合形成一??份真正的混凝土［５，６］：而且，受到骨料团之间及与受喷面的碰撞、高压气体的剪??切作用，从喷枪中喷出的千性粉尘量能达到总水泥用量的２０％－２５％，喷射产尘??比例占到全部喷浆工艺的８０％［７
山东科技大学博士学位论文?绪论??混拌式喷枪，该结构首先通过多水环结构使水与干拌合料混合，然后经过喷枪??内的搅拌棒撹拌，使得水泥颗粒充分润湿，达到降低粉尘减少回弹的目的，试??验结果表明混拌式喷枪比常规喷枪粉尘浓度下降了?７７％，回弹率减小了?３３％。??另外，在干喷或潮喷过程中，接入的水压要比风压高，从而保证喷头处的水环??能充分润湿高速流过的干拌合料，一般保持水压比风压高０．０５－０．１?ＭＰａ左右。??水?〇??水?？??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于剪切滑移的矿用泵送湿喷混凝土管道压力分布计算[J]. 刘国明,程卫民,李振,于欣. 山东科技大学学报(自然科学版). 2017(06)
[2]新型高效推链式喷浆机在煤矿的应用[J]. 王艳立,刘钦峰,侯典东. 煤矿机械. 2017(09)
[3]骨料裹浆厚度对混凝土流变性能的影响[J]. 焦登武,安晓鹏,史才军,刘豫,李晃,何富强. 硅酸盐学报. 2017(09)
[4]矿用混凝土湿喷机喷嘴的评价指标与流场仿真模拟[J]. 陈连军,刘贤国. 煤炭工程. 2017(04)
[5]水泥水化机理及聚合物外加剂对水泥水化影响的研究进展[J]. 孔祥明,卢子臣,张朝阳. 硅酸盐学报. 2017(02)
[6]中美欧喷射混凝土配合比选择规程对比研究[J]. 肖伟,陈连军,潘刚. 煤炭工程. 2016(11)
[7]预拌混凝土输送管道发生堵塞的原因及防治方法[J]. 乐莹. 甘肃科技. 2016(17)
[8]潮式喷射机控尘关键因素研究及应用[J]. 李定富,梁爱春,王伟黎. 矿业安全与环保. 2016(04)
[9]新型低尘喷浆系统降尘效果研究[J]. 石永奎,武继胜,齐敏华,李鹏瑞. 煤矿安全. 2016(07)
[10]新型推链式混凝土喷射机在赵楼煤矿的革新与应用[J]. 韩青松,雷静. 煤矿现代化. 2016(03)
博士论文
[1]高含气量湿喷混凝土性能与组成设计方法研究[D]. 何文敏.长安大学 2014
[2]浓密膏体管道输送阻力计算方法研究[D]. 高洁.中国矿业大学（北京） 2013
[3]混凝土泵排量实时测量方法研究[D]. 刘会勇.浙江大学 2008
硕士论文
[1]矿用湿式喷射混凝土配合比优化设计及实验研究[D]. 肖伟.山东科技大学 2017
[2]建筑基坑护坡喷射混凝土降尘降弹技术方法的开发[D]. 于天野.长春工程学院 2015
[3]混凝土喷射机喷嘴内混合流体流场均匀度研究[D]. 刘操.中南大学 2013
[4]喷射混凝土支护降尘技术的研究[D]. 程高峰.山东科技大学 2011
[5]管道减阻剂实验评价系统[D]. 张波.山东大学 2010
本文编号：3477340
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