尾砂湿式喷浆工艺在金属矿山的应用

周国 聂都超 陈伟 游勇 李斌

摘 要：传统的井下喷浆工艺多为潮式喷浆，其喷浆材料主要为河沙与水泥，作业环境较差，粉尘浓度大，作业时回弹率较大。有鉴于此，我们采用尾砂湿式喷浆工艺来代替传统的潮式喷浆工艺，有效降低粉尘浓度及回弹率、改善作业环境的同时，可达到降低成本、妥善处理尾砂的目的。

关键词：尾砂;湿式喷浆;粉尘;效率

【中图分类号】TQ536.4 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）02-0149-01

1 尾砂湿式喷浆工艺的技术原理

1.1 尾砂湿式喷浆工艺主要设备

本工艺主要设备有：JZC350滚筒混凝土搅拌机、PD-800型湿式混凝土喷浆机。

1.2 湿式混凝土喷浆机性能

该种湿式混凝土喷浆机性能优良，其生产能力可达6m3/h，工作压力为0.6-0.8Mpa，最大骨料直径为20mm，水平方向最大输送距离为30m，垂直方向最大扬程可达20m，最大耗风量为12m3/min。在标准作业环境下，其回弹率一般不超过20%。

1.3 主要技术原理

按照一定的配比，将尾砂、水泥、速凝剂、砂浆王和水作为喷浆原材料，在混凝土搅拌机搅拌作用下，获得一定浓度的混合料浆，将浆料送进湿式混凝土喷浆机，即可开始湿式喷浆作业。

2 尾砂湿式喷浆工艺的应用

2.1 前期准备工作

（1）将PD-800型湿式混凝土喷浆机等湿式喷浆相关设备运送到井下待施工场所，并定期开展定期检查和保养工作，作业前请务必做好调试工作。

（2）喷浆原材料的准备，包括尾砂、水泥、速凝剂、砂浆王及水的准备。尾砂为某金矿浮选后的尾砂，-200目以下约占76.7%，真密度为2.77g/cm3，采用425水泥。

2.2 尾砂湿式喷浆步骤

（1）用水清洗待喷浆的作业面，减小粉尘对尾砂湿式喷浆效果的影响;

（2）将尾砂、水泥、速凝剂、砂浆王和水按照重量比为2～6：1：0.002～0.01：0.0008～0.0014：0.6～1.2添加到滚筒混凝土搅拌机，搅拌均匀，形成混合料浆;

（3）在湿式喷浆机的料仓中加入约占料仓容积三分之一的水量，开启喷浆机和喷头，对喷浆机的管道进行润管;

（4）待料仓中的水即将喷完时，将混合料浆倒入湿式喷浆机的料仓，进行搅拌，即可开始喷浆作业;

（5）喷浆作业结束后，在料仓中加入适量清水，清洗设备及管道。喷浆作业刚结束和喷浆作业结束5天后的巷道分别如图1、图2所示。

2.3 尾砂湿式喷浆注意事项及建议

（1）水的添加量对料浆性状和喷涂效果影响非常大，水的最佳添加量应该使料浆呈现潮湿均匀不开裂且静置表面无泌水。建议根据现场实际情况来判断，不能盲目照搬，工人只需要配置几次观察效果后，即可熟练掌握。此外，添加剂的添加量很少，应严格控制，添加量少了会导致喷浆层易开裂，添加量多了会导致浆料呈现浆糊状而易成团掉落。

（2）每次喷浆机重新开机都必须进行润管，开机前，倒入占料仓容积约三分之一的水，开启搅拌机和喷浆机自带的小型空压机，让水喷射出来，达到润管的目的。停机前，须在物料全部喷完后，加入适量清水，清洗料仓和管道，水喷完后应立即关机，严禁设备空转。

（3）由于尾砂在装运、堆积的过程中不可避免地会掺进石子、石块等杂物，这些杂物可能使湿式喷浆机管道堵塞，导致喷浆作业无法正常进行。建议对尾砂进行翻晒，使尾砂变干燥，再用筛子对尾砂进行筛选，将杂物去除，用筛出来的杂质较少的尾砂进行湿式喷浆。

（4）根据多次湿式喷浆试验的结果，我们最终确定的最佳原材料质量配比为：尾砂：水泥：速凝剂：砂浆王：水=4：1：0.004：0.001：1，即灰砂比为1：4（水泥：尾砂），水灰比为1：1（水：水泥），按照此配比进行湿式喷浆作业，不仅喷浆体的强度较好，而且喷浆成本较低。

（5）可以考虑在尾砂中加入了适量的河沙，并尝试不同的河沙与尾砂的比例，来进行尾砂湿式喷浆的优化试验，以便达到更佳的喷浆效果。

3 尾砂湿式喷浆工艺的应用效果分析

（1）可大幅降低原材料成本。目前市场上河沙供不应求、单价年年攀升，采用尾砂代替河沙进行湿式喷浆作业，可降低材料成本30%左右，效益十分明显。

（2）有效降低作业面粉尘浓度。本工艺仅在原材料配料时，即混凝土搅拌机搅拌时会产生一些粉尘，但由于配料时间较短，只要作业人员正确戴好防护口罩，即可有效减小粉尘对作业人员身体健康的影响。

（3）混合料浆回弹率减小。由于尾砂为某金矿浮选后的尾砂，-200目以下约占76.7%，其易于水泥、添加剂等结合，附着于待喷作业面，混合料浆回弹率相对传统潮喷工艺大大减小，其回弹率一般不大于10%。

4 结论

（1）尾砂湿式喷浆工艺在矿山的应用取得了成功，一定条件下，它可以替代传统的潮式喷浆工艺，可以很好地解决传统工艺粉尘大、回弹率大以及作业环境差的问题。同时，它也可以达到降成本、妥善、合理地处理尾砂的目的。

（2）根据各矿山尾砂性质的不同，可合理使用添加剂，尝试不同的原材料配比，进行反复试验，可获得最佳湿式喷浆效果。

（3）本湿式混凝土喷浆机机身较小，输送距离较短，额定功率较小，故喷浆效率也比较低，这使得其在矿山应用时受到一定限制，可购买更大功率的湿式喷浆机来进行尾砂湿式喷浆作业，以提高尾砂湿式喷浆作业效率。

参考文献

[1] 采矿设计手册编委会，《采矿手册》，冶金工业出版社，1990年.

[2] 楊萍丽，煤矿井下湿式喷浆成套设备的研制与使用，山西焦煤科技，2013年.

[3] 王小宝，湿式混凝土喷射机的类型及发展，《工程机械》，2000年2期.