煤礦用泵送式混凝土濕噴機的應用研究

摘要：混凝土濕噴機可以從根本上解決工人作業(yè)環(huán)境差、粉塵濃度高、砼強度不易控制等問題。泵送式濕噴機相對于轉子式濕噴機：泵送壓力高，輸送距離遠；輸送排量大，綜合工效高，易損件壽命長。然而受煤礦井下環(huán)境的限制，這項噴漿工藝尚未得到廣泛應用，但是它代表了煤礦噴漿工藝下一步的發(fā)展方向。

關鍵詞：粉塵濃度；回彈率；噴射量；輸送距離

中圖分類號：TD40 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）01-0096-02

1 概況

煤礦在掘進煤巷和開拓巖巷巷道施工過程中，多采用錨噴支護，這是一種主動支護的支護方法，它是通過錨桿和噴射混凝土與圍巖共同形成一個承載結構，可有效地限制圍巖變形的自由發(fā)展，調整圍巖的應力分布，防止巖體松散墜落，從而達到維護巷道安全的目的。目前我國噴射混凝土施工普遍采用干噴和潮噴，該施工工藝主要有以下缺點：（1）噴漿材料現(xiàn)場攪拌，造成作業(yè)現(xiàn)場粉塵污染，影響井下安全生產，容易使工人患塵肺病，危害極大。（2）噴漿材料粘聚性差，落地回彈料多達30%～50%，嚴重影響噴漿質量。（3）噴漿機密封太差，混料時粉塵大；噴漿材料混合時配比不易掌握，工人操作隨意性較大，影響材料性能的發(fā)揮；作業(yè)現(xiàn)場粉塵大，致使噴漿手無法看清受噴面。為了解決這些問題，我礦不斷地探索研究、改進噴漿工藝。2012年我礦有關領導外出考察調研，最終引進了HSPM08/07-15型煤礦用泵送式混凝土濕噴機，在我礦進行應用研究。

2 研究過程

設備使用前，將濕噴機及有關設備運至使用現(xiàn)場，并且對其進行組裝及調試。調試設備的同時，組織人員進行操作培訓。在此期間，廠家專業(yè)技術人員來我礦指導，參與了設備的安裝調試和培訓。安裝調試的過程中出現(xiàn)過設備部分部件不適合使用環(huán)境和不能正常運轉等問題，在廠家技術人員的幫助下，所有問題在一周的時間內得以解決。在初期使用的過程中，由于人員操作上不熟練、設備運轉不夠穩(wěn)定以及供電、供風、供水等因素影響，造成經(jīng)常堵塞管路。在設備正常使用后，由于煤礦井下條件的限制，設備不能夠連續(xù)作業(yè)，達不到理想的經(jīng)濟效益。該濕噴機與我礦現(xiàn)用的干式噴漿機性能對比如表1所示：

表1 泵送式濕噴機與干式噴漿機主要性能對比

項目名稱 泵送式濕噴機 干式噴漿機

最大理論噴射量 8m3/h 5m3/h

粉塵濃度 <10mg/m3 >20mg/m3

回彈率 平均<20% 平均>30%

最大理論輸送距離輸送距離 水平240m 水平200m

垂直130m 垂直30m

經(jīng)過將近兩個月的使用研究，由于設備使用要求太高，施工隊伍難以在短期內達到要求，煤礦井下條件的限制以及設備本身存在的問題，造成噴漿的效果達不到理論數(shù)值，實際情況如表2所示：

表2 泵送式濕噴機實際噴漿性能

項目名稱 性能數(shù)值 備注

實際噴射量 6m3/h

粉塵濃度 5mg/m3

回彈率 20% 速凝劑是淮南化工生產的。

實際輸送距離 水平120m 未加入泵送劑的情況下，距離過120m，太容易堵管子。

泵送劑：能改善混凝土拌合物泵送性能的外加劑。所謂泵送性能，就是混凝土拌合物具有能順利通過輸送管道、不阻塞、不離析、粘塑性良好的性能。

該濕噴機存在的問題如下：

容易堵管子和機器，處理堵塞過程比較費時間，一般不低于1小時，輸送距離越長越費時間。發(fā)生如下情況都會造成堵塞：（1）機器運轉時停電，停電時間超過半小時，機器內和管子內料部分會凝結，造成堵塞。（2）機器運轉時停水，機器和管內的料無法輸出，如果時間超過半小時，就會造成堵塞。（3）機器運轉時停風，不能繼續(xù)進行噴漿作業(yè)，機器和管內的料要及時清理掉，不然時間長，會堵塞，這樣造成的浪費太大。（4）長距離噴漿，超過120m時（未加入泵送劑），所需要的輸送壓力過大，容易堵塞。（5）機器內S型彎管內的料，清洗時不易清洗干凈，留料凝固，造成堵塞。

噴漿作業(yè)時需要的人員至少9人，而干式噴漿作業(yè)時需要的人員為6人。

噴漿作業(yè)條件要求高：（1）保證連續(xù)作業(yè)，不然每次作業(yè)結束后要進行清洗，清洗時間不少于半小時。有足夠拌好的料和充足的人員，才能夠連續(xù)作業(yè)。（2）保證供電、供水和供風。（3）要求操作人員能夠很好的把握住水灰比，骨料過干容易堵管子。（4）液態(tài)速凝劑質量要

保證。

設備以下四處還需要改進：（1）料斗的篩網(wǎng)處下料速度慢。（2）操作手把容易被誤碰到，攪拌處易傷人。（3）液壓站處應封閉好，防止液壓管路脫落時，高壓油傷人。（4）機器內S型彎管處不易清洗干凈。

3 研究結論

通過現(xiàn)場使用研究，我們初步可以得出這臺噴漿機能夠解決現(xiàn)場噴漿時存在的粉塵、回彈、效率等難題，且解決了轉子式濕噴機輸送距離短的問題，因此它是一種較為先進的新型噴漿工藝，但其對噴漿材料的配合比、水灰比、液態(tài)速凝劑、泵送劑及供電、供水、風壓等現(xiàn)場條件和操作人員都有嚴格的要求。

用泵送式濕噴機噴漿時，由于水灰比能夠控制，混凝土水化程度高，故可大大改善噴射混凝土的品質，提高混凝土的勻質性，而干噴時，混凝土的水灰比是由噴射手根據(jù)經(jīng)驗及肉眼觀察來進行調節(jié)，混凝土的品質在很大程度土取決于機手操作正確與否。通過對比，干式噴漿工藝已經(jīng)過時，不能滿足安全生產需要，而且危害很大，而濕式噴漿工藝從根本上解決了危害工人健康的不利因素，所以濕式噴漿工藝替代干式噴漿工藝是必然趨勢。

4 泵送式濕噴機的遠景

由于國人的環(huán)保意識有待提高以及煤礦井下環(huán)境的限制，同時由于采用泵送式濕式噴射混凝土作業(yè)時，設備投資較高，設備操作和維修要求有一定的技術水平。因此泵送式濕噴混凝土的施工成本高于干噴混凝土的施工成本，使泵送式濕式噴射混凝土技術在國內的推廣受到一定程度的限制。但是，從施工的整體效益上來看，泵送式濕噴噴漿工藝比任何形式的干噴噴漿和轉子濕噴噴漿工藝又具有明顯的優(yōu)勢。今后，隨著人們環(huán)保意識的加強、施工技術水平的提高以及對噴射混凝土施工質量要求的提高，泵送式濕式噴射混凝土技術必將逐步取代其他噴射混凝土

技術。

泵送式濕噴機整個噴漿工藝還需要不斷探索研究及將現(xiàn)有的噴漿設備進行改造完善，且煤礦企業(yè)要建立相應的專業(yè)化隊伍，使得這項新型噴漿工藝才能夠在煤礦巷道工程中得到推廣。

作者簡介：詹鳳濤（1982—），男（滿族），遼寧開原人，淮南礦業(yè)集團潘三礦生產準備隊副隊長，研究方向：機電運輸。endprint

摘要：混凝土濕噴機可以從根本上解決工人作業(yè)環(huán)境差、粉塵濃度高、砼強度不易控制等問題。泵送式濕噴機相對于轉子式濕噴機：泵送壓力高，輸送距離遠；輸送排量大，綜合工效高，易損件壽命長。然而受煤礦井下環(huán)境的限制，這項噴漿工藝尚未得到廣泛應用，但是它代表了煤礦噴漿工藝下一步的發(fā)展方向。

關鍵詞：粉塵濃度；回彈率；噴射量；輸送距離

中圖分類號：TD40 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）01-0096-02

1 概況

煤礦在掘進煤巷和開拓巖巷巷道施工過程中，多采用錨噴支護，這是一種主動支護的支護方法，它是通過錨桿和噴射混凝土與圍巖共同形成一個承載結構，可有效地限制圍巖變形的自由發(fā)展，調整圍巖的應力分布，防止巖體松散墜落，從而達到維護巷道安全的目的。目前我國噴射混凝土施工普遍采用干噴和潮噴，該施工工藝主要有以下缺點：（1）噴漿材料現(xiàn)場攪拌，造成作業(yè)現(xiàn)場粉塵污染，影響井下安全生產，容易使工人患塵肺病，危害極大。（2）噴漿材料粘聚性差，落地回彈料多達30%～50%，嚴重影響噴漿質量。（3）噴漿機密封太差，混料時粉塵大；噴漿材料混合時配比不易掌握，工人操作隨意性較大，影響材料性能的發(fā)揮；作業(yè)現(xiàn)場粉塵大，致使噴漿手無法看清受噴面。為了解決這些問題，我礦不斷地探索研究、改進噴漿工藝。2012年我礦有關領導外出考察調研，最終引進了HSPM08/07-15型煤礦用泵送式混凝土濕噴機，在我礦進行應用研究。

2 研究過程

設備使用前，將濕噴機及有關設備運至使用現(xiàn)場，并且對其進行組裝及調試。調試設備的同時，組織人員進行操作培訓。在此期間，廠家專業(yè)技術人員來我礦指導，參與了設備的安裝調試和培訓。安裝調試的過程中出現(xiàn)過設備部分部件不適合使用環(huán)境和不能正常運轉等問題，在廠家技術人員的幫助下，所有問題在一周的時間內得以解決。在初期使用的過程中，由于人員操作上不熟練、設備運轉不夠穩(wěn)定以及供電、供風、供水等因素影響，造成經(jīng)常堵塞管路。在設備正常使用后，由于煤礦井下條件的限制，設備不能夠連續(xù)作業(yè)，達不到理想的經(jīng)濟效益。該濕噴機與我礦現(xiàn)用的干式噴漿機性能對比如表1所示：

表1 泵送式濕噴機與干式噴漿機主要性能對比

項目名稱 泵送式濕噴機 干式噴漿機

最大理論噴射量 8m3/h 5m3/h

粉塵濃度 <10mg/m3 >20mg/m3

回彈率 平均<20% 平均>30%

最大理論輸送距離輸送距離 水平240m 水平200m

垂直130m 垂直30m

經(jīng)過將近兩個月的使用研究，由于設備使用要求太高，施工隊伍難以在短期內達到要求，煤礦井下條件的限制以及設備本身存在的問題，造成噴漿的效果達不到理論數(shù)值，實際情況如表2所示：

表2 泵送式濕噴機實際噴漿性能

項目名稱 性能數(shù)值 備注

實際噴射量 6m3/h

粉塵濃度 5mg/m3

回彈率 20% 速凝劑是淮南化工生產的。

實際輸送距離 水平120m 未加入泵送劑的情況下，距離過120m，太容易堵管子。

泵送劑：能改善混凝土拌合物泵送性能的外加劑。所謂泵送性能，就是混凝土拌合物具有能順利通過輸送管道、不阻塞、不離析、粘塑性良好的性能。

該濕噴機存在的問題如下：

容易堵管子和機器，處理堵塞過程比較費時間，一般不低于1小時，輸送距離越長越費時間。發(fā)生如下情況都會造成堵塞：（1）機器運轉時停電，停電時間超過半小時，機器內和管子內料部分會凝結，造成堵塞。（2）機器運轉時停水，機器和管內的料無法輸出，如果時間超過半小時，就會造成堵塞。（3）機器運轉時停風，不能繼續(xù)進行噴漿作業(yè)，機器和管內的料要及時清理掉，不然時間長，會堵塞，這樣造成的浪費太大。（4）長距離噴漿，超過120m時（未加入泵送劑），所需要的輸送壓力過大，容易堵塞。（5）機器內S型彎管內的料，清洗時不易清洗干凈，留料凝固，造成堵塞。

噴漿作業(yè)時需要的人員至少9人，而干式噴漿作業(yè)時需要的人員為6人。

噴漿作業(yè)條件要求高：（1）保證連續(xù)作業(yè)，不然每次作業(yè)結束后要進行清洗，清洗時間不少于半小時。有足夠拌好的料和充足的人員，才能夠連續(xù)作業(yè)。（2）保證供電、供水和供風。（3）要求操作人員能夠很好的把握住水灰比，骨料過干容易堵管子。（4）液態(tài)速凝劑質量要

保證。

設備以下四處還需要改進：（1）料斗的篩網(wǎng)處下料速度慢。（2）操作手把容易被誤碰到，攪拌處易傷人。（3）液壓站處應封閉好，防止液壓管路脫落時，高壓油傷人。（4）機器內S型彎管處不易清洗干凈。

3 研究結論

通過現(xiàn)場使用研究，我們初步可以得出這臺噴漿機能夠解決現(xiàn)場噴漿時存在的粉塵、回彈、效率等難題，且解決了轉子式濕噴機輸送距離短的問題，因此它是一種較為先進的新型噴漿工藝，但其對噴漿材料的配合比、水灰比、液態(tài)速凝劑、泵送劑及供電、供水、風壓等現(xiàn)場條件和操作人員都有嚴格的要求。

用泵送式濕噴機噴漿時，由于水灰比能夠控制，混凝土水化程度高，故可大大改善噴射混凝土的品質，提高混凝土的勻質性，而干噴時，混凝土的水灰比是由噴射手根據(jù)經(jīng)驗及肉眼觀察來進行調節(jié)，混凝土的品質在很大程度土取決于機手操作正確與否。通過對比，干式噴漿工藝已經(jīng)過時，不能滿足安全生產需要，而且危害很大，而濕式噴漿工藝從根本上解決了危害工人健康的不利因素，所以濕式噴漿工藝替代干式噴漿工藝是必然趨勢。

4 泵送式濕噴機的遠景

由于國人的環(huán)保意識有待提高以及煤礦井下環(huán)境的限制，同時由于采用泵送式濕式噴射混凝土作業(yè)時，設備投資較高，設備操作和維修要求有一定的技術水平。因此泵送式濕噴混凝土的施工成本高于干噴混凝土的施工成本，使泵送式濕式噴射混凝土技術在國內的推廣受到一定程度的限制。但是，從施工的整體效益上來看，泵送式濕噴噴漿工藝比任何形式的干噴噴漿和轉子濕噴噴漿工藝又具有明顯的優(yōu)勢。今后，隨著人們環(huán)保意識的加強、施工技術水平的提高以及對噴射混凝土施工質量要求的提高，泵送式濕式噴射混凝土技術必將逐步取代其他噴射混凝土

技術。

泵送式濕噴機整個噴漿工藝還需要不斷探索研究及將現(xiàn)有的噴漿設備進行改造完善，且煤礦企業(yè)要建立相應的專業(yè)化隊伍，使得這項新型噴漿工藝才能夠在煤礦巷道工程中得到推廣。

作者簡介：詹鳳濤（1982—），男（滿族），遼寧開原人，淮南礦業(yè)集團潘三礦生產準備隊副隊長，研究方向：機電運輸。endprint

摘要：混凝土濕噴機可以從根本上解決工人作業(yè)環(huán)境差、粉塵濃度高、砼強度不易控制等問題。泵送式濕噴機相對于轉子式濕噴機：泵送壓力高，輸送距離遠；輸送排量大，綜合工效高，易損件壽命長。然而受煤礦井下環(huán)境的限制，這項噴漿工藝尚未得到廣泛應用，但是它代表了煤礦噴漿工藝下一步的發(fā)展方向。

關鍵詞：粉塵濃度；回彈率；噴射量；輸送距離

中圖分類號：TD40 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）01-0096-02

1 概況

煤礦在掘進煤巷和開拓巖巷巷道施工過程中，多采用錨噴支護，這是一種主動支護的支護方法，它是通過錨桿和噴射混凝土與圍巖共同形成一個承載結構，可有效地限制圍巖變形的自由發(fā)展，調整圍巖的應力分布，防止巖體松散墜落，從而達到維護巷道安全的目的。目前我國噴射混凝土施工普遍采用干噴和潮噴，該施工工藝主要有以下缺點：（1）噴漿材料現(xiàn)場攪拌，造成作業(yè)現(xiàn)場粉塵污染，影響井下安全生產，容易使工人患塵肺病，危害極大。（2）噴漿材料粘聚性差，落地回彈料多達30%～50%，嚴重影響噴漿質量。（3）噴漿機密封太差，混料時粉塵大；噴漿材料混合時配比不易掌握，工人操作隨意性較大，影響材料性能的發(fā)揮；作業(yè)現(xiàn)場粉塵大，致使噴漿手無法看清受噴面。為了解決這些問題，我礦不斷地探索研究、改進噴漿工藝。2012年我礦有關領導外出考察調研，最終引進了HSPM08/07-15型煤礦用泵送式混凝土濕噴機，在我礦進行應用研究。

2 研究過程

設備使用前，將濕噴機及有關設備運至使用現(xiàn)場，并且對其進行組裝及調試。調試設備的同時，組織人員進行操作培訓。在此期間，廠家專業(yè)技術人員來我礦指導，參與了設備的安裝調試和培訓。安裝調試的過程中出現(xiàn)過設備部分部件不適合使用環(huán)境和不能正常運轉等問題，在廠家技術人員的幫助下，所有問題在一周的時間內得以解決。在初期使用的過程中，由于人員操作上不熟練、設備運轉不夠穩(wěn)定以及供電、供風、供水等因素影響，造成經(jīng)常堵塞管路。在設備正常使用后，由于煤礦井下條件的限制，設備不能夠連續(xù)作業(yè)，達不到理想的經(jīng)濟效益。該濕噴機與我礦現(xiàn)用的干式噴漿機性能對比如表1所示：

表1 泵送式濕噴機與干式噴漿機主要性能對比

項目名稱 泵送式濕噴機 干式噴漿機

最大理論噴射量 8m3/h 5m3/h

粉塵濃度 <10mg/m3 >20mg/m3

回彈率 平均<20% 平均>30%

最大理論輸送距離輸送距離 水平240m 水平200m

垂直130m 垂直30m

經(jīng)過將近兩個月的使用研究，由于設備使用要求太高，施工隊伍難以在短期內達到要求，煤礦井下條件的限制以及設備本身存在的問題，造成噴漿的效果達不到理論數(shù)值，實際情況如表2所示：

表2 泵送式濕噴機實際噴漿性能

項目名稱 性能數(shù)值 備注

實際噴射量 6m3/h

粉塵濃度 5mg/m3

回彈率 20% 速凝劑是淮南化工生產的。

實際輸送距離 水平120m 未加入泵送劑的情況下，距離過120m，太容易堵管子。

泵送劑：能改善混凝土拌合物泵送性能的外加劑。所謂泵送性能，就是混凝土拌合物具有能順利通過輸送管道、不阻塞、不離析、粘塑性良好的性能。

該濕噴機存在的問題如下：

容易堵管子和機器，處理堵塞過程比較費時間，一般不低于1小時，輸送距離越長越費時間。發(fā)生如下情況都會造成堵塞：（1）機器運轉時停電，停電時間超過半小時，機器內和管子內料部分會凝結，造成堵塞。（2）機器運轉時停水，機器和管內的料無法輸出，如果時間超過半小時，就會造成堵塞。（3）機器運轉時停風，不能繼續(xù)進行噴漿作業(yè)，機器和管內的料要及時清理掉，不然時間長，會堵塞，這樣造成的浪費太大。（4）長距離噴漿，超過120m時（未加入泵送劑），所需要的輸送壓力過大，容易堵塞。（5）機器內S型彎管內的料，清洗時不易清洗干凈，留料凝固，造成堵塞。

噴漿作業(yè)時需要的人員至少9人，而干式噴漿作業(yè)時需要的人員為6人。

噴漿作業(yè)條件要求高：（1）保證連續(xù)作業(yè)，不然每次作業(yè)結束后要進行清洗，清洗時間不少于半小時。有足夠拌好的料和充足的人員，才能夠連續(xù)作業(yè)。（2）保證供電、供水和供風。（3）要求操作人員能夠很好的把握住水灰比，骨料過干容易堵管子。（4）液態(tài)速凝劑質量要

保證。

設備以下四處還需要改進：（1）料斗的篩網(wǎng)處下料速度慢。（2）操作手把容易被誤碰到，攪拌處易傷人。（3）液壓站處應封閉好，防止液壓管路脫落時，高壓油傷人。（4）機器內S型彎管處不易清洗干凈。

3 研究結論

通過現(xiàn)場使用研究，我們初步可以得出這臺噴漿機能夠解決現(xiàn)場噴漿時存在的粉塵、回彈、效率等難題，且解決了轉子式濕噴機輸送距離短的問題，因此它是一種較為先進的新型噴漿工藝，但其對噴漿材料的配合比、水灰比、液態(tài)速凝劑、泵送劑及供電、供水、風壓等現(xiàn)場條件和操作人員都有嚴格的要求。

用泵送式濕噴機噴漿時，由于水灰比能夠控制，混凝土水化程度高，故可大大改善噴射混凝土的品質，提高混凝土的勻質性，而干噴時，混凝土的水灰比是由噴射手根據(jù)經(jīng)驗及肉眼觀察來進行調節(jié)，混凝土的品質在很大程度土取決于機手操作正確與否。通過對比，干式噴漿工藝已經(jīng)過時，不能滿足安全生產需要，而且危害很大，而濕式噴漿工藝從根本上解決了危害工人健康的不利因素，所以濕式噴漿工藝替代干式噴漿工藝是必然趨勢。

4 泵送式濕噴機的遠景

由于國人的環(huán)保意識有待提高以及煤礦井下環(huán)境的限制，同時由于采用泵送式濕式噴射混凝土作業(yè)時，設備投資較高，設備操作和維修要求有一定的技術水平。因此泵送式濕噴混凝土的施工成本高于干噴混凝土的施工成本，使泵送式濕式噴射混凝土技術在國內的推廣受到一定程度的限制。但是，從施工的整體效益上來看，泵送式濕噴噴漿工藝比任何形式的干噴噴漿和轉子濕噴噴漿工藝又具有明顯的優(yōu)勢。今后，隨著人們環(huán)保意識的加強、施工技術水平的提高以及對噴射混凝土施工質量要求的提高，泵送式濕式噴射混凝土技術必將逐步取代其他噴射混凝土

技術。

泵送式濕噴機整個噴漿工藝還需要不斷探索研究及將現(xiàn)有的噴漿設備進行改造完善，且煤礦企業(yè)要建立相應的專業(yè)化隊伍，使得這項新型噴漿工藝才能夠在煤礦巷道工程中得到推廣。

作者簡介：詹鳳濤（1982—），男（滿族），遼寧開原人，淮南礦業(yè)集團潘三礦生產準備隊副隊長，研究方向：機電運輸。endprint