矿用湿式喷浆工艺及技术

【摘要】为提高煤矿巷道喷浆的工作效率,同时又能降低职工的劳动强度,降低喷浆时的粉尘浓度,改善工作环境,并对现场湿喷机应用情况和相应的湿喷技术工艺的使用效果与普通干喷进行了对比分析。

【关键词】混凝土潮喷；湿式喷浆机；湿式喷浆工艺

一、 喷射混凝土支护的作用

喷射混凝土具有较高的力学性能和良好的耐久性，能大幅度地提高岩体承载力，加强整体性。同时，在混凝土高速喷射状态下能使砂浆进入带加固的孔隙和裂缝中，使原结构得到一定恢复。

二、喷射混凝土的方法

现阶段我们所了解的混凝土喷射方法主要有干喷、潮喷和湿喷三种。

所谓的干喷，是在喷枪上才加水，经过枪管短距离的混合搅拌，就喷射到围岩上。由于干喷工艺的拌料是在施工现场人工进行，没有加水，所以拌料工作相对较简单一些，人工劳动强度也不大；整个工艺简单易操作便捷。

但水与干料的混合不够均匀，喷射形成的混凝土质量不稳定，强度很低。特别是干料搅拌、上料和气力输送，都极易造成粉尘飞扬；在喷枪出口，未吸水的水泥和速凝剂也伴随压风喷出，产生大量的粉尘。严重污染环境和影响人体健康。现已属于淘汰工艺。

所谓的潮喷，是在搅拌喷浆料时加入少部分水，潮喷技术仍存在水与干料的混合不够均匀，大部分水泥和速凝剂没有得到充分的水解问题，喷射形成的混凝土质量也不够稳定，强度很低的弊端没有改进；另外，潮喷的拌料增加了难度与劳动强度，现未能得到普遍的推广应用。

所谓的湿喷，是在喷浆料加入喷浆机之前就进行加水，制成真正意义上的砂浆或混凝土，采用压风或泵送工艺，实现喷射砼的工艺要求。

采用湿喷技术，整个喷浆过程中不易产生粉尘，彻底解决了粉尘的危害；但增加了砂浆或混凝土拌料的难度，所以大型建筑工程中应用比较广泛，在煤矿井下，还没有被广泛使用。

三、湿喷工艺的种类与发展

为解决喷浆工艺中粉尘的产生污染与对人体的危害和提高喷浆质量，各国分别开发出一系列的湿式混凝土喷射机。根据湿式混凝土喷射机的工作原理，分为泵送型及气动型两大类。

1.气送式湿式混凝土喷机这类湿喷机是利用压缩空气将物料在管路中以“稀薄流”的形式输送至喷嘴直接喷出。 代表机型：英国COMPERNASS-208型湿喷机 ，该机为并排的两个罐，一个喷射，一个备料。通过气动设备引入的压缩空气将拌和料喷射出去。这种湿喷机的缺点是上料比较麻烦，罐内清理不方便。

2.泵送型湿喷机这类湿喷机是利用泵送工艺技术，混凝土通过管路泵送到喷射地点附近，然后接入压风并加入速凝剂进行喷砼作业，代表机型：柱塞泵式湿喷机，这种湿喷机是将柱塞式混凝土泵作为基本机体，通过柱塞、管道将混凝土输送到喷枪，配上压风、液体速凝剂将混凝土喷射出去。这类湿喷机一般较笨重，但输送距离长。在一些大型水利工程中使用的，如瑞士MEYNADIER公司的Robojet041型混凝土喷射机。

3.国产湿式混凝土喷射机SPZ-6型湿式混凝土喷射机是由北京矿冶研究总院研制成功的一种气送转子式湿式混凝土喷射机，工作原理与瑞士阿利瓦280机型相似，其转子由电动机经减速器带动旋转。

TK-961型湿式混凝土喷射机是铁道科学研究院西南分院近年来研制的一种转子活塞式湿喷机，该机利用一组活塞将湿拌料推送至机器混合室，经与空气混合后，通过软管输送到喷嘴，在喷嘴处掺加速凝剂后喷出。现在主要铁路等工程中应用。

目前，国内研究试用较多的是柱塞泵式湿喷机，主要有三一重工、湖南飞翼、山东科大、河北邢台及山东、湖南的一些机械厂家。

4.湿式混凝土喷射机推广应用中需解决的一些问题目前，由于湿喷技术具有明显的优势，湿式混凝土喷射机有各工程中的应用亦越来越多。但是，由于存在着一些尚待解决的问题：

（1）现阶段湿喷技术的发展，多数为地面搅拌，设备体积大，运输复杂，在井下，搅拌与运输仍然制约着湿喷技术的推广；（2）湿式混凝土喷射机多采用液体速凝剂，该液体速凝剂价格较高，冬天不易保存；（3）湿式混凝土喷射机作业时，配套设备多，操作及维修比干喷机复杂，设备投资较高；（4）劳动力成本及人们的健康与环保意识低，特别是对工程质量意识尚待提高。

以上因素使湿式混凝土喷射机在国内的推广受到一定程度的限制。随着职业病意识的加强，以及人们对喷射混凝土施工质量更高的要求，湿式混凝土喷射机必将越来越多地取代干式混凝土喷射机而成为喷射混凝土作业的主要机具。

目前，制约我们煤矿推广应用的主要因素，一是设备入井防爆及煤安认证的问题；二是井下混凝土机械拌料或运输问题；三是设备价格的问题。

工作重点：一是要学习消化吸收柱塞式混凝土泵的工作原理，掌握技术参数、操作与维护要领；二是研制加工自动配比的螺旋混凝土拌料机；三是改进混凝土管路末端的混凝土、液体速凝剂和压风的配送混合器；四是制作符合安标要求的承载行走底盘。

应用场合：该湿喷机除用于井下混凝土喷射施工外，还可用于发碹混凝土的泵送、井下注浆、防灭火材料的泵送、快速密闭的施工、沿空留巷、进行采空区充填、快速封闭废弃巷道、壁后充填、铺设底板等多种用途。同时，也可在地面进行混凝土施工使用。

【参考文献】

[1]陈恢翰.PC6型高效潮式混凝土喷射机的研究.煤矿机械，1997.6.

[2]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.

[3]吕刚.泵式混凝土湿喷机性能参数分析与计算《西安建筑科技大学》，2003年.

【作者简介】

王再武 ，男，出生年月：1971年6月，汉族，单位：龙煤集团双鸭山分公司新安煤矿，本科学士，职称：助理工程师。