等離子噴射工藝

等離子噴涂設(shè)備主要包括噴涂槍、送粉機(jī)構(gòu)、整流電路、供氣系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)及控制系統(tǒng)。噴槍實(shí)際上是等離子弧發(fā)生器，它產(chǎn)生等離子射流并將嘖涂粉末送人射流中，噴槍的結(jié)構(gòu)將決定噴涂工藝參數(shù)的合理選擇和噴涂過(guò)程中的穩(wěn)定性，送粉機(jī)構(gòu)由貯放裝置和定量供粉裝置組成。

整流電源一般選擇具有陡降電壓-電流曲線的直流電壓。它的外特性、動(dòng)特性及供電參數(shù)都應(yīng)滿足產(chǎn)生穩(wěn)定等離子弧的要求。控制系統(tǒng)包括水、電、粉的調(diào)節(jié)控制和噴涂過(guò)程的自動(dòng)控制。

噴射混凝土的工藝流程中：主要是供料、壓氣、供水、供電四大系統(tǒng)；四大系統(tǒng)齊備，才能進(jìn)行噴射混凝土操作。但是工作氣壓多大合適，噴頭噴射的方向以及噴頭距受?chē)妵鷰r表面距離多少才能有效地作業(yè)，一次噴層厚度多大為合理，初噴與復(fù)噴的間隔時(shí)間多長(zhǎng)為適宜，以及噴層與錨桿、金屬網(wǎng)的關(guān)系等，都需要科學(xué)、合理、實(shí)用的工藝參數(shù)。工藝參數(shù)合理，才能保證噴射混凝土的質(zhì)量和施工進(jìn)度，從而有效地發(fā)揮其應(yīng)有的支護(hù)作用。

1.工作壓力

工作壓力是指噴射混凝土正常施工時(shí)，噴射機(jī)工作罐時(shí)或轉(zhuǎn)子體內(nèi)的壓氣壓力。噴射混凝土是靠壓縮空氣來(lái)輸送混合料的，因此，正確掌握氣壓是十分重要的。氣壓掌握是否適當(dāng)，對(duì)于減少噴射混凝土的回彈，降低粉塵，保證噴射混凝土質(zhì)量，防止輸送管路堵塞等都有很大影響。

控制氣壓，為了控制粉塵和回彈，大都采用低氣壓。一般來(lái)說(shuō)，水平輸送距離30~50m，噴射機(jī)的供氣壓力保持在0.12~0.18MPa是適當(dāng)?shù)暮陀行У摹?

進(jìn)料管內(nèi)徑為50mm時(shí)，噴射機(jī)的工作氣壓可參照下列經(jīng)驗(yàn)公式確定：

水平輸料，輸料管長(zhǎng)度在200m以內(nèi)， 向上垂直輸料時(shí)，要求工作氣壓比水平輸料時(shí)大，每增加設(shè)計(jì)10m，約增加工作氣壓0.02~0.03 MPa。

當(dāng)然，在噴射混凝土施工過(guò)程中，噴射機(jī)司機(jī)應(yīng)與噴射手密切配合，根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整噴射機(jī)的工作壓力。

2.水壓

為了保證噴頭處加水通過(guò)水環(huán)能使氣流迅速通過(guò)的混凝土混合料充分濕潤(rùn)，一般水壓應(yīng)比氣壓高0.1MPa左右。采用雙水環(huán)比單水環(huán)的效果好一些。應(yīng)當(dāng)采用專用水箱，裝上壓力表，操作人員調(diào)節(jié)噴頭水環(huán)上的水閥來(lái)控制水壓。

3.水灰比

掌握合理的水灰比對(duì)于減少回彈、降低粉塵和保證噴射混凝土有直接關(guān)系?；旌狭霞铀兂苫炷潦窃趪婎^處水環(huán)供水瞬間實(shí)現(xiàn)的，理論上最合適的水灰比是0.4~0.5。但實(shí)際操作中全靠噴射手的經(jīng)驗(yàn)加以控制，及時(shí)調(diào)整。主要靠目測(cè)，而不能實(shí)測(cè)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，如果新噴射的混凝土易粘著，回彈量少，噴層表面有一定的光澤，說(shuō)明水灰比是合適的。如果噴射時(shí)出現(xiàn)干斑，粉塵飛揚(yáng)，回彈量大，噴層表面無(wú)光澤，說(shuō)明水灰比偏低，應(yīng)適當(dāng)增加水量。如果噴射時(shí)表面塑性大，出現(xiàn)流淌現(xiàn)象，則說(shuō)明水灰比偏高，應(yīng)適當(dāng)減少水量。

4.噴頭方向

當(dāng)噴頭噴射方向（即噴射料束方向）與受?chē)娒妫▏鷰r表面）垂直，并略向剛噴射的部位傾斜時(shí)，回彈量最小。這時(shí)因噴射方向與受?chē)娒娲怪睍r(shí)，粗骨料遇巖面或混凝土層碰撞后總有一部分按垂直的相反方向彈回，這時(shí)彈回物受到噴射料束的約束，抵消了部分回彈的能量，有利于嵌入砂漿或混凝土層中。而噴頭噴射方向略微向剛噴部位傾斜，則可使噴出的料束有相當(dāng)部分直接沖入粘塑狀態(tài)的混凝土中，而避免一部分骨料與巖面直接碰撞而增大回彈量。因此，除噴巷幫側(cè)墻下部時(shí)，噴頭的噴射角度可下俯10°~15°外，其他頂板及兩幫噴射混凝土?xí)r，要求噴頭的噴射基本上垂直于圍巖受?chē)娒妗?

5.噴頭與受?chē)娒娴木嚯x

噴頭與受?chē)娒孀罴丫嚯x是根據(jù)噴射混凝土強(qiáng)度最高和回彈最小來(lái)確定的，最大限度約為800~1000mm。一般在輸料距離30~50m，供氣壓力0.12~0.18MPa，最佳噴距噴幫300~500mm，噴頂450~600mm。如果距離過(guò)小，粗骨料噴射時(shí)所受空氣阻力很小，而噴射動(dòng)能很大，增大了回彈；如果距離過(guò)大，粗骨料噴射時(shí)所受空氣阻力過(guò)大，相應(yīng)的噴射動(dòng)能減小而無(wú)法嵌入混凝土，而且有可能出現(xiàn)料束擴(kuò)散較大，使回彈量有所增加。

6.一次噴射厚度

混凝土混合料從噴頭噴出后，圍巖表面立即粘結(jié)一層噴射混凝土。如果不移開(kāi)噴頭而連續(xù)在一處噴射，粘結(jié)的混凝土層會(huì)愈粘愈厚，直至混凝土支持不住本身的重量，就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)裂，甚至脫落，影響混凝土的粘結(jié)力與凝聚力。如噴頭移動(dòng)過(guò)快，地巖面上只留下薄薄一層砂漿，而大部分骨料彈回。等薄層硬結(jié)后再噴第二層，相當(dāng)于又向巖面噴射，勢(shì)必增加回彈率，影響效率。因此，一次噴射混凝土應(yīng)有一定的厚度，其厚度主要根據(jù)巖性、圍巖應(yīng)力，裂隙、巷道規(guī)格尺寸，及其他形式支護(hù)（如錨桿）的配合情況來(lái)確定。過(guò)厚、過(guò)薄均不利。一般一次噴射混凝土的厚度：摻速凝劑水平噴100mm，向上噴射60mm；不摻速凝劑水平噴射70mm，向上噴射40mm。

7.噴射層間的間隔時(shí)間

因設(shè)計(jì)要求噴射混凝土很厚，或圍巖部凹穴很深，噴射混凝土厚度往往超過(guò)一次噴射所能達(dá)到的厚度，要進(jìn)行二次或多次復(fù)噴，其間隔時(shí)間，應(yīng)當(dāng)是噴射混凝土終凝后，且產(chǎn)生一定強(qiáng)度，能經(jīng)受下次噴射流束的沖擊而不至損壞。合理的間隔時(shí)間與水泥品種、速凝劑摻量、環(huán)境溫度、水灰比大小、施工方法、支護(hù)性能等有密切關(guān)系。實(shí)際操作時(shí)，可根據(jù)具體情況和施工組織設(shè)計(jì)或作業(yè)規(guī)程的要求掌握 。