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开丰煤矿巷道表面保护快速薄喷技术研究

摘要：本文以开丰煤矿为工程背景，从复合薄喷材料选择、配方确定、成套设备研发等研究入手，解决了在矿井岩巷喷浆施工过程中，喷浆速度慢、作业人员劳动环境差、材料消耗大、安全隐患多等难题。实现了矿井快速喷浆作业，而且在现场运用该工艺时无粉尘、不回弹。大幅度提高了岩巷掘进速度。射线灯
关键词：岩巷；复合材料；快速薄喷
1 引言
喷射混凝土（煤矿也称喷浆）有着尽快封闭巷道、防止围岩风化、金属网及锚杆锈蚀等特点，使该工艺已成为岩巷掘进施工支护必不可少的一种手段。但喷浆速度慢、材料消耗大、安全隐患多以及现场作业人员劳动环境差等问题也是十分的突出，为解决这一难题，开丰煤矿工程技术人员自主研发了巷道表面保护快速薄喷技术，并在该矿3122轨道巷开展了工程应用实践。并取得了巨大成功。
2 喷涂材料、配方及设备的研发
2.1喷涂原料确定
喷涂材料主要组成见表（2.1）。

2.2喷涂配方确定
配方A
材料：425硅酸盐水泥、液体添加材料A 、水、减水剂、速凝剂等。
比例：水泥:液体添加材料A:水、减水剂、速凝剂＝100:3-8:40-60:2-4:2-4
配方B
材料：425硅酸盐水泥、液体添加材料A 、液体添加材料B、水、减水剂、速凝剂、固体添加材料1、固体添加材料等。
比例：水泥:液体添加材料A：水、减水剂、速凝剂：液体添加材料B：固体添加材料1：固体添加材料2＝100:3-5:50:3:3:2-4:3-10:3-10
电磁屏蔽罩注；配方A是施工工艺的主要配方。配方B主要解决采区巷道顶板(两帮)破碎及巷道淋水环境下的施工。
2.3喷涂成套设备的研发
用于该工艺施工配套的喷涂设备包括快速喷浆材料专用泵和制浆机，与煤矿传统的井

下干式喷浆不同，它属于湿式喷浆。喷射及制浆装置的动力都使用压缩空气，不再需要电力。
3工业性试验
3.1试验方案
试验方案为在原有巷道支护结构之上，采用全断面周边覆盖喷涂，先从一个方向喷一遍，待基本凝固后再从另一方向复喷一遍，顶部根据需要可复喷两次，把岩壁裂隙和金属网四周喷均匀。喷浆时坚持从上向下的顺序进行。
3.2试验参数确定
此次喷涂巷道在3122轨道巷进行，其中20m喷浆按下面配比进行试验，水的比例可根据情况适当调整；剩余的长度按试验确定出的最佳方案。
喷涂试验材料的配方及配比如下：
第一阶段为5m：水泥：水：固强材料：复合材料
平行流冷凝器配合比为 =80:100:5: 5。
第二阶段为5m：水泥：水：固强材料：复合材料
配合比为 =100:100:7.5: 7.5。浓度太稀，薄喷效果不佳。
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第三阶段为5m：水泥：水：固强材料：复合材料
配合比为 =110:100:7.5: 7.5。喷层厚度采用2mm。
3.3 施工设备的选择
喷涂设备采用ZBQ-12/12型气动增压快速喷浆泵，ZJQ-280-Ⅲ型气动制浆机，重量130kg，外形尺寸690×540×940mm，压力6MPa。
3.4施工工艺
（1）提前准备好设备、材料、风水管。
（2）对所喷巷道电缆、管路进行保护，电缆、电缆钩、管路等用塑料布包上。
（3）运料到喷浆地点，调整喷浆设备。
（4）按配比进行搅拌喷浆料，达到喷浆标准要求。
①原材料的称重允许偏差：水泥和各种添加剂均为±2%；
②每桶配合比：
水泥220公斤：水2格（以搅拌桶刻度为准）：复合材料7.5公斤：固强材料7.5公斤。
水泥：水：复合材料：固强材料=110：110：7.5： 7.5。
③混合料的搅拌

喷涂浆液的搅拌采用风动搅拌桶搅拌，为保证配料均匀，在配制过程中必须先加水后加水泥,加水泥时每包逐渐加，加完一包后必须在搅拌均匀后再加下一包进行搅拌；然后加添加剂。搅拌时间以浆液搅匀全部悬浮为准。
（5）按试验方案进行喷浆作业
情趣口香糖 ①喷嘴的喷射角度：当喷嘴严重偏离垂直方向时，喷射水泥基浆液将会在受喷面滚动或不断重迭。喷嘴的喷射角度应尽量与受喷面保持垂直。
②喷嘴距受喷面距离：喷头与受喷面的距离以浆液回弹少、浇捣有力为合宜。这一距离以1.5~2.0米较为适宜。
（6）喷浆后及时清理现场杂物，冲刷设备和管路。
3.5试验效果分析
①由于水泥浆中已没有游离态的水泥粉末，完全消除了喷射过程中的粉尘，改善了工作环境，消除了对工人的健康危害。
②改善了喷射材料的品质，提高了水泥浆液的均匀性。采用该技术时，水灰比可准确控制，同时，回弹量小，配合比较易保持稳定。
③由于成品水泥水分充分，黏稠性好，实现了添加材料的准确计量添加。
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6结语
快速薄喷技术从根本上改变了传统的喷浆支护工艺，使得工艺实施过程中粉尘大幅降低，显著改善了施工工作环境，为施工人员的身体健康提供了有力的保障；薄喷由于搅拌均匀、喷射稳定以及材料构成的改变，使得喷射支护过程易于掌握和控制，有效地降低了施工劳动强度，提高了施工速度（由传统喷射支护的每班组6米左右，提高到60米左右）；薄喷工艺系统适应性强，操作简单，移动灵活，加之材料构成的改变，减少了大量的辅助运输及其它辅助工作量，对缓解矿井井下运输具有实际意义。
该工艺与喷射混凝土技术相比，每平方米喷层可节约材料费和人工费共计41元，开封煤矿每年约有3000米巷道（平均断面约6.1平方米）可采用快速薄喷技术，则可节约成本费用75万元。
参考文献
[1]张少波,吴建生.煤矿薄喷技术的理论与实践[M].南京: 煤炭科学技术出版社, 2017.
[2]张国安，超薄喷射支护技术在开滦矿区的工程应用[M].唐山: 能源技术与管理出版社,2014.
作者简介

李朋志（1988-02-11），男，汉族，籍贯：四川省达州市达县，学历：大专，专业：煤矿开采技术。

本文发布于:2024-09-20 22:24:05，感谢您对本站的认可！

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