湿式喷浆技术在煤矿巷道中的应用

湿式喷浆技术在煤矿巷道中的应用

褚夫贺  

甘肃省平凉市新安煤业公司  甘肃省平凉市  744200

摘要：潮式喷浆工艺在煤矿矿井巷道施工中较为常见，但该工艺的应用过程中会有大量的粉尘产生，且功效相对较差，高劳动强度，与现代煤矿矿井巷道施工作业发展的显示需求不符，因此提出了湿式喷浆技术。本文以某煤矿巷道工程实际对煤矿巷道中湿式喷浆技术的应用进行了相关探讨。

关键词：湿式喷浆技术；煤矿巷道；应用

引言

在矿井日常生产中，井巷开拓是重要的工作内容，巷道掘进及锚网支护技术越来越成熟，但如今潮式喷浆工艺在煤矿巷道中的应用会有大量的粉尘产生，且功效不高、回弹率高、劳动强度高等问题十分明显，对于煤矿综合效益的提升有着重要影响，也对煤矿单位发展带来了一定的制约作业。而湿式喷浆技术在现代煤矿巷道中的应用则可以很好的改善这些问题，湿式喷浆技术也凭借其诸多优势获得了诸多认可，且得到了广泛应用。针对湿式喷浆技术在煤矿巷道中的应用研究有着重要意义。

1.工程概况

某煤矿矿井面积为10.07km2，矿井设计生产能力为100万t/年，矿井采用综合开拓方式，煤矿巷道中平硐巷道为主要形式。该煤矿主平硐施工距离为2560m，有一段采空区需要穿越，如果施工过程中存在支护问题，将会严重威胁到平硐巷道施工安全。在巷道施工过程中，潮式喷浆工艺的应用会产生大量粉尘，且劳动强度大，功效低，还有着很高的回弹率，这对于巷道施工整体效益有着较大影响，再加上整体巷道开拓有着很大的工程量，如果采用潮式喷浆工艺将会影响到矿井作业整体效益的视线，因而提出使用潮式喷浆技术，以确保矿井巷道施工安全，保障矿井整体效益。

2.湿式喷浆技术的主要原理

湿式喷浆技术的应用主要使用专业的湿式喷浆机来实现。一般情况下，湿式喷浆机的组成部分包括混凝土泵、速凝剂泵、电气系统、机械手、搅拌设备等等，整个机器设备系统将两套相对独立的输送系统包含其中，即混凝土输送系统、速凝剂添加系统。其中，混凝土输送系统主要利用混凝土搅拌机进行混凝土的搅拌生产，然后将其传输到料斗中，通过喂料部件进入到气料混合仓库之中，在仓库中与高压空气相混合，进行产生混凝土。此时，混凝土较为稀薄，然后将其送到喷浆机喷口位置，速凝剂添加系统则是对速凝剂配比进行设置，然后调整混凝土流量，速凝剂与高压空气混合，在喷口部位与混凝土混合在一起，喷射混合后的混凝土开展施工工作，进而实现迅速凝合。这种湿式喷浆技术应用过程中，喷射的是成品塑性混凝土，有助于矿井巷道施工作业有序开展。

3.煤矿巷道施工中湿式喷浆技术的施工方案与参数设置

湿式喷浆技术的应用并不只是单纯的减少粉尘、降低回弹率，而是以质量控制为核心进行的一种新型混凝土喷射工艺。为了确保湿式喷浆技术在煤矿巷道中的应用效果，达到预期目标，必须要对施工方案进行合理设计，做好喷射混凝土原材料的优选，合理设计及优化混凝土原材料的配合比，优化湿式喷浆工艺参数，配备完善的施工设备，根据实际情况建设合理的质量控制体系，为施工目标的实现提供助力。在应用湿式喷浆技术的过程中，要做好相应的指标控制工作，具体包括：喷射混凝土质量控制指标，要合理控制混凝土水灰比、平均强度、密实性、黏结强度等，确保巷道施工过程中湿式喷射工艺质量符合相关要求。在施工前，要对巷道情况进行充分考虑，对湿式喷射工艺要求进行分析了解，在巷道施工中合理运用湿式喷射混凝土半机械化作业形式，对混凝土搅拌机、湿喷机、运输罐车等设备进行有效整合，进行矿井巷道混凝土半机械化作业线建设。

在煤矿巷道中应用湿式喷浆技术时，要做好材料参数设置。在该矿井施工中，应用水泥为42.5型号硅酸盐，砂子骨料选择的事具有足够硬度和承载力的粗砂或中砂，骨料细度模数超过2.5，含水率保持在5~7%范围内，含泥量检测结果小于3%，选择耐久性好的石子，一般而言石子粒度为5~15mm，石粉含量低于2%，选择液态形式速凝剂，300~500MPa·s的粘度，掺入量根据实际情况进行适当调整。该煤矿巷道施工过程中，使用的是PS510-H湿喷机，额定工作压力为0.5Mpa，每小时能生产5m3，该机器最大输送垂直距离、水平距离分别为10m、30m，机旁粉尘不超过10mg/m3，回弹率保持在20%以内。

4.煤矿巷道锚杆支护及挂网喷浆施工

为了增强巷道施工的安全性，提出要采用锚喷支护方式做好巷道支护工作。锚喷支护方式具有多样性，锚杆支护、喷射混凝土支护以及喷射混凝土锚杆联合支护等都是典型的支护方式。在该巷道施工中，对地质情况及巷道施工实际情况进行综合考虑，选择采用联合支护方式进行巷道支护，以增强巷道施工安全性。

4.1锚杆支护

在进行巷道锚杆支护时，要深入分析地质情况，为了让地质保持稳定性，可以在稳定岩体上放置锚杆，对悬吊效应进行充分发挥。结合巷道实际情况合理设置锚杆，确保间距的合理性，且能让局部范围内的围岩发挥一定的预应力锚杆作业，让巷道围岩更具稳定性、安全性。

4.2喷射混凝土支护

在进行混凝土喷射支护操作前，为了达到较好的支护效果，可以在巷道中进行挂网设置，通过相应举措来固定，在合理压力条件下喷射掺有速凝剂的混凝土，喷射混凝土与挂网结合在一起，在较短时间内迅速凝结。一般情况下，喷射混凝土支护厚度以5~20cm范围以内最佳，如果混凝土喷层太薄会很难抵抗岩块及裂缝松动，进而导致喷层剥离等情况。如果喷层厚度太厚，则会有较大的支护刚性值，围岩自身承载力将很难发挥。

将湿式喷浆技术应用到煤矿巷道施工中，各项指标的应用效果需要得到保证。在混凝土喷射过程中，一定范围内离散情况很难避免，但其分布规律往往与正态分布曲线相符。在对喷射混凝土强度进行检查的过程中，需要对其平均强度及变异系数进行综合考虑。喷射混凝土使用的是高速射流，射流与其密实度之间的关系较为密切，而混凝土的密实性与喷射混凝土的抗渗性、耐久性有着直接的联系，为了让喷射混凝土密实度符合相关要求，需要对射流速度进行合理设定，进而让混凝土的密实性和整体性能得到保证。

5.总结

潮式喷浆工艺在煤矿巷道中的应用存在诸多问题，整体功效较低影响了矿井整体效益，因而提出了湿式喷浆技术。将湿式喷浆技术应用到煤矿巷道中，不仅可以改善潮式喷浆工艺的诸多问题，还能提高功效，确保矿井整体效益。所以，必须要对湿式喷浆技术在煤矿巷道中的应用更加重视，明确湿式喷浆技术的工作原理，从合理设计施工方案、设置好相关参数、做好锚杆支护及挂网喷浆施工等方面着手，提高湿式喷浆技术在煤矿巷道中的应用水平，促进煤矿行业良好发展。

参考文献

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