煤礦支護(hù)施工混凝土噴射技術(shù)應(yīng)用

＊邊棟梁

（山西焦煤集團(tuán)西山煤電杜兒坪礦 山西 030022）

引言

能源是支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)的關(guān)鍵所在，近些年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和變化，對(duì)于各類(lèi)新能源的關(guān)注度有所提升，但是煤炭這一傳統(tǒng)能源資源依然是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心資源。但煤礦采礦工作實(shí)施難度大，施工作業(yè)期間容易受到外界環(huán)境因素的影響和干擾，各類(lèi)安全事故的發(fā)生頻率相對(duì)來(lái)說(shuō)比較高，為了有效保證施工安全就需要做好煤礦支護(hù)工作。本文，將以煤礦支護(hù)中的混凝土噴射技術(shù)作為調(diào)查研究對(duì)象，分析該項(xiàng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，希望能夠更好發(fā)揮相關(guān)技術(shù)的作用與價(jià)值。

1.煤礦支護(hù)中混凝土噴射技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

混凝土噴射技術(shù)在煤礦支護(hù)領(lǐng)域的主要作用就是提升巷道的穩(wěn)定性與可靠性，保證采礦人員的安全，其具體主要表現(xiàn)在以下方面：

一是減少煤礦各類(lèi)安全事故的發(fā)生率，采礦作用期間由于地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜多變，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)安全事故，部分比較嚴(yán)重的安全事故將會(huì)危及采礦人員的安全，隨著開(kāi)采深度的加深，安全事故的發(fā)生頻率也會(huì)大幅度提升。因此，為了有效減少事故發(fā)生率，就需要做好支護(hù)工作?；炷羾娚浼夹g(shù)是將具有較高抗剪力的混凝土噴射在巷道之上，其可以更好的保障煤礦施工的安全性與可靠性，施工效果及質(zhì)量等均能夠得到有效提升。煤礦支護(hù)工作質(zhì)量要想實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化，就需要提高對(duì)巷道施工的重視度，將安全放在首要位置[1]。

二是經(jīng)濟(jì)效益高。采礦作業(yè)對(duì)于經(jīng)濟(jì)效益的追求相對(duì)來(lái)說(shuō)比較高，相較于其他支護(hù)技術(shù)來(lái)說(shuō)，混凝土噴射技術(shù)所使用的原材料主要是混凝土，混凝土的成本低，而且其對(duì)于材料數(shù)量要求少，在增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益方面有著獨(dú)特的作用。

三是社會(huì)效益高。當(dāng)前煤礦支護(hù)噴射混凝土技術(shù)中所使用的混凝土主要以濕式混凝土為主，這種混凝土在施工期間所產(chǎn)生的粉塵量少，可以有效減少粉塵對(duì)施工作業(yè)人員產(chǎn)生的危害，而且還可以減小施工對(duì)環(huán)境質(zhì)量的負(fù)面影響，社會(huì)效益相對(duì)來(lái)說(shuō)比較高。

2.工程概況

某煤礦企業(yè)集團(tuán)需要建設(shè)一條運(yùn)輸煤炭資源的通道，主要應(yīng)用的是輔助水平膠帶項(xiàng)目進(jìn)行煤礦的建設(shè)，膠帶大巷總長(zhǎng)度為700m，設(shè)計(jì)使用年限為30年。經(jīng)過(guò)本次工程的試驗(yàn)檢測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)該膠帶大巷在全部施工結(jié)束之后，巷道礦壓的顯示并不明顯，斷面收縮也比較有限。且沒(méi)有出現(xiàn)嚴(yán)重的底鼓問(wèn)題，錨桿頂錨索的運(yùn)行情況良好，并未出現(xiàn)嚴(yán)重的損壞或者拉斷等問(wèn)題。經(jīng)過(guò)詳細(xì)分析發(fā)現(xiàn)，該支護(hù)巷道掘進(jìn)之后強(qiáng)度完全能夠達(dá)到巷道應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，支護(hù)形式與參數(shù)都能夠達(dá)到合理性的要求。經(jīng)過(guò)綜合分析，技術(shù)人員最終確定使用濕式混凝土噴射施工技術(shù)進(jìn)行本次工程的施工。

3.煤礦支護(hù)施工混凝土噴射技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

(1)施工前準(zhǔn)備

噴射施工正式實(shí)施之前，需要提前做好各項(xiàng)施工準(zhǔn)備工作，以降低對(duì)施工質(zhì)量的負(fù)面影響。首先施工人員需要做好材料的檢查分析工作，了解用于噴射的混凝土是否達(dá)到了施工標(biāo)準(zhǔn)要求，要嚴(yán)格對(duì)施工材料進(jìn)行控制，這樣才能切實(shí)有效保證施工質(zhì)量效果。同時(shí)還需要對(duì)各項(xiàng)施工設(shè)備進(jìn)行檢查分析，分析設(shè)備是否能夠高效率運(yùn)轉(zhuǎn)，在施工作業(yè)之前，需要保證各項(xiàng)與施工有關(guān)的設(shè)備能夠高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。煤礦支護(hù)噴射混凝土施工具有環(huán)環(huán)相扣的特點(diǎn)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都將會(huì)對(duì)整體的施工作業(yè)產(chǎn)生干擾和影響，因此在施工環(huán)節(jié)需要加大管控，要提前對(duì)施工期間可能會(huì)出現(xiàn)的突發(fā)性問(wèn)題進(jìn)行防控和處理，做好施工人員的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，這樣可以最大限度優(yōu)化噴射施工質(zhì)量，保證施工達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

(2)落實(shí)好噴射作業(yè)

噴射施工作業(yè)不夠科學(xué)合理的情況下，也會(huì)對(duì)施工質(zhì)量效果產(chǎn)生干擾和影響，在噴射作業(yè)期間需要做好以下方面的工作：

一是開(kāi)啟總風(fēng)閥門(mén)，要將輸送速凝劑的壓力風(fēng)閥門(mén)打開(kāi)，然后迅速打開(kāi)速凝劑泵，以保證速凝劑能夠順利輸送，滿足噴射需求。

二是在各項(xiàng)準(zhǔn)備工作順利完成之后，工作人員要第一時(shí)間將上料機(jī)打開(kāi)，為材料的運(yùn)輸施工做好準(zhǔn)備，這樣可以規(guī)避施工期間用料不充分的情況發(fā)生，可以更好的保證噴射施工質(zhì)量效果[2]。

三是要發(fā)揮速凝劑的作用效果，在噴射混凝土施工期間，速凝劑的作用在于可以快速讓噴射的混凝土凝固，但是如果速凝劑的使用不夠及時(shí)，那么可能會(huì)導(dǎo)致速凝劑的作用無(wú)法充分發(fā)揮出來(lái)，因此在施工作業(yè)期間也需要加強(qiáng)控制和管理，以達(dá)到噴射效果的最優(yōu)化。

四是結(jié)合實(shí)際的運(yùn)行情況，做好風(fēng)壓調(diào)節(jié)，加強(qiáng)對(duì)噴射速度的控制，其速度通?？刂圃?.6～1m/s。

(3)技術(shù)應(yīng)用

技術(shù)應(yīng)用的具體環(huán)節(jié)，也需要從多方面進(jìn)行優(yōu)化，其具體如下：

一是在噴漿施工前，工作人員需要對(duì)斷面、錨索、錨桿等結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查和分析，在確定其質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)之后，才能正式進(jìn)行施工作業(yè)，如果說(shuō)在檢測(cè)期間發(fā)現(xiàn)有任何施工質(zhì)量問(wèn)題，那么就需要及時(shí)中止作業(yè)并進(jìn)行整改，整改達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求之后，才能繼續(xù)實(shí)施下一步工作。噴射施工環(huán)節(jié)，還需要加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)、照明等基礎(chǔ)條件進(jìn)行分析，明確其是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，要加強(qiáng)對(duì)鋼筋的保護(hù)，保護(hù)層厚度在20～40mm比較合適。噴射施工期間，大部分工作都難以在短時(shí)間內(nèi)順利完成，必須要分批次完成，因此為了有效減少各類(lèi)施工問(wèn)題，保證施工質(zhì)量效果的最優(yōu)化，在施工前工作人員還需要針對(duì)施工期間可能會(huì)遇到的各類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行分析和評(píng)估，明確施工需要分幾個(gè)階段完成，各個(gè)階段施工需要注意的事項(xiàng)是什么，做好各個(gè)階段的施工銜接工作，這樣可以提高噴射的穩(wěn)定性與可靠性。

二是在正常施工作業(yè)期間，針對(duì)加入到料倉(cāng)的各類(lèi)物品需要加強(qiáng)控制，避免比較長(zhǎng)的部分被投入料倉(cāng)，如鋼筋、貼片等不允許進(jìn)入，否則可能會(huì)對(duì)導(dǎo)致機(jī)器出現(xiàn)故障。施工設(shè)備所使的壓縮空氣軟管應(yīng)達(dá)到煤炭行業(yè)的技術(shù)要求，還需要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備連接穩(wěn)定性、牢固性的管控，保證不會(huì)在施工期間出現(xiàn)斷裂或脫離等問(wèn)題。施工現(xiàn)場(chǎng)還需要加強(qiáng)對(duì)噪音的管控，以減少施工對(duì)周邊人員的影響和干擾。設(shè)備煤礦井下作業(yè)時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)頂板的管控，實(shí)時(shí)掌握頂板狀況，如果說(shuō)頂板突然下落或者是有碎石掉落的情況發(fā)生，那么必須要立即停止施工，疏散工作人員，以保障工作人員的生命安全。

三是加強(qiáng)對(duì)各項(xiàng)施工設(shè)備的管控，各類(lèi)設(shè)備在投入使用之前，必須要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢查。同時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)輔助水路壓力控制，使其在0.36MPa以下，這樣可以更好保證施工質(zhì)量。施工期間如果出現(xiàn)管道阻塞問(wèn)題，需要先將堵塞清除，保證管道可以正常運(yùn)行，不會(huì)對(duì)施工產(chǎn)生任何影響和干擾。針對(duì)減速器排氣塞的周邊空間要做好清理工作，保證通暢性符合標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)電機(jī)的控制，如果電機(jī)管控不當(dāng)可能會(huì)出現(xiàn)竄油問(wèn)題，對(duì)電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成影響和干擾。同時(shí)還需要禁止使用水沖洗電機(jī)部件，這種情況下容易導(dǎo)致電機(jī)短路的情況發(fā)生，引發(fā)重大的安全事故。噴射施工全部結(jié)束之后，工作人員需要做好養(yǎng)護(hù)處理工作，養(yǎng)護(hù)期間要嚴(yán)格按照規(guī)定要求執(zhí)行各項(xiàng)操作，注意養(yǎng)護(hù)時(shí)間的控制，如果養(yǎng)護(hù)時(shí)間過(guò)短，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，會(huì)影響后期施工安全。

四是針對(duì)設(shè)備入料口也需要加強(qiáng)管控，在入料時(shí)要注意查看各項(xiàng)施工設(shè)備是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，要加強(qiáng)對(duì)各類(lèi)材料的檢查分析，不符合施工需要的材料不能被投入料機(jī)。在施工期間需要定期查看投料機(jī)的狀況，如果其存在運(yùn)轉(zhuǎn)不通暢的情況，需要立即停機(jī)檢修。初次噴射的厚度在30～50mm是最為合適的，如果噴射過(guò)厚，可能會(huì)影響凝固效果，導(dǎo)致施工無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，施工作業(yè)期間每間隔20m就需要設(shè)置一組厚度檢測(cè)孔，每組需要設(shè)置三個(gè)，要做好配合比控制工作，以保證施工質(zhì)量。

五是做好預(yù)應(yīng)力控制工作，在注入錨索30min之后，需要快速對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行評(píng)估和分析，然后著手進(jìn)行下一步施工作業(yè)。施工時(shí)使用千斤頂進(jìn)行作業(yè)時(shí)，要做好千斤頂?shù)膹埨ぷ?，施工完成之后工作人員需要第一時(shí)間離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)，以保證施工人員的安全。確認(rèn)在施工現(xiàn)場(chǎng)5m范圍內(nèi)沒(méi)有任何人員后，再開(kāi)啟電泵增加錨索的預(yù)緊力，打開(kāi)泄油閥，將千斤頂取出。同時(shí)對(duì)各類(lèi)施工材料進(jìn)行清理整修，風(fēng)鉆和煤頭剩余的支護(hù)材料需要及時(shí)從巷道內(nèi)部清理出來(lái)，然后深入了解頂幫支護(hù)的狀態(tài)人，如果與實(shí)際情況彼此之間不相匹配，那么就需要及時(shí)采取措施予以優(yōu)化和調(diào)整，保證現(xiàn)場(chǎng)施工與標(biāo)準(zhǔn)要求一致。此外，還需要加強(qiáng)巷道坡度控制，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)階段，需要保證沿著每層開(kāi)始掘進(jìn)作業(yè)，如果構(gòu)造比較特殊，所設(shè)置的坡度控制在±10°以內(nèi)比較合適。在施工階段，煤頭50m以外的浮煤都需要清理掉。

4.做好各金施工安全防護(hù)工作

(1)加強(qiáng)通風(fēng)控制

通風(fēng)是采礦作業(yè)安全保障的核心所在，如果煤礦內(nèi)通風(fēng)不暢，那么將會(huì)導(dǎo)致瓦斯大量聚集，容易引發(fā)爆炸事故，其對(duì)于煤礦人員的安全作業(yè)是極為不利的。在煤礦支護(hù)混凝土噴射技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中也需要提高對(duì)通風(fēng)的關(guān)注度，做好通風(fēng)控制工作，將各類(lèi)采礦安全事故扼殺于搖籃之中。通風(fēng)控制過(guò)程中需要做好以下方面的工作：

一是在作業(yè)之前工作人員需要檢查各類(lèi)通風(fēng)設(shè)施是否能夠高效暢通運(yùn)行，如果在檢查期間發(fā)現(xiàn)有風(fēng)筒斷開(kāi)或者是破口等問(wèn)題，工作人員需要先著手進(jìn)行檢修，在檢修作業(yè)完成之后，確定沒(méi)有任何問(wèn)題才能繼續(xù)下一步施工作業(yè)。

二是要定期內(nèi)煤礦內(nèi)瓦斯進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果在煤礦支護(hù)混凝土噴射施工技術(shù)應(yīng)用區(qū)域20m以內(nèi)，瓦斯?jié)舛瘸^(guò)標(biāo)準(zhǔn)閾值，工作人員就需要第一時(shí)間停止施工作業(yè)，盡快采取措施對(duì)瓦斯進(jìn)行排除，第一時(shí)間將所有施工人員撤離，以保證所有施工人員的安全。同時(shí)，要將礦井內(nèi)電源切斷，在瓦斯?jié)舛冉档綐?biāo)準(zhǔn)閾值之后，才能再次接通電源，準(zhǔn)備施工作業(yè)。

(2)加強(qiáng)綜合防塵

防塵是煤礦支護(hù)施工的重點(diǎn)所在，防塵效果不佳的情況下，將會(huì)對(duì)施工人員的生命安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，增加各類(lèi)疾病的發(fā)生率，同時(shí)還將會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生極為不利的污染和影響。因此，為了更好的減少相關(guān)問(wèn)題發(fā)生率，需要加強(qiáng)落實(shí)綜合防塵工作。在具體施工作業(yè)期間，防塵時(shí)需要做好以下方面的工作：一是要對(duì)施工可能會(huì)引發(fā)的防塵問(wèn)題進(jìn)行分析和評(píng)估，明確當(dāng)前防塵問(wèn)題適合采取哪些措施予以處理。二是在混凝土噴射施工技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，還需要控制好混凝土的比例，如果混凝土比例不當(dāng)，混凝土過(guò)于干燥也將會(huì)增加粉塵的發(fā)生率，因此針對(duì)相關(guān)問(wèn)題必須要加強(qiáng)控制和管理。

(3)加強(qiáng)防滅火

煤礦支護(hù)施工期間一旦發(fā)生火災(zāi)，將會(huì)導(dǎo)致巨大的安全事故發(fā)生，其將會(huì)對(duì)施工的正常實(shí)施產(chǎn)生極為不利的影響。因此，為了更好的減少各類(lèi)施工事故發(fā)生率，就需要做好防滅火工作。首先，要保證各類(lèi)防滅火消防裝備齊全，如干粉滅火器、消防鍬、消防桶等均需要提前準(zhǔn)備好。其次，針對(duì)煤礦井下使用到的各類(lèi)油料，必須要做好密封工作，要由專人負(fù)責(zé)看管處理，在使用完畢之后需要第一時(shí)間將油料搬出礦井，嚴(yán)格禁止油料在井下存放，針對(duì)井下使用過(guò)的棉紗、布頭以及紙等都屬于易燃物，需要專項(xiàng)處理，避免其遇到火星自燃。在施工作業(yè)時(shí)一旦發(fā)現(xiàn)有著火的情況，工作人員需要第一時(shí)間向上級(jí)部門(mén)通報(bào)，采取措施進(jìn)行滅火，并且要將電源切斷，否則的話可能會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備自燃，影響施工的安全性與可靠性，火災(zāi)的嚴(yán)重性也可能會(huì)因此而增加。

此外，還需要做好照明與通信工作，施工作業(yè)期間工作面皮帶頭30m范圍內(nèi)、料場(chǎng)、圖牌板及硐室，安設(shè)3盞DJS36/127L(G)型照明燈，照明燈間距不大于15m。由監(jiān)控隊(duì)負(fù)責(zé)，在工作面皮帶頭安裝一部KTH13型電話，巷道超過(guò)100m加設(shè)一部KTH13型電話，隨工作面的推進(jìn)及時(shí)前移，保持電話距工作面距離不大于100m。電話聲音清晰，線路整齊，話機(jī)完好，保證井上下通訊暢通。電話安好后，由本隊(duì)電工兼職管理電話，電話必須掛在安全無(wú)淋水、行人暢通處，嚴(yán)禁人為損壞；電話掛牌管理，牌板上要求有礦調(diào)度、本隊(duì)等電話號(hào)碼。

(4)做好施工人員管理工作

煤礦支護(hù)施工事關(guān)重大，如果前期支護(hù)工作落實(shí)不到位，后期將會(huì)對(duì)采礦安全產(chǎn)生極為不利的影響，因此為了更好的解決施工中存在的問(wèn)題與不足，保證煤礦支護(hù)施工混凝土噴射技術(shù)能夠更加高效順暢的應(yīng)用，還需要做好煤礦施工人員的管理工作。首先，要加強(qiáng)對(duì)煤礦施工人員的專業(yè)技能培訓(xùn)，保證他們對(duì)于混凝土噴射技術(shù)有充分的了解和認(rèn)識(shí)，對(duì)于施工的重難點(diǎn)以及各類(lèi)施工措施有充分的了解和認(rèn)識(shí)，減少施工問(wèn)題，優(yōu)化施工質(zhì)量效果。其次，要提高施工人員的安全責(zé)任意識(shí)，煤礦支護(hù)施工混凝土噴射技術(shù)之所以無(wú)法達(dá)到預(yù)期目的，與施工人員技術(shù)水平不達(dá)標(biāo)、責(zé)任意識(shí)不足存在有極為密切的關(guān)聯(lián)。因此為了更好的解決施工問(wèn)題，最大限度優(yōu)化施工質(zhì)量，還需要做好思想政治教育工作，提高他們的責(zé)任意識(shí)，使得他們認(rèn)識(shí)到每一項(xiàng)工作的重要性，在工作中嚴(yán)格要求自我。最后，還需要做好施工人員各項(xiàng)行為的監(jiān)督管理，在每一項(xiàng)施工順利完成之后，都需要對(duì)施工情況進(jìn)行檢查分析，查看施工是否與標(biāo)準(zhǔn)要求一致，及時(shí)快速解決施工中存在的問(wèn)題與不足。

5.結(jié)論

總之，支護(hù)對(duì)于煤礦施工的安全性、穩(wěn)定性與可靠性有著極為重要的影響，要想切實(shí)有效保證煤礦施工安全，減少各類(lèi)事故的發(fā)生率，那么就需要提高施工人員的作業(yè)水平，保證各項(xiàng)施工工藝科學(xué)合理應(yīng)用，還需要加強(qiáng)對(duì)施工材料的控制，對(duì)各項(xiàng)施工工藝予以優(yōu)化和調(diào)整，在煤礦支護(hù)施工完成之后做好質(zhì)量檢測(cè)工作，了解工程質(zhì)量是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，從源頭上控制好施工問(wèn)題，減少各類(lèi)事故發(fā)生率。