液壓轉(zhuǎn)子式遠距離混凝土噴漿機的應用

侯軍民 王海濤 董喜明 平煤神馬集團平寶公司

目前我國煤礦井下大多使用推鏈式混凝土噴射機進行混凝土噴射作業(yè)。噴射機密封單元可靠性差，粉塵大，摩擦件易損更換頻繁，同時噴射距離60-100m左右，很多運輸條件不具備的位置無法噴漿作業(yè)，或靠人工搬運機器和噴漿料作業(yè)，勞動強度非常大。

一、工程應用情況

平寶公司首山一礦己二總回聯(lián)巷設計為錨網(wǎng)噴＋錨索聯(lián)合支護，設計長度232m，通過采用液壓轉(zhuǎn)子式遠距離混凝土噴漿機技術的應用和對比可以看到，液壓轉(zhuǎn)子式遠距離混凝土噴漿機噴漿效率是傳統(tǒng)噴漿機的2-3倍，同時，噴漿距離是傳統(tǒng)噴漿機的6-8倍，此設備的應用大大降低了工人的勞動強度，降低了移動設備的頻率，傳統(tǒng)噴漿機噴射技術50m作用就需要移動一次設備，此巷道在噴漿過程中沒有移動過一次設備，此巷道施工期間耙斗機跟皮帶運輸，施工時不需要鋪設軌道，如專門為噴漿運料鋪設軌道需要投入大量的人力、財力，延長了施工時間，通過此技術的應用避免了鋪設軌道，大大降低了噴漿時間，原計劃30天的噴漿工程只用了12天左右。傳統(tǒng)噴漿機噴射技術現(xiàn)場總是嚴重彌漫著水泥的味道和“伸手不見五指”的環(huán)境，長期從事噴漿工作的人員患矽肺病的概率非常之高，通過此技術的應用現(xiàn)場環(huán)境得到了很好的改善，工人們對此技術的應用贊不絕口。

此巷道施工完畢后，巷道觀感明顯提升，由于此噴漿工藝噴漿料的均勻輸送且出料速度可調(diào)，回彈料基本控制在10%以內(nèi)節(jié)約成本，比傳統(tǒng)工藝回彈物料減少20%以上，作業(yè)過程中由于設備工藝特殊設計的密封結(jié)構(gòu)，噴漿機運轉(zhuǎn)基本不產(chǎn)生粉塵，粉塵濃度≤4mg/m3符合職業(yè)病防治要求，從根本上大大減少了工人患矽肺病至因物，作業(yè)環(huán)境得到了優(yōu)化，礦井對此巷道驗收工程質(zhì)量等級為優(yōu)良。

二、噴射混凝土施工工序

噴射混凝土班：交接班→安全檢查→開工準備→拉中心腰線→噴射混凝土→搞文明生產(chǎn)、灑水養(yǎng)護。

三、安全技術措施

（1）準備工作

1）檢查錨桿安裝和網(wǎng)鋪設是否按設計要求，發(fā)現(xiàn)問題應及時處理。

2）清理噴射現(xiàn)場的雜物，接好風、水管路，輸料管路要平直，不得有急彎，接頭要嚴密，不得漏風，嚴禁將非抗靜電的塑料管做輸料管使用。

3）檢查噴漿機是否完好，并送電空載試運轉(zhuǎn)，緊固好摩擦板，不得出現(xiàn)漏風現(xiàn)象。

4）噴射人員要佩戴齊全有效的勞保用品。

（2）噴射混凝土的工藝要求

1）噴射順序為先墻后拱，從墻基開始自下而上進行，噴槍頭與受噴面應盡量保持垂直。噴槍頭與受噴面的垂直距離以0.8~1.2m為宜。采用人工拌料，水泥、砂、石子應翻拌3遍使其混合均勻。

2）噴射時，加水量憑射手的經(jīng)驗加以控制，最合適的水灰比是0.4~0.5之間。噴射過程中應根據(jù)出料量的變化，及時調(diào)整給水量，保證水灰比準確，要使噴射的濕混凝土無干斑、無流淌、粘著力強、回料少，一次噴射混凝土厚度50~70mm，并要及時復噴，復噴間隔不得超過兩天。否則，應用高壓水重新沖洗后噴面。

（3）噴射工作

1）噴射開始前，應首先在噴射地點鋪上塑料油布或者舊風筒布，以便收集回彈料。噴射結(jié)束后，噴層必須連續(xù)灑水養(yǎng)護28天以上，7天以內(nèi)每班灑水1次，7天以后每天灑水一次。當班噴射工作結(jié)束后，必須卸掉噴頭，清理水環(huán)和噴漿機內(nèi)外所有灰漿或材料。

2）開機時，必須先給水，后開風，再開機，最后上料；停機時，要先停料，后停機，再關水，最后關風。噴射工作開始后，嚴禁將噴頭對準人員。噴射中突然發(fā)生堵塞時，噴射手應緊握噴頭，并將噴口朝下。

（4）噴射質(zhì)量

噴射前必須清洗巖幫、清理雜物，噴射均勻，無裂隙，無“穿裙”“赤腳”。要求各種材料的稱量允許誤差不大于下列數(shù)字：水泥—2%；骨料—5%；速凝劑—5%。應嚴格控制拌合料的靜放時間，否則會使噴層結(jié)構(gòu)疏松，強度降低，回彈率增大。因此，靜放時間不得超過30分鐘，盡量做到隨拌隨用。噴漿時分層噴射，必須保證噴射的厚度、質(zhì)量。噴射混凝土配合比為水泥：砂：石子=1：2：2.3（體積比）。

噴射混凝土用料必須符合質(zhì)量要求及規(guī)定，噴漿使用42.5級水泥，Φ1~5mm青石子，中粗河砂，噴漿料必須攪拌均勻，噴漿時，速凝劑參量為水泥用量的3‰~4‰，在井下噴漿時，用手撒法摻和；現(xiàn)場每25m打一組觀測孔，一組觀測孔至少3個且均勻布置。

四、噴漿機操作規(guī)程

（1）噴射前先檢查井巷掘進斷面規(guī)格尺寸是否符合設計和作業(yè)規(guī)程要求。并應認真 檢查輸管、壓風管及水管是否暢通。

（2）用壓力水沖刷井巷表面的活石、浮矸。

（3）拆除影響噴射作業(yè)的障礙物，對不能拆除的設備要加以保護。

（4）噴射前應先將井巷劃分為區(qū)段，一般為1.5-2m為一區(qū)段，噴射順序按先墻后拱，先凹后凸，自下而上進行。

（5）噴射厚度在100毫米以上時，應分層噴射，第一次噴墻50-70毫米，噴拱30-50毫米，第二次噴射應在第一次噴射達到終凝后進行。

（6）噴射時，噴嘴應盡量垂直受噴面，噴頭按螺旋形軌跡（螺旋圈直徑約300毫米）一圈壓半圈均勻緩慢地移動。噴嘴距受噴面徑常保持在0.8-1.2米。

（7）速凝劑要按規(guī)定的比例隨噴隨摻入攪和料內(nèi)。

（8）噴射使用的各種材料和配合比必須符合作業(yè)規(guī)程的要求。

（9）噴射機距噴射地段較遠時，應有信號聯(lián)系。

（10）作好回彈物的回收和復用的準備工作。

（11）處理堵管時，噴頭前方不得有人。

（12）噴射厚度達到設計要求后，對噴射后的巷道應做到不少于7天的養(yǎng)護。

五、應用效果

（1）噴射距離遠：在壓縮空氣具備一定的壓力和流量下噴射距離可以達到800m，是傳統(tǒng)噴漿距離的6-8倍，減少了移動頻繁移動噴漿設備，減少人工費用的投入。

（2）與傳統(tǒng)噴漿工藝相比，大大減少了人工運輸噴漿物料產(chǎn)生的人工費用。

（3）回彈低：噴漿料的均勻輸送及可調(diào)，回彈料基本控制在10%以內(nèi)節(jié)約成本；

（4）超低粉塵：由于特殊設計的密封結(jié)構(gòu)，噴漿機運轉(zhuǎn)基本不產(chǎn)生粉塵，在易損件壽命范圍內(nèi)機旁粉塵濃度≤4mg/m3，減少了工人產(chǎn)生矽肺病的比例；

（5）無脈沖：由于獨特的噴射喂料結(jié)構(gòu)，噴漿機在管路輸送非常均勻，槍頭噴漿料幾乎無脈沖對于噴漿手勞動強度大幅降低；

（6）噴漿量可調(diào)：由于給料和噴射單元在液壓調(diào)節(jié)下均可以實現(xiàn)快慢可調(diào)。

（7）用于大于100m斜巷、密閉墻、噴漿機不能進入的狹小空間等沒有輔助運輸設備的位置進行噴漿施工，同時由于超遠的噴射距離可以大幅減少移機，對于寬度受限的巷道，可以大幅減少移機工作量，提高掘進速度減少用人。

六、需要改進的問題

巷道光面爆破效果的好壞直接影響了巷道噴漿成型的好壞和噴漿材料的消耗，采用綜掘工藝噴漿效果明顯高于爆破掘進工藝的效果，噴漿用料也明顯低于爆破掘進工藝施工巷道的噴漿用料，故生產(chǎn)中易采用綜掘工藝進行生產(chǎn)。由于此設備技術為新型工藝技術設備，維修技術人員需要進步培養(yǎng)和提高，設備備品備件不足等問題需要及時進行改進提高，通過問題的整改此技術定能更好的服務于礦山安全建設和為工人身心健康提供有力的保障。