煤矿用泵送式混凝土湿喷机的应用研究

摘要：混凝土湿喷机可以从根本上解决工人作业环境差、粉尘浓度高、砼强度不易控制等问题。泵送式湿喷机相对于转子式湿喷机：泵送压力高，输送距离远；输送排量大，综合工效高，易损件寿命长。然而受煤矿井下环境的限制，这项喷浆工艺尚未得到广泛应用，但是它代表了煤矿喷浆工艺下一步的发展方向。

关键词：粉尘浓度；回弹率；喷射量；输送距离

中图分类号：TD40 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）01-0096-02

1 概况

煤矿在掘进煤巷和开拓岩巷巷道施工过程中，多采用锚喷支护，这是一种主动支护的支护方法，它是通过锚杆和喷射混凝土与围岩共同形成一个承载结构，可有效地限制围岩变形的自由发展，调整围岩的应力分布，防止岩体松散坠落，从而达到维护巷道安全的目的。目前我国喷射混凝土施工普遍采用干喷和潮喷，该施工工艺主要有以下缺点：（1）喷浆材料现场搅拌，造成作业现场粉尘污染，影响井下安全生产，容易使工人患尘肺病，危害极大。（2）喷浆材料粘聚性差，落地回弹料多达30%～50%，严重影响喷浆质量。（3）喷浆机密封太差，混料时粉尘大；喷浆材料混合时配比不易掌握，工人操作随意性较大，影响材料性能的发挥；作业现场粉尘大，致使喷浆手无法看清受喷面。为了解决这些问题，我矿不断地探索研究、改进喷浆工艺。2012年我矿有关领导外出考察调研，最终引进了HSPM08/07-15型煤矿用泵送式混凝土湿喷机，在我矿进行应用研究。

2 研究过程

设备使用前，将湿喷机及有关设备运至使用现场，并且对其进行组装及调试。调试设备的同时，组织人员进行操作培训。在此期间，厂家专业技术人员来我矿指导，参与了设备的安装调试和培训。安装调试的过程中出现过设备部分部件不适合使用环境和不能正常运转等问题，在厂家技术人员的帮助下，所有问题在一周的时间内得以解决。在初期使用的过程中，由于人员操作上不熟练、设备运转不够稳定以及供电、供风、供水等因素影响，造成经常堵塞管路。在设备正常使用后，由于煤矿井下条件的限制，设备不能够连续作业，达不到理想的经济效益。该湿喷机与我矿现用的干式喷浆机性能对比如表1所示：

表1 泵送式湿喷机与干式喷浆机主要性能对比

项目名称 泵送式湿喷机 干式喷浆机

最大理论喷射量 8m3/h 5m3/h

粉尘浓度 <10mg/m3 >20mg/m3

回弹率 平均<20% 平均>30%

最大理论输送距离输送距离 水平240m 水平200m

垂直130m 垂直30m

经过将近两个月的使用研究，由于设备使用要求太高，施工队伍难以在短期内达到要求，煤矿井下条件的限制以及设备本身存在的问题，造成喷浆的效果达不到理论数值，实际情况如表2所示：

表2 泵送式湿喷机实际喷浆性能

项目名称 性能数值 备注

实际喷射量 6m3/h

粉尘浓度 5mg/m3

回弹率 20% 速凝剂是淮南化工生产的。

实际输送距离 水平120m 未加入泵送剂的情况下，距离过120m，太容易堵管子。

泵送剂：能改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂。所谓泵送性能，就是混凝土拌合物具有能顺利通过输送管道、不阻塞、不离析、粘塑性良好的性能。

该湿喷机存在的问题如下：

容易堵管子和机器，处理堵塞过程比较费时间，一般不低于1小时，输送距离越长越费时间。发生如下情况都会造成堵塞：（1）机器运转时停电，停电时间超过半小时，机器内和管子内料部分会凝结，造成堵塞。（2）机器运转时停水，机器和管内的料无法输出，如果时间超过半小时，就会造成堵塞。（3）机器运转时停风，不能继续进行喷浆作业，机器和管内的料要及时清理掉，不然时间长，会堵塞，这样造成的浪费太大。（4）长距离喷浆，超过120m时（未加入泵送剂），所需要的输送压力过大，容易堵塞。（5）机器内S型弯管内的料，清洗时不易清洗干净，留料凝固，造成堵塞。

喷浆作业时需要的人员至少9人，而干式喷浆作业时需要的人员为6人。

喷浆作业条件要求高：（1）保证连续作业，不然每次作业结束后要进行清洗，清洗时间不少于半小时。有足够拌好的料和充足的人员，才能够连续作业。（2）保证供电、供水和供风。（3）要求操作人员能够很好的把握住水灰比，骨料过干容易堵管子。（4）液态速凝剂质量要

保证。

设备以下四处还需要改进：（1）料斗的筛网处下料速度慢。（2）操作手把容易被误碰到，搅拌处易伤人。（3）液压站处应封闭好，防止液压管路脱落时，高压油伤人。（4）机器内S型弯管处不易清洗干净。

3 研究结论

通过现场使用研究，我们初步可以得出这台喷浆机能够解决现场喷浆时存在的粉尘、回弹、效率等难题，且解决了转子式湿喷机输送距离短的问题，因此它是一种较为先进的新型喷浆工艺，但其对喷浆材料的配合比、水灰比、液态速凝剂、泵送剂及供电、供水、风压等现场条件和操作人员都有严格的要求。

用泵送式湿喷机喷浆时，由于水灰比能够控制，混凝土水化程度高，故可大大改善喷射混凝土的品质，提高混凝土的匀质性，而干喷时，混凝土的水灰比是由喷射手根据经验及肉眼观察来进行调节，混凝土的品质在很大程度土取决于机手操作正确与否。通过对比，干式喷浆工艺已经过时，不能满足安全生产需要，而且危害很大，而湿式喷浆工艺从根本上解决了危害工人健康的不利因素，所以湿式喷浆工艺替代干式喷浆工艺是必然趋势。

4 泵送式湿喷机的远景

由于国人的环保意识有待提高以及煤矿井下环境的限制，同时由于采用泵送式湿式喷射混凝土作业时，设备投资较高，设备操作和维修要求有一定的技术水平。因此泵送式湿喷混凝土的施工成本高于干喷混凝土的施工成本，使泵送式湿式喷射混凝土技术在国内的推广受到一定程度的限制。但是，从施工的整体效益上来看，泵送式湿喷喷浆工艺比任何形式的干喷喷浆和转子湿喷喷浆工艺又具有明显的优势。今后，随着人们环保意识的加强、施工技术水平的提高以及对喷射混凝土施工质量要求的提高，泵送式湿式喷射混凝土技术必将逐步取代其他喷射混凝土

技术。

泵送式湿喷机整个喷浆工艺还需要不断探索研究及将现有的喷浆设备进行改造完善，且煤矿企业要建立相应的专业化队伍，使得这项新型喷浆工艺才能够在煤矿巷道工程中得到推广。

作者简介：詹凤涛（1982—），男（满族），辽宁开原人，淮南矿业集团潘三矿生产准备队副队长，研究方向：机电运输。endprint

摘要：混凝土湿喷机可以从根本上解决工人作业环境差、粉尘浓度高、砼强度不易控制等问题。泵送式湿喷机相对于转子式湿喷机：泵送压力高，输送距离远；输送排量大，综合工效高，易损件寿命长。然而受煤矿井下环境的限制，这项喷浆工艺尚未得到广泛应用，但是它代表了煤矿喷浆工艺下一步的发展方向。

关键词：粉尘浓度；回弹率；喷射量；输送距离

中图分类号：TD40 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）01-0096-02

1 概况

煤矿在掘进煤巷和开拓岩巷巷道施工过程中，多采用锚喷支护，这是一种主动支护的支护方法，它是通过锚杆和喷射混凝土与围岩共同形成一个承载结构，可有效地限制围岩变形的自由发展，调整围岩的应力分布，防止岩体松散坠落，从而达到维护巷道安全的目的。目前我国喷射混凝土施工普遍采用干喷和潮喷，该施工工艺主要有以下缺点：（1）喷浆材料现场搅拌，造成作业现场粉尘污染，影响井下安全生产，容易使工人患尘肺病，危害极大。（2）喷浆材料粘聚性差，落地回弹料多达30%～50%，严重影响喷浆质量。（3）喷浆机密封太差，混料时粉尘大；喷浆材料混合时配比不易掌握，工人操作随意性较大，影响材料性能的发挥；作业现场粉尘大，致使喷浆手无法看清受喷面。为了解决这些问题，我矿不断地探索研究、改进喷浆工艺。2012年我矿有关领导外出考察调研，最终引进了HSPM08/07-15型煤矿用泵送式混凝土湿喷机，在我矿进行应用研究。

2 研究过程

设备使用前，将湿喷机及有关设备运至使用现场，并且对其进行组装及调试。调试设备的同时，组织人员进行操作培训。在此期间，厂家专业技术人员来我矿指导，参与了设备的安装调试和培训。安装调试的过程中出现过设备部分部件不适合使用环境和不能正常运转等问题，在厂家技术人员的帮助下，所有问题在一周的时间内得以解决。在初期使用的过程中，由于人员操作上不熟练、设备运转不够稳定以及供电、供风、供水等因素影响，造成经常堵塞管路。在设备正常使用后，由于煤矿井下条件的限制，设备不能够连续作业，达不到理想的经济效益。该湿喷机与我矿现用的干式喷浆机性能对比如表1所示：

表1 泵送式湿喷机与干式喷浆机主要性能对比

项目名称 泵送式湿喷机 干式喷浆机

最大理论喷射量 8m3/h 5m3/h

粉尘浓度 <10mg/m3 >20mg/m3

回弹率 平均<20% 平均>30%

最大理论输送距离输送距离 水平240m 水平200m

垂直130m 垂直30m

经过将近两个月的使用研究，由于设备使用要求太高，施工队伍难以在短期内达到要求，煤矿井下条件的限制以及设备本身存在的问题，造成喷浆的效果达不到理论数值，实际情况如表2所示：

表2 泵送式湿喷机实际喷浆性能

项目名称 性能数值 备注

实际喷射量 6m3/h

粉尘浓度 5mg/m3

回弹率 20% 速凝剂是淮南化工生产的。

实际输送距离 水平120m 未加入泵送剂的情况下，距离过120m，太容易堵管子。

泵送剂：能改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂。所谓泵送性能，就是混凝土拌合物具有能顺利通过输送管道、不阻塞、不离析、粘塑性良好的性能。

该湿喷机存在的问题如下：

容易堵管子和机器，处理堵塞过程比较费时间，一般不低于1小时，输送距离越长越费时间。发生如下情况都会造成堵塞：（1）机器运转时停电，停电时间超过半小时，机器内和管子内料部分会凝结，造成堵塞。（2）机器运转时停水，机器和管内的料无法输出，如果时间超过半小时，就会造成堵塞。（3）机器运转时停风，不能继续进行喷浆作业，机器和管内的料要及时清理掉，不然时间长，会堵塞，这样造成的浪费太大。（4）长距离喷浆，超过120m时（未加入泵送剂），所需要的输送压力过大，容易堵塞。（5）机器内S型弯管内的料，清洗时不易清洗干净，留料凝固，造成堵塞。

喷浆作业时需要的人员至少9人，而干式喷浆作业时需要的人员为6人。

喷浆作业条件要求高：（1）保证连续作业，不然每次作业结束后要进行清洗，清洗时间不少于半小时。有足够拌好的料和充足的人员，才能够连续作业。（2）保证供电、供水和供风。（3）要求操作人员能够很好的把握住水灰比，骨料过干容易堵管子。（4）液态速凝剂质量要

保证。

设备以下四处还需要改进：（1）料斗的筛网处下料速度慢。（2）操作手把容易被误碰到，搅拌处易伤人。（3）液压站处应封闭好，防止液压管路脱落时，高压油伤人。（4）机器内S型弯管处不易清洗干净。

3 研究结论

通过现场使用研究，我们初步可以得出这台喷浆机能够解决现场喷浆时存在的粉尘、回弹、效率等难题，且解决了转子式湿喷机输送距离短的问题，因此它是一种较为先进的新型喷浆工艺，但其对喷浆材料的配合比、水灰比、液态速凝剂、泵送剂及供电、供水、风压等现场条件和操作人员都有严格的要求。

用泵送式湿喷机喷浆时，由于水灰比能够控制，混凝土水化程度高，故可大大改善喷射混凝土的品质，提高混凝土的匀质性，而干喷时，混凝土的水灰比是由喷射手根据经验及肉眼观察来进行调节，混凝土的品质在很大程度土取决于机手操作正确与否。通过对比，干式喷浆工艺已经过时，不能满足安全生产需要，而且危害很大，而湿式喷浆工艺从根本上解决了危害工人健康的不利因素，所以湿式喷浆工艺替代干式喷浆工艺是必然趋势。

4 泵送式湿喷机的远景

由于国人的环保意识有待提高以及煤矿井下环境的限制，同时由于采用泵送式湿式喷射混凝土作业时，设备投资较高，设备操作和维修要求有一定的技术水平。因此泵送式湿喷混凝土的施工成本高于干喷混凝土的施工成本，使泵送式湿式喷射混凝土技术在国内的推广受到一定程度的限制。但是，从施工的整体效益上来看，泵送式湿喷喷浆工艺比任何形式的干喷喷浆和转子湿喷喷浆工艺又具有明显的优势。今后，随着人们环保意识的加强、施工技术水平的提高以及对喷射混凝土施工质量要求的提高，泵送式湿式喷射混凝土技术必将逐步取代其他喷射混凝土

技术。

泵送式湿喷机整个喷浆工艺还需要不断探索研究及将现有的喷浆设备进行改造完善，且煤矿企业要建立相应的专业化队伍，使得这项新型喷浆工艺才能够在煤矿巷道工程中得到推广。

作者简介：詹凤涛（1982—），男（满族），辽宁开原人，淮南矿业集团潘三矿生产准备队副队长，研究方向：机电运输。endprint

摘要：混凝土湿喷机可以从根本上解决工人作业环境差、粉尘浓度高、砼强度不易控制等问题。泵送式湿喷机相对于转子式湿喷机：泵送压力高，输送距离远；输送排量大，综合工效高，易损件寿命长。然而受煤矿井下环境的限制，这项喷浆工艺尚未得到广泛应用，但是它代表了煤矿喷浆工艺下一步的发展方向。

关键词：粉尘浓度；回弹率；喷射量；输送距离

中图分类号：TD40 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）01-0096-02

1 概况

煤矿在掘进煤巷和开拓岩巷巷道施工过程中，多采用锚喷支护，这是一种主动支护的支护方法，它是通过锚杆和喷射混凝土与围岩共同形成一个承载结构，可有效地限制围岩变形的自由发展，调整围岩的应力分布，防止岩体松散坠落，从而达到维护巷道安全的目的。目前我国喷射混凝土施工普遍采用干喷和潮喷，该施工工艺主要有以下缺点：（1）喷浆材料现场搅拌，造成作业现场粉尘污染，影响井下安全生产，容易使工人患尘肺病，危害极大。（2）喷浆材料粘聚性差，落地回弹料多达30%～50%，严重影响喷浆质量。（3）喷浆机密封太差，混料时粉尘大；喷浆材料混合时配比不易掌握，工人操作随意性较大，影响材料性能的发挥；作业现场粉尘大，致使喷浆手无法看清受喷面。为了解决这些问题，我矿不断地探索研究、改进喷浆工艺。2012年我矿有关领导外出考察调研，最终引进了HSPM08/07-15型煤矿用泵送式混凝土湿喷机，在我矿进行应用研究。

2 研究过程

设备使用前，将湿喷机及有关设备运至使用现场，并且对其进行组装及调试。调试设备的同时，组织人员进行操作培训。在此期间，厂家专业技术人员来我矿指导，参与了设备的安装调试和培训。安装调试的过程中出现过设备部分部件不适合使用环境和不能正常运转等问题，在厂家技术人员的帮助下，所有问题在一周的时间内得以解决。在初期使用的过程中，由于人员操作上不熟练、设备运转不够稳定以及供电、供风、供水等因素影响，造成经常堵塞管路。在设备正常使用后，由于煤矿井下条件的限制，设备不能够连续作业，达不到理想的经济效益。该湿喷机与我矿现用的干式喷浆机性能对比如表1所示：

表1 泵送式湿喷机与干式喷浆机主要性能对比

项目名称 泵送式湿喷机 干式喷浆机

最大理论喷射量 8m3/h 5m3/h

粉尘浓度 <10mg/m3 >20mg/m3

回弹率 平均<20% 平均>30%

最大理论输送距离输送距离 水平240m 水平200m

垂直130m 垂直30m

经过将近两个月的使用研究，由于设备使用要求太高，施工队伍难以在短期内达到要求，煤矿井下条件的限制以及设备本身存在的问题，造成喷浆的效果达不到理论数值，实际情况如表2所示：

表2 泵送式湿喷机实际喷浆性能

项目名称 性能数值 备注

实际喷射量 6m3/h

粉尘浓度 5mg/m3

回弹率 20% 速凝剂是淮南化工生产的。

实际输送距离 水平120m 未加入泵送剂的情况下，距离过120m，太容易堵管子。

泵送剂：能改善混凝土拌合物泵送性能的外加剂。所谓泵送性能，就是混凝土拌合物具有能顺利通过输送管道、不阻塞、不离析、粘塑性良好的性能。

该湿喷机存在的问题如下：

容易堵管子和机器，处理堵塞过程比较费时间，一般不低于1小时，输送距离越长越费时间。发生如下情况都会造成堵塞：（1）机器运转时停电，停电时间超过半小时，机器内和管子内料部分会凝结，造成堵塞。（2）机器运转时停水，机器和管内的料无法输出，如果时间超过半小时，就会造成堵塞。（3）机器运转时停风，不能继续进行喷浆作业，机器和管内的料要及时清理掉，不然时间长，会堵塞，这样造成的浪费太大。（4）长距离喷浆，超过120m时（未加入泵送剂），所需要的输送压力过大，容易堵塞。（5）机器内S型弯管内的料，清洗时不易清洗干净，留料凝固，造成堵塞。

喷浆作业时需要的人员至少9人，而干式喷浆作业时需要的人员为6人。

喷浆作业条件要求高：（1）保证连续作业，不然每次作业结束后要进行清洗，清洗时间不少于半小时。有足够拌好的料和充足的人员，才能够连续作业。（2）保证供电、供水和供风。（3）要求操作人员能够很好的把握住水灰比，骨料过干容易堵管子。（4）液态速凝剂质量要

保证。

设备以下四处还需要改进：（1）料斗的筛网处下料速度慢。（2）操作手把容易被误碰到，搅拌处易伤人。（3）液压站处应封闭好，防止液压管路脱落时，高压油伤人。（4）机器内S型弯管处不易清洗干净。

3 研究结论

通过现场使用研究，我们初步可以得出这台喷浆机能够解决现场喷浆时存在的粉尘、回弹、效率等难题，且解决了转子式湿喷机输送距离短的问题，因此它是一种较为先进的新型喷浆工艺，但其对喷浆材料的配合比、水灰比、液态速凝剂、泵送剂及供电、供水、风压等现场条件和操作人员都有严格的要求。

用泵送式湿喷机喷浆时，由于水灰比能够控制，混凝土水化程度高，故可大大改善喷射混凝土的品质，提高混凝土的匀质性，而干喷时，混凝土的水灰比是由喷射手根据经验及肉眼观察来进行调节，混凝土的品质在很大程度土取决于机手操作正确与否。通过对比，干式喷浆工艺已经过时，不能满足安全生产需要，而且危害很大，而湿式喷浆工艺从根本上解决了危害工人健康的不利因素，所以湿式喷浆工艺替代干式喷浆工艺是必然趋势。

4 泵送式湿喷机的远景

由于国人的环保意识有待提高以及煤矿井下环境的限制，同时由于采用泵送式湿式喷射混凝土作业时，设备投资较高，设备操作和维修要求有一定的技术水平。因此泵送式湿喷混凝土的施工成本高于干喷混凝土的施工成本，使泵送式湿式喷射混凝土技术在国内的推广受到一定程度的限制。但是，从施工的整体效益上来看，泵送式湿喷喷浆工艺比任何形式的干喷喷浆和转子湿喷喷浆工艺又具有明显的优势。今后，随着人们环保意识的加强、施工技术水平的提高以及对喷射混凝土施工质量要求的提高，泵送式湿式喷射混凝土技术必将逐步取代其他喷射混凝土

技术。

泵送式湿喷机整个喷浆工艺还需要不断探索研究及将现有的喷浆设备进行改造完善，且煤矿企业要建立相应的专业化队伍，使得这项新型喷浆工艺才能够在煤矿巷道工程中得到推广。

作者简介：詹凤涛（1982—），男（满族），辽宁开原人，淮南矿业集团潘三矿生产准备队副队长，研究方向：机电运输。endprint