李琛
国家能源集团神东煤炭集团上湾煤矿 017209
摘要：煤矿支护结构对于煤矿生产有重要的安全保证作用，在以人为本的社会环境下做好生产安全保障工作尤为重要。从另一方面来说，保证安全才能获得稳定的煤炭产出，获得预期的经济效益。本文混凝土喷射技术为例，介绍了国内外的混凝土喷射机种类、优势，工作原理，应用价值，发展前景等内容。
关键词：混凝土；喷射；技术
引言：混凝土喷射技术在煤矿支护中并不罕见，国内外均有专用的机械设备用于施工，保证了技术应用质量。然而，现今条件下仍有一些不足，还有很大完善空间，所以，应继续加以研究，促进技术不断进步。
1、喷射混凝土理论概述
喷射混凝土是一种施工方法，将水泥、砂子、石子、水以及其他添加剂按照一定比例拌和均匀后，装入高压喷射机，利用空气压力高速喷涂至结构层上，水泥砼硬化后，会在喷面上形成一层强度很高的保护层，即喷射混凝土层。喷射混凝土技术应用广泛，尤其适用于煤矿矿道支护领域，因其操作简便，不仅可以很好地维持灌筑层的形状与强度，保障支护内壁的稳固性，大大提高施工进度，还可以有效减少支护成本，提高煤矿企业综合经济效益。喷射混凝土分为干拌法与湿拌法，其中湿拌法工作效率较高，也易于掌握水灰比，得到了较大范围的应用。湿喷混凝土需要用到湿喷机，湿喷机的性能优劣直接影响着混凝土喷涂质量。因此，在煤矿支护作业中，不仅要引入混凝土湿喷技术，还应合理选用湿喷机，如此才能在保证灌筑层质量的基础上，进一步加快施工进度，为经济效益的提高奠定基础。
2、国外湿喷机的种类及工作原理
随着科学技术的进步，国外的湿式混凝土喷射机种类也相应增多，然而万变不离其宗，就其工作原理而言，总共分为两类：一类是风动型混凝土湿喷机，一类是泵送型混凝土湿喷机，下面予以分类讨论：
2.1 风动型混凝土湿喷机
风动型混凝土湿喷机是以空气为动力，将拌和好较为稀薄的混合料送至喷嘴处，对工作面进行喷涂灌筑的一种机械。这种喷射机有一个喷射罐，一个备料罐，且每个罐底都装置有螺旋输送器，工作时，底部的螺旋输送器可以将拌和好的稀薄混凝土送至喷嘴处，喷射罐内也需要灌满压缩气体，并通过气环引入喷嘴位置，利用压缩空气的快速爆发力将混合料喷出。因备料罐需保持较好的密封性，故装料和清洗都较为费力。
2.2泵送型混凝土湿喷机
泵送型混凝土湿喷机因工作原理不同分为螺杆泵式湿喷机与柱塞泵式湿喷机。螺杆泵式湿喷机工作时，其螺杆与定子套会形成相互啮合状态，从而引起接角空间容积发生变化，这样一来就可以将混凝土输送出去。这种湿喷机是德国UELMAT公司首先研制成功的，但其螺杆与定子套易于磨损，工作效率也较低，故而没有得到大力推广。柱塞泵式混凝土湿喷机的出料口位置布置有高压喷嘴，并引入压缩空气，当柱塞式混凝土泵将混合料泵送至出料口时，就可以借压缩空气之力喷射出去。这种湿喷机以瑞士MEYNADIER公司研发的较为常见，但其体积较大，移动困难，使用起来较为费力。
3、国内湿喷机的种类及工作原理
就目前来说，中国已研发出不少种类的湿式混凝土喷射机，较为常用的有TK一961以及SPZ一6两种型号，下面予以分类说明：
3.1 TK一961型混凝土湿喷机
鉴于铁路工程隧道多，施工时用到湿式混凝土喷射机概率较大，中国铁道科学研究院自主研发出了转子活塞式混凝土湿喷机，也已在渝长高速公路工程中应用并取得非常好的效果。TK一961型混凝土湿喷机是以电动机为主体，通过减速器作用于转子活塞，利用转子活塞的旋转来实现混合料输送。该类型混凝土湿喷机重量轻巧便于移动，工作效率也相应较高，已被国家授予专利。
3.2 SPZ一6型混凝土湿喷机
经过不懈努力，北京矿冶研究总院研发出SPZ一6型混凝土湿喷机，并取得国家专利。该型号混凝土湿喷机是气送转子式混凝土喷射机，工作时，一组活塞运动起来，将拌料推进混合室进行充分搅拌，然后在喷嘴处与加速凝剂混合后，以较高的速度将混合料喷射出去。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆 SPZ一6型混凝土湿喷机运转起来后可以连续工作较长时间而不中断，且排放的含粉尘气体很少，符合环保需求。
4、存在的问题
湿式混凝土喷射机在矿井、隧道工程中有很好的发展前景，但由于技术限制，使用中还有不少问题尚待解决，下面就来一一列举说明：
（1）湿式混凝土喷射机价格较贵，会相应增加煤矿企业资金投入比例；
（2）大部分混凝土湿喷机里添加的速凝剂都是液体速凝剂，然而国内并无生产此种液体速凝剂的厂家，故而需向国外进口，而液体速凝剂本身就价格不菲，在加上关税，每吨价格高达8000元上下，使生产成本进一步增加；
（3）湿式混凝土喷射机属于新型设备，构造较为复杂，需要专业人士进行操控，维修保养工作较难实现；
（4）根据中国国情，人们还要进一步提高环保意识与成本意识，促进湿式混凝土喷射机技术更上一层楼。
随着我国经济发展，煤矿支护技术也需相应提高，才能提高煤矿企业生产效率，满足日益加大的用煤需求。湿式混凝土喷射机在矿道支护作业中前景可观，还需加倍努力，克服以上难题，研制出更加便于操作与维护，且成本较少的湿式混凝土喷射机，为煤矿企业发展保驾护航。
5、煤矿支护作业中混凝土喷射技术的前景展望
5.1混凝土湿喷技术应用价值
（1）维持矿道内壁形状，确保支护作业安全性。在矿道支护施工中，合理选用混凝土喷射技术与湿喷机型号，能够使喷层厚度达到预设标准，增强支护结构抗剪强度，保证矿道支护质量，使采煤作业安全性得到有效提高。
（2）提高经济效益。湿式混凝土喷射技术在降低喷层回弹性方面具有显著效果，进而达到节约混凝土使用量的目的，使煤矿企业综合经济效益得到提高。
（3）提高社会效益。鉴于湿式混凝土喷射技术的操作方法，会使作业场中的粉尘量大大减少，对工作人员身体健康与环境保护非常有利，从而产生一定的社会效益。
5.2发展前景
由以上分析我们得知，在煤矿支护作业中，湿式混凝土喷射技术具有良好的发展前景与应用价值，然而当前人们的环保意识与成本意识都相对较低。因此，在未来一段时间内，随着国民环保意识渐渐苏醒，对煤矿支护作业的质量要求与效率要求都会相应提高，从而使湿式混凝土喷射技术得到更加广泛的应用。另外我国惯常使用的TK-961型与SPZ-6型湿式混凝土喷射机还存在一些不足之处，务必要积极攻克技术难关，提高煤矿支护作业质量与效率。
结语：
我国地形复杂，山区面积大，在隧道工程、煤矿矿道支护以及建筑基坑支护作业中，用到混凝土喷射技术的概率非常大。尤其煤矿支护作业，工作环境严酷，矿道多深入地底，因此，必须针对项目情况，结合当地地质条件，科学选用混凝土喷射技术，使矿道稳定性与安全性得到提升，为煤矿产业的发展提供强有力的后盾。
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作者信息：李琛，男，出生于1989.8，山西大同人，工作单位：国家能源集团神东煤炭集团公司上湾煤矿，邮编017209，职称：助理工程师，2014年毕业于内蒙古科技大学，专业，采矿工程本科
论文作者:李琛
论文发表刊物:《防护工程》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/25
标签：混凝土论文; 喷射机论文; 煤矿论文; 技术论文; 作业论文; 喷嘴论文; 煤炭论文; 《防护工程》2018年第15期论文;