开丰煤矿巷道表面保护快速薄喷技术研究.docx

    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2mm3.3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6MPa3.4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=110：110：7.5：7.5③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.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。