薄喷技术在井巷施工中的应用论文_文斌

薄喷技术在井巷施工中的应用论文_文斌

四川达竹煤电(集团)公司柏林煤矿 四川达州 635117

摘要:湿式薄喷工艺技术是一项特殊喷浆支护工艺,湿薄喷工艺技术就是按照专用配方配好原材料和水通过专用的机械设备将砼料先搅拌混合均匀后形成湿砼料,再由高压注射泵直接高压喷射湿砼料粘附在巷道壁上的工艺技术。

关键词:湿式薄喷;应用;推广

1、前言

近几年来,随着锚杆支护技术的发展应用,井巷掘进基本上都采用的是锚杆、钢筋梯配合金属网支护的形式;对于巷道围岩破碎带,大多采用普通的喷射混凝土或砂浆来封闭巷道,从而解决围岩风化及锚杆金属网锈蚀问题。但喷射混凝土存在以下问题:一是喷射混凝土时,回弹物较多,增大了巷道的支护成本;二是喷射速度较慢,降低了工作效率,增加工人的劳动强度;三是喷射施工现场粉尘浓度大,影响职工的身心健康;四是所喷射混凝土在受采动压力影响后,容易离层脱落从而影响安全使用。为此,迫切需要寻找一种既能保证巷道封闭效果,又能克服喷射混凝土缺点的一种新的喷浆工艺来取代喷射混凝土。

2、矿井井项工程支护现状

近几年来,随着锚杆支护技术的发展应用,井巷工程都采用的是锚索+锚杆+钢筋梯+锚网进行支护。对于巷道围岩破碎带,大多采用普通的喷射混凝土或砂浆来封闭巷道,从而解决围岩风化以及金属锚杆网锈蚀等问题。在锚喷支护中,传统工艺采用的是以喷射混凝土为主。但是,喷射混凝土随着服务年限时间的增加以及受采动压力的影响,易出现离层脱落,并导致巷道表面岩层逐渐风化,围岩强度日趋降低。为此,迫切需要寻找一种既能保证巷道封闭效果,又能克服喷射混凝土缺点的一种新的喷浆工艺来取代喷射混凝土。本文对施工巷道中采用新型薄喷技术的情况作一简单介绍。

3、薄喷工艺技术的应用

3.1 湿薄喷工艺技术

薄喷工艺技术就是按专用配方配好原材料和水通过专用的机械设备将砼料先搅拌混合均匀后形成湿砼料,再由高压注射泵直接高压喷射湿砼料粘附在巷道壁上的工艺技术。

3.2 薄喷工艺技术的主要优点

3.2.1 由于湿砼料中已没有游离态的水泥粉末,从根本上解决了粉尘问题,改善了职工的作业环境,为职工的身心健康提供了保障。

3.2.2 使用薄喷工艺技术时,配合比可以准确控制,提高了水泥浆液的均匀性。

3.2.3 准确添加复合材料和固强材料材并搅拌均匀,确保水泥浆液粘稠性好,喷射回弹量小。

3.2.4 提高了工作效率,降低了支护费用,减小了工人的劳动强度。喷射速度快,由传统喷射技术支护的每班组8m左右提高到30m左右;每米降低成本近77.3元左右。

3.2.5 喷层粘结力强,涂层收缩较小,具有良好的抗裂和变形性能。

3.2.6 喷层均匀、封堵完整,对瓦斯透过煤壁的渗出具有良好的控制作用。

3.3 喷涂工艺过程

3.3.1 喷嘴操作

3.3.1.1 喷嘴的喷射角度应尽量与受喷面保持垂直。

3.3.1.2 喷嘴距受喷面距离以1.2~1.5m较为适宜,确保浆液回弹量少。

4.新型湿式薄喷设备、生产工艺及喷涂工艺过程简介

4..1 喷涂材料及配方

4.1.1 水、水泥(425#)、固强材料、复合材料。

4.1.2 配方:水泥:复合材料(硅粉:减水剂:速凝剂的混合物):水:固强材料(SD-588纳m苯西乳液)=100:8.75:40:7.5。

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每桶配合比:水2格(以搅拌桶刻度为准)、水泥220公斤、固强材料15公斤(半桶)、复合材料17.5公斤(半袋)。

4.2.薄喷技术湿砼料的特性

4.2.1 掺加了微硅粉这一超细粉粒入混凝土其可以充分地分散,填充在水泥颗粒的空隙之间,使浆体更为致密,尤其是对水泥水化后生成的Ca(OH)2有较强的吸收力,形成发育良好的硅酸钙凝胶,提高混凝土强度。

4.2.2 添加了速凝剂,混凝土凝结快,粘度大,回弹量小,并且湿薄喷工艺可以对添加量进行有效控制并使混凝土混合均匀,满足混凝土密实性和强度的要求。

4.2.3 复合材料和固强材料搅拌后砼料喷涂在井巷壁上凝固后光滑不沾手。可以使混凝土在保持坍落度相同的条件下,可节约10-15%水泥,并能提高砼的抗渗、抗冻性、耐久性等。

4.3 喷涂设备

喷浆泵(高压气动注浆泵ZBQ-12/12)、ZJQ-280-Ⅲ型气动制浆机、喷头、高压胶管(38mm,视注浆泵而定)。

4.4 动力来源

ZBQ-12/12型气动喷浆泵采用井下现有的压缩空气作为动力。

4.5 适合范围

在易燃、易爆、温差变化大以及有淋水等恶劣条件下,均可采用环保型快速喷浆复合材料、水泥等混合成的浆液进行喷浆封闭。

4.6 现场实施

在薄喷期间,每班喷射前施工队对巷道顶帮进行危岩的刁放,破碎的锚网进行连接、锚网未接顶的补打锚杆,尽量让锚网接顶、工作区域的矸渣清理、巷道的电缆、管路等附属设施进行遮挡,对巷道采取冲尘清洗。然后再进行配料试喷,配料时先加水,再加水泥,加固强材料,再加复合材料。在加料期间应匀速向搅拌桶内加注材料,待所有材料加注完毕后,搅拌6分钟左右,待搅拌出来成为糊状即可开始喷射。喷射结束后应及时清理现场杂物,用清水冲刷搅拌桶、注浆泵及管路。薄喷期间,由生产科在现场跟班,对设备的使用情况及材料配比等相关工作进行了技术指导。

5、薄喷注意事项

5.1 检查薄喷机是否完好,使用前,必须对薄喷机用清水清冼一次。

5.2 薄喷前,必须用清水对巷道顶、帮冲洗干净,以保证薄喷效果符合要求。

5.3 每桶配合比:水2格(以搅拌桶刻度为准)、水泥220公斤、固强材料15公斤(半桶)、复合材料17.5公斤(半袋)。

5.4 为保证配料均匀,在配制过程中必须先加水后,再加水泥,加完一包后必须在搅拌均匀后再加下一包水泥进行搅拌。

5.5 喷射时,喷头距喷射面保持在1.2~1.5m左右,以减少回弹料;喷射厚度以1~2mm为宜。对节理较为发育段应进行复喷2~3次。

5.6 每桶料用完后,必须采用清水对喷射管路和加压泵进行清洗干净,防止喷射管路堵塞。

5.7 为了减少设备搬运时间,喷射管路的长度以30m为宜。

6、效果效益

采用该技术,能够达到设计支护效果,施工中解决了粉尘问题,改善了职工的作业环境,通过控制配合比提高水泥浆液的均匀性,喷射回弹量小。喷层粘结力强,涂层收缩较小,具有良好的抗裂和变形性能。喷层均匀、封堵完整,对瓦斯透过煤壁的渗出具有良好的控制作用。

参考文献:

[1]姜玉松.巷道支护前言技术及其发展方向盘.

[2]康红普,王金华,林健.煤矿巷道支护技术的研究应用.

[3]尉永帮.超大断面巷道的支护实践【J】.应用技术 2006(3):77-78

作者简介:文斌,四川达竹煤电(集团)公司柏林煤矿,采矿高级工程师,邮编:635117。

论文作者:文斌

论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期

论文发表时间:2018/12/17

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