關(guān)于煤礦大巷刷漿工藝的研究報告

摘要：面對刷漿工藝的空白，通過不懈的努力和反復(fù)的試驗，歷經(jīng)了一系列的改革與創(chuàng)新，最終形成了的一套經(jīng)濟實惠、效果良好、可操作性強且易于推廣的煤礦大巷刷漿工藝，在此，文章主要對該工藝進行介紹。

關(guān)鍵詞：刷漿；工藝；配比；刷漿料

中圖分類號：TD265 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006—8937（2012）23—0171—02

1 研究的背景

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第一百五十五條規(guī)定：開采有煤塵爆炸危險煤層的礦井，必須有預(yù)防和隔絕煤塵爆炸的措施。礦井的兩翼、相鄰的采區(qū)、相鄰的煤層、相鄰的采煤工作面間，煤層掘進巷道同與其相連的巷道間，煤倉同與其相連通的巷道間，采用獨立通風(fēng)并有煤塵爆炸危險的其他地點同與其相連通的巷道間，必須用水棚或巖粉棚隔開。必須及時清除巷道中的浮煤，清掃或沖洗沉積煤塵，定期撒布巖粉；應(yīng)定期對主要大巷刷漿。

大巷刷漿作為綜合粉塵防治的一項重要工作，也是各個生產(chǎn)礦井每年必須進行的一項常規(guī)工作。以本次進行研究工作的亳州煤業(yè)公司所在的淮北礦業(yè)集團公司為例，集團公司對于礦井刷漿的要求是每年必須對成型的主要巷道進行一次大巷刷漿。然而，從我們通過各種渠道收集來的資料來看，這刷漿作業(yè)還并沒形成過一種固定模式的工藝標(biāo)準(zhǔn)，甚至連刷漿使用的刷漿料都不盡然相同，這就迫切需要我們通過試驗，研制出一套經(jīng)濟實惠、操作性強且易于推廣的刷漿工藝出來。本次的研究成果是通過我和全體刷漿工作人員的不懈努力、反復(fù)試驗、研究探討，經(jīng)過一系列的改革與創(chuàng)新，形成的一套普遍適合北方礦井的一種刷漿工藝。

2 研究的意義

對刷漿工藝的研究，其意義不僅僅是為了填補目前煤炭行業(yè)在刷漿工藝上的空白，更是為了提升刷漿的效果，更好地為礦井安全生產(chǎn)服務(wù)。因為好的刷漿效果應(yīng)具有以下幾點好處：

①大巷刷漿是綜合防塵的一項重要指標(biāo)。大巷內(nèi)飄灑的粉塵都比較容易吸附在巷道周壁的表面，我們通過大巷刷漿工作，一方面可以在大巷裸露的巖石或漿皮表面覆蓋一層漿料，去除或掩埋住了其表面上吸附沉積的粉塵，也有效地減少了巖石或漿皮的風(fēng)化。另一方面經(jīng)過刷漿的大巷大多呈白色，這樣便于我們及時地發(fā)現(xiàn)新沉積的粉塵并進行有效的清理。

②大巷刷漿可作為巷道隔熱的一項重要技術(shù)手段。隨著煤礦開采深度不斷增加，地?zé)岬奈：υ絹碓矫黠@。近年來，我國煤礦曾試驗過用聚氨酯泡沫塑料噴涂巖壁，當(dāng)噴涂厚度為10 mm時，能產(chǎn)生較好的隔熱效果；國外有些國家也曾采用聚乙烯泡沫塑料、硬質(zhì)氨基酸泡沫、膨脹珍珠巖等隔熱材料噴涂巖壁，也取得了較好的效果，但這幾種方法都因巷道隔熱費較高，隔熱層的時效性較差，還必須注意防火、防毒等安全問題，未被推廣應(yīng)用。而此處將大巷刷漿和巷道隔熱工作相結(jié)合的做法，一來解決了隔熱層時效性較差的問題，因為一般來說我們每年都需要對大巷進行一次刷漿，二來以石灰粉為主料的刷漿工藝其施工成本相當(dāng)?shù)停€不必考慮防火、防毒的問題。

③大巷刷漿可作為減少巷道摩擦阻力的一項重要工作。由摩擦阻力計算公式h摩=α■Q2可知巷道的摩擦阻力h摩與巷道的摩擦阻力系數(shù)α成正比，而摩擦阻力系數(shù)α是一個與巷道粗糙程度有關(guān)的一個量，通過大巷刷漿可有效地降低巷道周壁的粗糙程度，從而在一定程度上降低大巷的摩擦阻力，大巷摩擦阻力的下降就會降低礦井通風(fēng)的困難程度，礦井通風(fēng)的困難程度的降低一方面可以增加礦井的風(fēng)量，另一方面還可以減少礦井的通風(fēng)成本。

④大巷刷漿還可以美化井下的作業(yè)環(huán)境。經(jīng)過刷漿的巷道面貌煥然一新，銀裝素裹，滿眼盡是雪白的世界，為煤礦井下增添了一道亮麗的風(fēng)景線，也標(biāo)志著煤礦防塵工作上了一個新的臺階。工人們行走在刷漿過后的大巷中時，減少了以往在漆黑巷道中行走時的那份壓抑，平添了一份美麗的心情。

3 刷漿環(huán)節(jié)的研究

3.1 刷漿方案的確定

為了保證此次研究成果的普遍適用性，確保其易于推廣應(yīng)用，我們研討小組專門召開了多次刷漿方案確立的專題討論會，通過對已有資料的分析與研究，特提出以下兩套方案以供討論：

①以風(fēng)包為主要刷漿設(shè)備，以純白色熟石灰為主要刷漿料的刷漿工藝。

②以便攜式噴霧器為主要刷漿設(shè)備，以純白色涂料為主要刷漿料的刷漿工藝。

會議上我們對這兩種工藝做了如下的對比：

①刷漿的效率。風(fēng)包利用壓風(fēng)持續(xù)供壓，其刷漿效率明顯高于手動加壓的噴霧器的刷漿效率。

②刷漿的效果。熟石灰的固掛性能不如涂料，顏色也不如涂料純正。但涂料大多具有比較濃烈的醛類氣味，熟石灰除在噴刷時有微弱堿性會腐蝕勞保用品外，并無其他氣味或毒性，亦無起火隱患。

③刷漿的成本。使用熟石灰為刷漿料的成本遠(yuǎn)低于使用涂料為刷漿料的成本。

經(jīng)過分析對比、共同探討，最終形成如下工藝的決議：刷漿的設(shè)備以風(fēng)包為主，輔以便攜式噴霧器做為補噴區(qū)域的噴刷工具，刷漿料以熟石灰為主料，但在噴刷時按一定的配比混入白色涂料，以增加噴漿的顏色效果。

3.2 刷漿設(shè)備的要求

風(fēng)包是此次刷漿工作最為主要的一個設(shè)備，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

刷漿料在風(fēng)包中混合均勻，再接入壓風(fēng)使刷漿料自風(fēng)包中噴出，達到噴刷的目的。所以對風(fēng)包的要求是：

①風(fēng)包嚴(yán)密不漏風(fēng)。

②風(fēng)包能耐壓1.2 MPa以上。一般而言，礦井壓風(fēng)的風(fēng)壓在0.6～0.8 MPa，安全系數(shù)取1.5，故風(fēng)包的壓力必須保證在1.2 MPa以上。

③風(fēng)包要求安裝底座。為了方便運輸與使用，要求風(fēng)包安裝在礦用平板車上，保證能在煤礦井下軌道上運行。

3.3 刷漿料配比的確定

此次大巷刷漿的刷漿料為熟石灰加涂料，熟石灰和涂料的材質(zhì)和刷漿效果不相同，所以熟石灰和涂料的配比很重要。為了得到即經(jīng)濟實惠又效果良好的配料比，特在井下將不同的配料比的混合涂料在現(xiàn)場實際試用，待得兩天干燥期過后，對不同的配料比的混合涂料的噴刷效果進行對比，在考慮刷漿成本的基礎(chǔ)上，選出最佳的配料比例。經(jīng)過多次的試噴對比，最終確定最適合的配料比例是熟石灰與白色涂料的質(zhì)量比為6：1，同時混合適量的水進行噴刷，此時的刷漿效果最佳，且成本較低。以此次噴刷設(shè)備為例，經(jīng)計算，一罐風(fēng)包的刷漿料用量約為熟石灰300 kg、白色涂料50 kg、水加至將溢（風(fēng)包大小為長1.8 m，直徑800 mm的圓柱形）。

4 刷漿工藝的優(yōu)化

經(jīng)過在亳州煤業(yè)公司第一期工程約2 km巷道的噴刷，我們又發(fā)現(xiàn)了一些新出現(xiàn)的技術(shù)問題，主要包括如下幾條：

①刷過漿的巷道，在刷漿料干化后，其固掛效果不是很理想，易起皮甚至脫落。

②對比其他純涂料的噴刷，刷漿效果仍有待提高。

③風(fēng)包加料后，由于不便攪拌，容易使熟石灰在罐內(nèi)結(jié)塊，不僅容易造成堵塞，十分浪費刷漿材料，還耽擱施工的進度。

針對新出現(xiàn)的問題，我們再度召開技術(shù)研討會，參加的人員包括各相關(guān)技術(shù)人員及班隊長和現(xiàn)場施工的工人代表，集思廣益，經(jīng)幾輪的研討，最終做出了一下整改措施：

①在混合涂料時，適當(dāng)加入許些工業(yè)鹽，利用熟石灰加水產(chǎn)生的熱量，使之與涂料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，強化涂料的固掛效果，同時工業(yè)鹽的加入將會使得刷漿后的巷幫產(chǎn)生晶瑩的折光效果，起到視覺增白的目的。

②嚴(yán)把材料關(guān)，尤其是熟石灰的質(zhì)量，熟石灰內(nèi)所含雜質(zhì)的量直接影響到大巷刷漿的刷漿效果。因此雜質(zhì)多，且色澤不夠純白的一律不得使用。

③根據(jù)新來的熟石灰質(zhì)量適當(dāng)調(diào)整刷漿料的混合配比，主要是成色不好的，雜質(zhì)較多的，適當(dāng)增加白涂料的混入比，力求能噴刷出更好的刷漿效果。

④風(fēng)包改裝，將原設(shè)計的壓風(fēng)入口由頂部改裝至前側(cè)下部。這樣，在通入壓風(fēng)后，壓入的風(fēng)流能起到攪拌熟石灰、涂料和水的作用，能很好地將刷漿料充分混合，減少熟石灰的凝塊現(xiàn)象，從而減少噴槍等出漿口的堵塞，較之以前大大節(jié)省了用料。

⑤噴頭的改進，由于熟石灰必可避免的會留有固體顆粒雜質(zhì)，經(jīng)常容易堵塞噴頭，故改為用一吋鋼管進行粗加工后作為噴射工具。即將一吋鋼管的一頭加工成扁平口，口寬留2～3 mm，這樣既增加了噴漿料的噴射量，加快了施工進度，又減少了噴頭的堵塞。

結(jié)合新出臺的技術(shù)優(yōu)化措施，使用新的施工工藝，亳州煤業(yè)公司的第二期工程的3 km左右巷道的刷漿效果及效率明顯優(yōu)于第一期工程。

5 結(jié) 語

此次刷漿的研究成果在亳州煤業(yè)公司的試用十分成功，得到了礦區(qū)領(lǐng)導(dǎo)及下井工人的一致好評。此次刷漿工藝的研究形成了一套適合于同類氣候條件下的生產(chǎn)礦井的刷漿工藝，此套工藝既經(jīng)濟實惠、效果良好，又具備很好的普遍適用性，易于推廣，為以后北方各礦的大巷刷漿工作的開展奠定了一個良好的基礎(chǔ)。此項研究數(shù)據(jù)來源可靠，研究的成果填補了煤礦井下大巷刷漿工藝的空白，為礦區(qū)的刷漿工作提供了一種有據(jù)可查的刷漿工藝。

參考文獻：

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