液压转子式远距离混凝土喷浆机的应用

侯军民 王海涛 董喜明 平煤神马集团平宝公司

目前我国煤矿井下大多使用推链式混凝土喷射机进行混凝土喷射作业。喷射机密封单元可靠性差，粉尘大，摩擦件易损更换频繁，同时喷射距离60-100m左右，很多运输条件不具备的位置无法喷浆作业，或靠人工搬运机器和喷浆料作业，劳动强度非常大。

一、工程应用情况

平宝公司首山一矿己二总回联巷设计为锚网喷＋锚索联合支护，设计长度232m，通过采用液压转子式远距离混凝土喷浆机技术的应用和对比可以看到，液压转子式远距离混凝土喷浆机喷浆效率是传统喷浆机的2-3倍，同时，喷浆距离是传统喷浆机的6-8倍，此设备的应用大大降低了工人的劳动强度，降低了移动设备的频率，传统喷浆机喷射技术50m作用就需要移动一次设备，此巷道在喷浆过程中没有移动过一次设备，此巷道施工期间耙斗机跟皮带运输，施工时不需要铺设轨道，如专门为喷浆运料铺设轨道需要投入大量的人力、财力，延长了施工时间，通过此技术的应用避免了铺设轨道，大大降低了喷浆时间，原计划30天的喷浆工程只用了12天左右。传统喷浆机喷射技术现场总是严重弥漫着水泥的味道和“伸手不见五指”的环境，长期从事喷浆工作的人员患矽肺病的概率非常之高，通过此技术的应用现场环境得到了很好的改善，工人们对此技术的应用赞不绝口。

此巷道施工完毕后，巷道观感明显提升，由于此喷浆工艺喷浆料的均匀输送且出料速度可调，回弹料基本控制在10%以内节约成本，比传统工艺回弹物料减少20%以上，作业过程中由于设备工艺特殊设计的密封结构，喷浆机运转基本不产生粉尘，粉尘浓度≤4mg/m3符合职业病防治要求，从根本上大大减少了工人患矽肺病至因物，作业环境得到了优化，矿井对此巷道验收工程质量等级为优良。

二、喷射混凝土施工工序

喷射混凝土班：交接班→安全检查→开工准备→拉中心腰线→喷射混凝土→搞文明生产、洒水养护。

三、安全技术措施

（1）准备工作

1）检查锚杆安装和网铺设是否按设计要求，发现问题应及时处理。

2）清理喷射现场的杂物，接好风、水管路，输料管路要平直，不得有急弯，接头要严密，不得漏风，严禁将非抗静电的塑料管做输料管使用。

3）检查喷浆机是否完好，并送电空载试运转，紧固好摩擦板，不得出现漏风现象。

4）喷射人员要佩戴齐全有效的劳保用品。

（2）喷射混凝土的工艺要求

1）喷射顺序为先墙后拱，从墙基开始自下而上进行，喷枪头与受喷面应尽量保持垂直。喷枪头与受喷面的垂直距离以0.8~1.2m为宜。采用人工拌料，水泥、砂、石子应翻拌3遍使其混合均匀。

2）喷射时，加水量凭射手的经验加以控制，最合适的水灰比是0.4~0.5之间。喷射过程中应根据出料量的变化，及时调整给水量，保证水灰比准确，要使喷射的湿混凝土无干斑、无流淌、粘着力强、回料少，一次喷射混凝土厚度50~70mm，并要及时复喷，复喷间隔不得超过两天。否则，应用高压水重新冲洗后喷面。

（3）喷射工作

1）喷射开始前，应首先在喷射地点铺上塑料油布或者旧风筒布，以便收集回弹料。喷射结束后，喷层必须连续洒水养护28天以上，7天以内每班洒水1次，7天以后每天洒水一次。当班喷射工作结束后，必须卸掉喷头，清理水环和喷浆机内外所有灰浆或材料。

2）开机时，必须先给水，后开风，再开机，最后上料；停机时，要先停料，后停机，再关水，最后关风。喷射工作开始后，严禁将喷头对准人员。喷射中突然发生堵塞时，喷射手应紧握喷头，并将喷口朝下。

（4）喷射质量

喷射前必须清洗岩帮、清理杂物，喷射均匀，无裂隙，无“穿裙”“赤脚”。要求各种材料的称量允许误差不大于下列数字：水泥—2%；骨料—5%；速凝剂—5%。应严格控制拌合料的静放时间，否则会使喷层结构疏松，强度降低，回弹率增大。因此，静放时间不得超过30分钟，尽量做到随拌随用。喷浆时分层喷射，必须保证喷射的厚度、质量。喷射混凝土配合比为水泥：砂：石子=1：2：2.3（体积比）。

喷射混凝土用料必须符合质量要求及规定，喷浆使用42.5级水泥，Φ1~5mm青石子，中粗河砂，喷浆料必须搅拌均匀，喷浆时，速凝剂参量为水泥用量的3‰~4‰，在井下喷浆时，用手撒法掺和；现场每25m打一组观测孔，一组观测孔至少3个且均匀布置。

四、喷浆机操作规程

（1）喷射前先检查井巷掘进断面规格尺寸是否符合设计和作业规程要求。并应认真 检查输管、压风管及水管是否畅通。

（2）用压力水冲刷井巷表面的活石、浮矸。

（3）拆除影响喷射作业的障碍物，对不能拆除的设备要加以保护。

（4）喷射前应先将井巷划分为区段，一般为1.5-2m为一区段，喷射顺序按先墙后拱，先凹后凸，自下而上进行。

（5）喷射厚度在100毫米以上时，应分层喷射，第一次喷墙50-70毫米，喷拱30-50毫米，第二次喷射应在第一次喷射达到终凝后进行。

（6）喷射时，喷嘴应尽量垂直受喷面，喷头按螺旋形轨迹（螺旋圈直径约300毫米）一圈压半圈均匀缓慢地移动。喷嘴距受喷面径常保持在0.8-1.2米。

（7）速凝剂要按规定的比例随喷随掺入搅和料内。

（8）喷射使用的各种材料和配合比必须符合作业规程的要求。

（9）喷射机距喷射地段较远时，应有信号联系。

（10）作好回弹物的回收和复用的准备工作。

（11）处理堵管时，喷头前方不得有人。

（12）喷射厚度达到设计要求后，对喷射后的巷道应做到不少于7天的养护。

五、应用效果

（1）喷射距离远：在压缩空气具备一定的压力和流量下喷射距离可以达到800m，是传统喷浆距离的6-8倍，减少了移动频繁移动喷浆设备，减少人工费用的投入。

（2）与传统喷浆工艺相比，大大减少了人工运输喷浆物料产生的人工费用。

（3）回弹低：喷浆料的均匀输送及可调，回弹料基本控制在10%以内节约成本；

（4）超低粉尘：由于特殊设计的密封结构，喷浆机运转基本不产生粉尘，在易损件寿命范围内机旁粉尘浓度≤4mg/m3，减少了工人产生矽肺病的比例；

（5）无脉冲：由于独特的喷射喂料结构，喷浆机在管路输送非常均匀，枪头喷浆料几乎无脉冲对于喷浆手劳动强度大幅降低；

（6）喷浆量可调：由于给料和喷射单元在液压调节下均可以实现快慢可调。

（7）用于大于100m斜巷、密闭墙、喷浆机不能进入的狭小空间等没有辅助运输设备的位置进行喷浆施工，同时由于超远的喷射距离可以大幅减少移机，对于宽度受限的巷道，可以大幅减少移机工作量，提高掘进速度减少用人。

六、需要改进的问题

巷道光面爆破效果的好坏直接影响了巷道喷浆成型的好坏和喷浆材料的消耗，采用综掘工艺喷浆效果明显高于爆破掘进工艺的效果，喷浆用料也明显低于爆破掘进工艺施工巷道的喷浆用料，故生产中易采用综掘工艺进行生产。由于此设备技术为新型工艺技术设备，维修技术人员需要进步培养和提高，设备备品备件不足等问题需要及时进行改进提高，通过问题的整改此技术定能更好的服务于矿山安全建设和为工人身心健康提供有力的保障。