SPRAYMEC1050濕噴臺車在銅礦峪礦的應(yīng)用

張文聰

（北方銅業(yè)股份有限公司銅礦峪礦，山西 運(yùn)城 043700）

0 引言

噴射混凝土是指將混凝土混合料通過噴漿機(jī)（臺車），利用高壓風(fēng)、輸送管路噴射到需要支護(hù)或維護(hù)的作業(yè)面，滿足現(xiàn)場安全維護(hù)和施工設(shè)計的要求。它主要應(yīng)用于銅礦峪礦新老工藝的開拓和采準(zhǔn)巷道支護(hù)、斗穿修理、塌落區(qū)域臨時性或永久性的支護(hù)、維修工作。該礦目前使用的混凝土噴漿機(jī)有干噴機(jī)和濕噴機(jī)2種類型，其中干噴機(jī)包括PC7、PC5和69式3種型號，濕噴機(jī)型號為SPRAYMEC 1050 WPC。該文將從原材料的把控與運(yùn)輸、臺車作業(yè)效率與維護(hù)保養(yǎng)等方面分析SPRAYMEC 1050 WPC濕噴臺車在該礦的應(yīng)用成效。

1 干噴法與濕噴法的比較

在工程施工拌合混凝土過程中，干噴法不加水，形成的是固態(tài)混合物料，而濕噴法必須按照配合比加水，形成的是流體混合物。由于2種工藝形成的混合物料不同，所以運(yùn)輸方式也是不同的。干噴混合物料的運(yùn)輸相對容易，翻斗車即可，而濕噴混合物料需要用混凝土輸送泵車運(yùn)輸。干噴和濕噴需要的速凝劑是不一樣的，干噴法用的是固體速凝劑，濕噴則是用液體速凝劑，相對而言濕噴工藝的速凝劑價格貴。另外濕噴法的工時比干噴短，但是濕噴臺車的操作的技術(shù)要求較高，不然會出現(xiàn)類似堵管的現(xiàn)象。濕噴法雖然用的速凝劑價格昂貴，但是因其工、料、機(jī)綜合消耗少，兩者的經(jīng)濟(jì)成本大致相同[1]。干噴法與濕噴法特性對比表見表1。濕噴法替代傳統(tǒng)干噴法是噴砼技術(shù)的發(fā)展。干噴法的缺陷是勞動強(qiáng)度大、工效低、回彈量大、粉塵多以及耐久性差。而濕噴法正好克服這些缺點，回彈量要小得多，且工效大大提高。另外從環(huán)保和健康方面講，粉塵小有利于現(xiàn)場作業(yè)人員的身體健康。但因濕噴法施工中的質(zhì)量控制的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還不很成熟，且對現(xiàn)場管理要求更為嚴(yán)格，所以提升濕噴臺的工作效率需要從多方面著手，統(tǒng)籌兼顧，有序推進(jìn)。

表1 干噴法與濕噴法特性對比表

2 濕噴料拌合設(shè)計中需要考慮的因素

拌合料塌落度宜為18 cm～22 cm，擴(kuò)散度宜為50cm～55cm。必須考慮速凝劑可能會降低混凝土漿的最終抗壓強(qiáng)度。所以需要使用較多的黏合劑（水泥），至少360kg/m3～400kg/m3。高水泥含量會導(dǎo)致收縮率提高，因此骨料部分應(yīng)至少占總量的60%～65%（體積百分比）。正?；炷恋乃冶葢?yīng)小于0.45；水灰比過高會提高收縮率，降低速凝劑的效率。而水灰比過低則會導(dǎo)致回彈率升高，縮短增塑劑有效工作時間，從而出現(xiàn)噴射問題。經(jīng)過反復(fù)試驗，銅礦峪礦C20濕噴砼理論配合比為水泥∶水∶砂子∶減水劑∶速凝劑=440∶210∶1665∶3.1∶26。在施工環(huán)境良好的情況，使用無堿速凝劑可保證混凝土強(qiáng)度，使混凝土強(qiáng)度隨齡期正常發(fā)展，混凝土出現(xiàn)裂縫的概率也更低，建筑物外觀完整性也更持久[2-3]。

3 原材料質(zhì)量的把控

不同原材料按要按照適當(dāng)?shù)谋壤旌?。銅礦峪礦井下C20濕噴料所用原材料有中條山集團(tuán)有限責(zé)任公司水泥廠產(chǎn)P.C42.5復(fù)合硅酸鹽水泥、山西中博水洗砂廠產(chǎn)水洗砂以及河南鞏義市宏超建材有限公司產(chǎn)液態(tài)速凝劑和減水劑。

據(jù)礦供應(yīng)部相關(guān)人員反應(yīng)，原材料中水洗砂質(zhì)量不太穩(wěn)定，送至礦生產(chǎn)技術(shù)部實驗室檢驗也常有砂子級配不合理等結(jié)果。據(jù)濕噴臺車技術(shù)手冊要求，合理的砂子級配曲線區(qū)間如圖1所示。

圖1 砂子顆粒級配曲線圖

不合理的級配會導(dǎo)致濕噴拌合料流動性差、易離析等，從而造成現(xiàn)場濕噴臺車頻繁堵管、效率降低等現(xiàn)象的出現(xiàn)。因此對于砂子質(zhì)量的把控尤為重要，為此，礦生產(chǎn)技術(shù)部和供應(yīng)部的相關(guān)技術(shù)人員每日跟蹤水洗砂顆粒級配、含泥量等指標(biāo)，是否適宜，做到每批必檢每日必檢，確保砂子質(zhì)量過關(guān)后方可投入使用。不合格產(chǎn)品嚴(yán)禁投入使用，檢測不合格則立即退貨，若多次出現(xiàn)送檢合格抽檢不合格的現(xiàn)象則停止使用該廠水洗砂作為濕噴拌合料原材料。

4 濕噴臺車作業(yè)維修班次安排

銅礦峪礦二期工程掘進(jìn)、深孔、出礦等生產(chǎn)作業(yè)都在如火如荼地進(jìn)行，井下巷道各種車輛同時運(yùn)行，隨時可能出現(xiàn)多隊交叉作業(yè)等，某種程度上也是影響濕噴拌合料運(yùn)輸作業(yè)的一個隱蔽因素。結(jié)合濕噴臺車在該礦運(yùn)行多年，濕噴臺車部分零部件年久失修、缺少原廠進(jìn)口備件等因素，制定一個合理、高效、細(xì)致的濕噴作業(yè)計劃尤為重要。

圖2為近三年SPRAYMEC 1050 WPC濕噴臺車故障班數(shù)與正常班數(shù)統(tǒng)計分析圖表（故障包括設(shè)備故障、環(huán)境故障及其他客觀影響因素）。

圖2 濕噴臺車故障分析圖表

從圖中可以非常直觀地看出濕噴臺車自2015年投入該礦使用以來，綜合故障率逐年攀升，不僅造成設(shè)備維修保養(yǎng)成本居高不下，而且還影響了臺車作業(yè)效率。因此該礦堅持在每周大爆破時間進(jìn)行臺車周檢對臺車進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，同時利用月末停產(chǎn)時間進(jìn)行大修大檢，再結(jié)合班前檢查保養(yǎng)，大大提升臺車維保時間。制度自2020年下半年實施后，綜合故障率有所降低。

5 提高濕噴臺車操作人員的技術(shù)培訓(xùn)

濕噴作業(yè)人員須經(jīng)崗前培訓(xùn)，培訓(xùn)分為理論培訓(xùn)（21課時）和實操培訓(xùn)（30課時），培訓(xùn)合格后方可上崗。其中至關(guān)重要的一些操作要領(lǐng)如下。1）巖面清洗。應(yīng)使用壓縮空氣與水混合清洗巖面，這有利于增加黏結(jié)強(qiáng)度，降低掉塊風(fēng)險，減少現(xiàn)場粉塵應(yīng)從上向下清洗巖面，對受到排煙或其他污染的巖面，先用去油污劑進(jìn)行處理，再清洗含有黏土、粉砂、沙石或其他松散材料的巖面，清洗時應(yīng)減少水的用量，在某些極端條件下，不用水只用壓縮空氣清理巖面。噴漿之前必須確保巖面濕潤。2）噴射要求。要保持噴嘴與巖面垂直，噴嘴與巖面之間的距離應(yīng)為1 m～2 m，噴漿角度和距離不當(dāng)會對噴漿效果產(chǎn)生明顯的負(fù)面影響，如密實度和強(qiáng)度較差等，而且將明顯增加回彈率。噴射角度和距離對回彈影響如圖3所示。噴射角度：噴射時，噴頭應(yīng)保持與受噴面垂直。噴射交角過小將增加混凝土的回彈率，降低噴射密實度；垂直于巖面噴射時，連續(xù)的混凝土“稀薄流”對反彈物有二次嵌入的作用，可以降低回彈率，增加一次噴射厚度。噴射距離：由于濕噴要求的風(fēng)壓較大，如果噴頭距受噴面太近，高壓風(fēng)會將剛“附著”在受噴面上的混凝土吹掉，使混凝土的回彈量增大。3）堵管處理。發(fā)生堵管則壓力表升高并達(dá)到最大壓力，通過觀察泵壓力表如何達(dá)到200bar的壓力來判斷堵管位置。反泵并切斷風(fēng)源，檢查氣壓是否降到接近0bar，以此判斷堵管位置在噴頭之前還是在噴漿軟管中。若堵管發(fā)生在變徑管中，則反泵清除變徑管中的拌合料，切勿嘗試使用猛力。若噴頭發(fā)生堵塞，卸風(fēng)壓洗噴頭除掉所有速凝劑和拌合料。

6 建立礦級掛牌督辦項目組進(jìn)行綜合管理

針對濕噴作業(yè)涉及部門多、管理難度大等特點，該礦建立濕噴作業(yè)綜合管理組并通過濕噴作業(yè)微信群實時跟蹤監(jiān)管。礦各部室須明確其職責(zé)，厘清責(zé)任、加強(qiáng)管理、嚴(yán)格考核，確保濕噴臺車作業(yè)效率和支護(hù)質(zhì)量。

濕噴群內(nèi)由當(dāng)班攪拌站班長及時拍照發(fā)布每車濕噴拌合料狀態(tài)，井下作業(yè)人員及時匯報當(dāng)班作業(yè)詳情，礦長、分管副礦長、相關(guān)部室部長及技術(shù)人員在做好本職工作的同時密切關(guān)注群內(nèi)狀況，發(fā)現(xiàn)問題及時跟進(jìn)、解決處理，確保各項工作穩(wěn)步推進(jìn)、順利開展。

7 結(jié)語

SPRAYMEC 1050 WPC電液驅(qū)動濕噴臺車自2015年在銅礦峪礦投入使用以來，已經(jīng)積累了相當(dāng)豐富的施工管理經(jīng)驗。濕噴作業(yè)具有回彈率低（10%～15%）、產(chǎn)量高（達(dá)到20 m3/h）、軟管和噴嘴磨損較少、耗風(fēng)量減少多達(dá)60%、灰塵少、能見度高以及噴漿質(zhì)量均勻等優(yōu)點，同時又有通常需要緩凝劑和速凝劑以改善塌落度和黏附性、與干拌混合料相比，獲得相同的強(qiáng)度需要更多的水泥、較高的投資成本等缺點。因此通過采取強(qiáng)化濕噴砼原材料質(zhì)量管理、提高施工管理和技術(shù)水平、合理安排臺車作業(yè)與維修班次、加強(qiáng)對濕噴作業(yè)人員的技術(shù)培訓(xùn)、制定嚴(yán)格的操作規(guī)程及管理制度和建立掛牌督辦項目組綜合管理等措施，提升臺車作業(yè)效率，使?jié)駠娀炷良夹g(shù)在礦山巷道支護(hù)施工中發(fā)揮更重要的作用，為礦山建設(shè)保駕護(hù)航。