濕式噴漿在安徽開(kāi)發(fā)礦業(yè)的應(yīng)用

張大剛，李 磊

（五礦礦業(yè)（邯鄲）礦山工程有限公司，河北 邯鄲 056000）

1 工程概況

安徽開(kāi)發(fā)礦業(yè)李樓鐵礦支護(hù)方式主要為素噴、錨噴、錨網(wǎng)噴支護(hù)。每月噴漿支護(hù)需求為1300m3～1500m3，支護(hù)需求較大。目前，李樓鐵礦噴漿工藝為干式噴漿，采用PZ—7型噴機(jī)，作業(yè)效率為6m3/班，作業(yè)效率較低，如要滿足生產(chǎn)銜接需求，需組織8個(gè)作業(yè)班組進(jìn)行施工，對(duì)生產(chǎn)組織的正常進(jìn)行提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。由于現(xiàn)場(chǎng)噴漿作業(yè)環(huán)境差、時(shí)間長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大，加上沿脈巷及采場(chǎng)延伸造成供風(fēng)困難、通風(fēng)條件差等問(wèn)題，噴漿人員一直在更換，造成井下噴漿支護(hù)嚴(yán)重滯后，既滿足不了當(dāng)期任務(wù)，也難以彌補(bǔ)往期欠賬，目前已經(jīng)直接影響井下采礦均衡持續(xù)生產(chǎn)，支護(hù)工藝改進(jìn)和完善迫在眉睫。

2 濕式噴漿臺(tái)車簡(jiǎn)介

為彌補(bǔ)支護(hù)欠賬，保證掘支平衡，購(gòu)進(jìn)挪曼爾特MF050濕式噴漿臺(tái)車一輛，搭配兩臺(tái)挪曼爾特MF100水泥罐車運(yùn)輸噴漿料。

MF050濕式噴漿臺(tái)車尺寸為：長(zhǎng)*寬*高*（mm）=11700*2000*2550，理論噴射能力為3m3/h～27m3/h，在國(guó)內(nèi)相關(guān)礦山噴射效率達(dá)到了8m3/h～12m3/h。噴射機(jī)械手噴射高度為9.5m，噴射寬度為8m，噴嘴可360°旋轉(zhuǎn)，可滿足李樓鐵礦井下所有規(guī)格巷道的支護(hù)條件。每班配備臺(tái)車操作手1名，放料工1名，罐車司機(jī)2名。

3 濕噴工藝簡(jiǎn)介

濕式噴射混凝土工藝采用預(yù)拌混凝土，將攪拌好的混凝土供給濕噴機(jī)，由濕噴機(jī)提供動(dòng)力把噴漿料通過(guò)管路輸送至噴嘴處。噴嘴附近的壓縮空氣（含有一定比率的外加劑：液體速凝劑）將噴漿混凝土噴涂到受噴面上，達(dá)到良好的噴漿包裹、支護(hù)及時(shí)等效果。

3.1 工藝流程圖

濕噴工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 濕噴工藝流程圖

3.2 材料選用及配合比

濕式噴漿料為拌好的濕料，由水泥罐車運(yùn)送、卸料至噴漿臺(tái)車接料口。主要用料為水、水泥、砂子、石子、外加劑。水泥選用42.5普通水泥或硅酸鹽水泥，用量不小于360kg/m3。最大水膠比不大于0.55。砂子為Ⅱ區(qū)砂，細(xì)度模數(shù)2.5～3.2，石子為連續(xù)級(jí)配的碎石或卵石，公稱粒徑5mm～10mm，最大公稱粒徑不大于12mm。速凝劑以無(wú)堿速凝劑為宜，用量為膠凝材料的4%～7%。考慮到拌好的濕料在運(yùn)輸途中可能會(huì)發(fā)生離析、泌水等情況，適量添加減水劑，以保證其和易性。

3.3 噴射作業(yè)

3.3.1 準(zhǔn)備工作

班組接班后將噴漿臺(tái)車開(kāi)至作業(yè)面，檢撬頂板，清洗巖面，除去巖面的碎塊，以保證噴射質(zhì)量。有明顯滲漏水地段應(yīng)事先做好防排水處理。

3.3.2 噴射工作

噴射開(kāi)始后，保證噴嘴距巖面1m～1.5m為宜，噴射角度盡量垂直于巖面。同時(shí)，注意觀察混凝土與速凝劑的泵速，以保證速凝劑用量的合理。噴射時(shí)自下而上，先墻后拱，噴嘴呈螺旋形轉(zhuǎn)動(dòng)。

3.3.3 清洗工作

噴射結(jié)束后，清洗車輛及輸送管道、噴嘴部位，確保車體內(nèi)沒(méi)有混凝土殘留，影響后續(xù)施工。

3.4 質(zhì)量控制及注意事項(xiàng)

混凝土要有較好的和易性。和易性通常包括流動(dòng)性、粘聚性、保水性三個(gè)方面。流動(dòng)性反映出拌合物的稀稠程度。若混凝土拌合物太干稠，則流動(dòng)性差，回彈率較高且容易發(fā)生堵管。若拌合物過(guò)稀，則流動(dòng)性好，但容易出現(xiàn)分層離析現(xiàn)象，噴射過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)跌漿現(xiàn)象。主要影響因素是混凝土用水量，通過(guò)控制合理的水膠比來(lái)保證其流動(dòng)性。若混凝土拌合物粘聚性不好，則混凝土中集料與水泥漿容易分離，造成混凝土不均勻，主要影響因素是膠砂比。保水性是指在新拌混凝土具有一定的保水能力，在施工過(guò)程中，不致產(chǎn)生嚴(yán)重泌水現(xiàn)象的性能。

4 濕式噴漿與干式噴漿對(duì)比

4.1 支護(hù)效率

干式噴漿使用PZ-7型干式噴漿機(jī)，人工送料作業(yè)效率為6m3/班。MF050濕式噴漿臺(tái)車最大噴射效率可達(dá)27m3/h，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況，平均作業(yè)效率可達(dá)10m3/h，考慮到水泥罐車運(yùn)輸時(shí)間、工作準(zhǔn)備時(shí)間、車輛清洗時(shí)間，作業(yè)效率可達(dá)24m3/班～30m3/班。濕式噴漿效率為干式噴漿的4倍～5倍，大大提高了作業(yè)效率。鑒于目前安徽開(kāi)發(fā)礦業(yè)李樓鐵礦生產(chǎn)銜接緊張、支護(hù)需求較高的現(xiàn)狀，濕式噴漿是解決支護(hù)滯后、提升支護(hù)能力的有效途徑。

4.2 工作安全性

干式噴漿機(jī)人工噴漿施工時(shí)，持噴頭的操作人員需站在未支護(hù)成型的頂板下，特別在圍巖破碎部位，急需臨噴，人員施工存在風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，尤其是塌陷嚴(yán)重超高部位，人工無(wú)法進(jìn)入，噴射高度有限，很難進(jìn)行有效的支護(hù)，支護(hù)進(jìn)度緩慢。

采用臺(tái)車進(jìn)行搶支時(shí)，因噴漿臺(tái)車的噴射高度最高可達(dá)9300mm，噴頭距離工作面近，但操作人員是站在10m以外的地方遙控操作，遠(yuǎn)離了危險(xiǎn)區(qū)，可通過(guò)調(diào)節(jié)噴漿工作臂和噴頭的高度和角度，較容易使得混凝土支護(hù)成形。同時(shí)調(diào)整混合料配比、加快支護(hù)料速凝時(shí)間，等到圍巖穩(wěn)定后再次進(jìn)行永久支護(hù)。保證了施工人員的安全，避免了在支護(hù)時(shí)出現(xiàn)人員的傷害，大大提高施工作業(yè)的安全系數(shù)。

4.3 作業(yè)環(huán)境

濕式噴漿臺(tái)車回彈率低，能有效地降低空氣中粉塵濃度，從而可以大大降低噴漿過(guò)程中灰塵的顆粒，減少巷道中漂浮顆粒污染，改善了工作環(huán)境，保障了職工身體健康。

粉塵濃度對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 粉塵濃度對(duì)比表

4.4 操作與勞動(dòng)強(qiáng)度

濕式噴漿混凝土拌和物在混凝土拌和站按需要的坍落度拌和好，用水泥罐車運(yùn)至噴漿臺(tái)車旁直接注入噴漿臺(tái)車進(jìn)行噴射，輔助工只需按動(dòng)按鈕就可以將拌合物送至噴漿臺(tái)車接料口，勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。噴射手在噴頭處無(wú)需再加水，操作簡(jiǎn)單，且混凝土容易得到保證。

4.5 工程質(zhì)量及成本

噴漿效果對(duì)比見(jiàn)表2。

表2 噴漿效果對(duì)比表

濕式噴漿的拌料由水泥罐車運(yùn)輸并直接卸料至噴漿臺(tái)車接料口，不存在材料浪費(fèi)情況，可有效控制工程成本。噴漿料為商混站按標(biāo)準(zhǔn)配合比配制，投入使用前均進(jìn)行了坍落度、試塊強(qiáng)度的檢測(cè)，可以保證工程質(zhì)量?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試噴射后的混凝土均勻性好，密實(shí)度好，強(qiáng)度高。

4.6 經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

經(jīng)濟(jì)性對(duì)比見(jiàn)表3。

表3 經(jīng)濟(jì)性對(duì)比表

每立方噴漿成本，濕式噴漿較干式噴漿低435元，按每年噴漿10000m3計(jì)算，每年可節(jié)約成本435萬(wàn)元。如果加上物料的回彈浪費(fèi)，節(jié)約的更多，需要進(jìn)一步對(duì)經(jīng)濟(jì)性詳細(xì)研究與分析。

5 結(jié)語(yǔ)

濕式噴漿已被國(guó)家列入第三批煤礦禁用設(shè)備，自2012年1月27日起正式禁用。說(shuō)明濕噴工藝代替干噴工藝是混凝土技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。而通過(guò)上述濕式噴漿與干式噴漿工藝的對(duì)比可以得出：濕式噴漿相比干式噴漿在地下礦山施工中具有作業(yè)安全、環(huán)境粉塵低、節(jié)省物料、物料拌和均勻、性能穩(wěn)定、工程質(zhì)量高等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此，推廣使用濕式噴漿是行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，也是企業(yè)發(fā)展的必然。