降低錨噴巷道噴射混凝土回彈率的措施

王上飛 孟獻歌 苗良磊

摘要：?巷道支護形式中錨噴支護是一種成本較低而施工效率較高的支護方式，它已經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用在井巷開拓掘進施工中，而最大限度地降低噴射混凝土回彈率，是保證錨噴支護的質(zhì)量和低成本的主要手段。此外，降低錨噴巷道噴射混凝土回彈率對于井巷的文明衛(wèi)生及職工個人的身體健康也尤為重要。河南能源化工集團城郊煤礦采取了一系列的措施來降低錨噴巷道噴射混凝土的回彈率，取得了比較好的效果。

關(guān)鍵詞：降低;錨噴巷道;回彈率

1.影響噴射混凝土回彈率的因素與現(xiàn)狀分析

1.1?風(fēng)壓、水壓控制不好，噴射距離過大或過小;

1.2?噴射順序不合理;

1.3?一次噴射厚度過大，未分層噴射（噴射分層過多不在此列）;

1.4?外加劑添加不規(guī)范、不均勻;

1.5?噴射手責(zé)任心不強或操作不熟練;

1.6?地面混合料配比不合理或不均勻;

1.7?井下水泥摻拌不均勻;

1.8?巷道成型不規(guī)整，受噴面凸凹不平。

1.9?影響回彈率的其它因素。

2.降低噴射混凝土回彈率的措施及理論分析

2.1?混凝土配合比和外加劑用量要符合要求[1]，摻拌均勻

（1）砂石粒徑符合要求。砂為中粗砂，細度模數(shù)不大于2.5（粒徑0.25-1.5mm），石子粒徑5-15mm。

（2）降低石子配比和增加速凝劑用量可在一定程度上降低回彈率，但對混凝土強度有影響，因此必須嚴格控制。重量配合比一般取水泥：砂：石子=1：2：2，石子用量可降低為1.5-2。如有條件，噴射巷幫與拱頂時，可分別配料，幫部配合比=1：2.5：2，拱頂配合比=1：2：1.5。

（3）速凝劑用量一般為水泥用量的2%-5%，可增加混凝土的塑性與粘性，但用量不宜超過5%，否則會降低混凝土的后期強度。

（4）水泥與混合料的摻拌、速凝劑的加入量等均必須均勻。提倡地面使用攪拌機配料，井下使用攪拌機拌料。井下人工拌料時，摻拌不少于2遍。

（5）速凝劑加入要均勻，要將一袋速凝劑均勻摻入一車混合料中。

2.2?合理控制水壓與水量，充分濕潤拌合料

水灰比一般取0.4-0.45，水壓要比風(fēng)壓高0.05-0.1MPa，以保證噴頭處的水環(huán)能充分濕潤高速流過的拌合料。由于噴射工藝過程無法定量加水，只能靠噴漿手的經(jīng)驗操作。水量不足，揚塵大，噴層表面出現(xiàn)干斑，回彈率大;水量大，噴層容易產(chǎn)生滑移、墜落或流淌。

2.3?風(fēng)壓與輸料管長度相適應(yīng)，降低管道效應(yīng)

（1）風(fēng)壓一般控制在0.2-0.4MPa。風(fēng)壓過小，噴射速度慢，射搗無力，石子不易嵌入灰漿而發(fā)生回彈，還易堵管;風(fēng)壓過大，噴射速度快，噴漿料對巖面的沖擊力大，也易發(fā)生回彈。

（2）要正確區(qū)分噴漿機工作風(fēng)壓與噴頭工作風(fēng)壓。噴頭工作風(fēng)壓與管路損失風(fēng)壓之和等于噴漿機工作風(fēng)壓。理想的噴頭工作風(fēng)壓，料束集中，混合料不產(chǎn)生分離現(xiàn)象，料束沖擊力適宜，反射現(xiàn)象小，粉塵濃度與回彈率低。理想的噴頭工作風(fēng)壓以0.06-0.08MPa為宜。

（3）管路的風(fēng)壓損失與管路鋪設(shè)及連接質(zhì)量、管路輸料距離、管壁光滑度等因素造有關(guān)。在管路一定的條件下，管路鋪設(shè)要平直、接頭要嚴密，以降低風(fēng)壓損失;另外，鋼管比膠管管壁光滑，輸料順暢，風(fēng)壓損失小。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2吋鋼管的百米風(fēng)壓損失如下：

上山16.5°?0.26-0.28?MPa??????下山16.5°?0.15-0.17?MPa

上山24°???0.41-0.44?MPa?????下山24°???0.13-0.15?MPa

平巷???????0.18-0.21MPa

（4）輸料距離不宜過遠，否則管道效應(yīng)增大?；旌狭显陲L(fēng)壓輸送過程中，雖然顆粒重量差異大，但所受的作用力相同，因而，水泥、砂子、石子在管道內(nèi)活動的范圍和狀態(tài)不一樣，通常水泥在管道上部做懸浮運動，砂子在管道中部做半懸浮運動，石子則在管道下部做滾動運動，這樣就將原來攪拌均勻的混合干料重新分離開。管路越長，風(fēng)壓對混合干料產(chǎn)生的作用力時間也越長，混合干料分離現(xiàn)象也就越嚴重，這種現(xiàn)象稱之為“管道效應(yīng)”。為降低回彈率，要根據(jù)施工條件選擇合適的輸料距離，以減少“管道效應(yīng)”。

（5）合理的風(fēng)壓和輸料管長度，不易堵管，噴射速度快，回彈小。實踐證明，定期前移噴漿機，保持輸料管長度在20-30m左右，控制好風(fēng)壓，能有效降低回彈率。

2.4?噴射手的責(zé)任心與操作水平是影響噴射混凝土回彈率的關(guān)鍵

（1）噴頭與受噴面距離以0.8-1.0m為宜，噴頭距受噴面距離較大時，從噴頭出來的料束面積大，混合料按顆粒重量產(chǎn)生分離運動，水泥和砂子沿直線運動，石子沿拋物線運動，遇巖壁后反彈落下，粉塵濃度與回彈率均提高。

噴射角度盡量垂直受噴面，最小不低于75°。

巷道高度大于3m（如噴巷頂）時，可搭設(shè)工作臺，保證噴頭距受噴面的距離及角度符合要求。

（2）噴頭由下而上呈螺旋軌跡移動，軌跡直徑200～300mm，一圈壓半圈，以降低管道效應(yīng)。

（3）控制一次噴射厚度。頂部可三次成巷，一次噴厚30-40mm，累計噴厚80-100mm;幫部可兩次成巷，一次噴厚40-50mm，累計噴厚80-100mm。

2.5?嚴抓光面爆破，提高巷道成型，減少受噴面的凸凹不平能有效降低噴射混凝土回彈率

參考文獻：

[1]張應(yīng)力.現(xiàn)代混凝土配合比設(shè)計手冊[M].北京：人民交通出版社，2002.

作者簡介：王上飛（1991-），男，河南商丘人，助理工程師，2012年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)（徐州），現(xiàn)從事煤礦技術(shù)管理工作。