煤矿井下喷射混凝土减尘降弹技术

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发布时间：2021-10-09

资料介绍

简要介绍了国外混凝土湿喷技术的应用，并分析了混凝土喷射过程中产尘及回弹影
响因素。结合开滦东欢坨矿采用 PC6UK型转子式潮喷机和 SXW 系列湿式振弦捕尘器、陶粒土做骨料
进行喷射混凝土支护减尘降弹工艺和特点。提出了在进行喷射混凝土配合比设计时，应对配合比主要
参数进行分析，掌握参数变化对质量的影响．采取有效措施可以控制粉尘和回弹量。
[关键词 ] 喷射混凝土；湿喷；减尘降弹；配合比
【中图分类号]TU643[文献标识码 ]B [文章编号] 1006—6225 (2010)04 0057-03
Technology of Dust-reduction with Sprayed Concrete in Underground M ine
煤矿井巷喷射混凝土支护已成为矿井的主要支
护方式和重要工艺环节。但在我国混凝土喷射作业
中，不同程度地存在粉尘大、回弹率高、质量不稳
定等问题。作业粉尘已成为矿井生产过程中的主要
尘源之一，其危害甚至比瓦斯爆炸、冒顶、水灾等
重特大事故造成非正常减员更严重。回弹率高、材
料浪费严重是锚喷支护作业长期存在的另一问题。
据统计，采用一般喷射混凝土装置，常规泥、沙、
水的配合比，矿山巷道喷射混凝土回弹率高达
35％～40％。
在国外，为解决粉尘危害和回弹率问题，湿喷
技术得到广泛运用，美国 challenge公司开发的挤
压泵送湿喷混凝土的回弹率仅为 5％～8％，施工
粉尘量显著减少，抗压咀度达到 28MPa；德国生产
的一种双罐式喷射机使工程作业效率提高了 80％
以上。理论和实践表明，湿喷作业能有效降低粉尘
浓度和回弹率，提高喷射混凝土的质量，但由于湿
喷机具结构复杂庞大、操作维修复杂、后配套设施
(混凝土的配料、搅拌等 )不完善等原因，在国内
煤炭行业仍未普遍推广使刚。为解决喷射混凝土支
护中的粉尘和回弹问题，近年来我国进行了潮喷技
术研究，改进喷浆工艺，使潮喷工艺喷射能力提高
了 20％，平均回弹率和粉尘浓度有较大降低 (如
回弹降至 20％，粉尘浓度降低至 20mg／Ill )，但仍
没有彻底解决锚喷支护回弹和粉尘浓度的问题。
1 混凝土喷射产尘及回弹分析
采用干喷或一般潮喷方式喷射混凝土时，粉尘
主要在上料、喷射机旁、喷头处产牛。上料时的粉
尘是由于人工开放式作业产生；机旁粉尘则是由于
喷射机结合板和忖板问磨损造成在该处漏风跑尘。
喷头产生粉尘原因是：拌合水主要在喷头处与干料
混合，水、料接触时间短，水、料拌合均匀度差，
未拌合均匀的水、料混合物即被高压空气输送出喷
出口，产生剧烈体积膨胀，从而把未润湿的干水泥
粉和已润湿的湿水泥粉分别吹散成干尘和湿尘，湿
尘较快沉降，而干尘则在喷头附近形成尘雾，由于
界面张力的影响，微小的于尘表面形成空气膜。尘
粒越小，空气膜越牢固。这种空气膜阻碍了水分对
尘粒的湿润和凝聚，使得在空气中飘浮的微小于尘
既不易凝聚也不易与水雾碰撞变成湿尘沉降。
大量的资料和实践表明，采用干喷或一般潮喷
方式喷射混凝土时，影响回弹量的主要因素有：喷
混凝土配合比和骨料级配；最大骨料粒径；施工中
对喷射距离、角度及风量的控制；外加剂、外加材
料的品种、掺量及掺加方式。前三项与现场施工有
关，后一项的掺加方式可通过喷射机的结构设计予
以实现。
2 开滦东欢坨矿减尘降弹
2．1 工程概况
开滦东欢坨矿一690m水平井底巷道主要岩性
为灰色、灰白色的中砂岩和浅灰、深灰色的粉、细
砂岩，主要矿物成分为石英、长石等，次为黑色岩
屑。巷道涌水量较大，涌水量为 15．16m ／min。巷
道为半圆拱形，毛断面 19．6m ，净断面 17．8m ，
地脚深度 50ram，水沟侧地脚深度 280mm。采用锚
杆、钢筋网、喷射混凝土支护形式。