降低锚喷巷道喷射混凝土回弹率的措施

王上飞 孟献歌 苗良磊

摘要： 巷道支护形式中锚喷支护是一种成本较低而施工效率较高的支护方式，它已经越来越广泛地应用在井巷开拓掘进施工中，而最大限度地降低喷射混凝土回弹率，是保证锚喷支护的质量和低成本的主要手段。此外，降低锚喷巷道喷射混凝土回弹率对于井巷的文明卫生及职工个人的身体健康也尤为重要。河南能源化工集团城郊煤矿采取了一系列的措施来降低锚喷巷道喷射混凝土的回弹率，取得了比较好的效果。

关键词：降低;锚喷巷道;回弹率

1.影响喷射混凝土回弹率的因素与现状分析

1.1 风压、水压控制不好，喷射距离过大或过小;

1.2 喷射顺序不合理;

1.3 一次喷射厚度过大，未分层喷射（喷射分层过多不在此列）;

1.4 外加剂添加不规范、不均匀;

1.5 喷射手责任心不强或操作不熟练;

1.6 地面混合料配比不合理或不均匀;

1.7 井下水泥掺拌不均匀;

1.8 巷道成型不规整，受喷面凸凹不平。

1.9 影响回弹率的其它因素。

2.降低喷射混凝土回弹率的措施及理论分析

2.1 混凝土配合比和外加剂用量要符合要求[1]，掺拌均匀

（1）砂石粒径符合要求。砂为中粗砂，细度模数不大于2.5（粒径0.25-1.5mm），石子粒径5-15mm。

（2）降低石子配比和增加速凝剂用量可在一定程度上降低回弹率，但对混凝土强度有影响，因此必须严格控制。重量配合比一般取水泥：砂：石子=1：2：2，石子用量可降低为1.5-2。如有条件，喷射巷帮与拱顶时，可分别配料，帮部配合比=1：2.5：2，拱顶配合比=1：2：1.5。

（3）速凝剂用量一般为水泥用量的2%-5%，可增加混凝土的塑性与粘性，但用量不宜超过5%，否则会降低混凝土的后期强度。

（4）水泥与混合料的掺拌、速凝剂的加入量等均必须均匀。提倡地面使用搅拌机配料，井下使用搅拌机拌料。井下人工拌料时，掺拌不少于2遍。

（5）速凝剂加入要均匀，要将一袋速凝剂均匀掺入一车混合料中。

2.2 合理控制水压与水量，充分湿润拌合料

水灰比一般取0.4-0.45，水压要比风压高0.05-0.1MPa，以保证喷头处的水环能充分湿润高速流过的拌合料。由于喷射工艺过程无法定量加水，只能靠喷浆手的经验操作。水量不足，扬尘大，喷层表面出现干斑，回弹率大;水量大，喷层容易产生滑移、坠落或流淌。

2.3 风压与输料管长度相适应，降低管道效应

（1）风压一般控制在0.2-0.4MPa。风压过小，喷射速度慢，射捣无力，石子不易嵌入灰浆而发生回弹，还易堵管;风压过大，喷射速度快，喷浆料对岩面的冲击力大，也易发生回弹。

（2）要正确区分喷浆机工作风压与喷头工作风壓。喷头工作风压与管路损失风压之和等于喷浆机工作风压。理想的喷头工作风压，料束集中，混合料不产生分离现象，料束冲击力适宜，反射现象小，粉尘浓度与回弹率低。理想的喷头工作风压以0.06-0.08MPa为宜。

（3）管路的风压损失与管路铺设及连接质量、管路输料距离、管壁光滑度等因素造有关。在管路一定的条件下，管路铺设要平直、接头要严密，以降低风压损失;另外，钢管比胶管管壁光滑，输料顺畅，风压损失小。统计数据显示，2吋钢管的百米风压损失如下：

上山16.5° 0.26-0.28 MPa      下山16.5° 0.15-0.17 MPa

上山24°   0.41-0.44 MPa     下山24°   0.13-0.15 MPa

平巷       0.18-0.21MPa

（4）输料距离不宜过远，否则管道效应增大。混合料在风压输送过程中，虽然颗粒重量差异大，但所受的作用力相同，因而，水泥、砂子、石子在管道内活动的范围和状态不一样，通常水泥在管道上部做悬浮运动，砂子在管道中部做半悬浮运动，石子则在管道下部做滚动运动，这样就将原来搅拌均匀的混合干料重新分离开。管路越长，风压对混合干料产生的作用力时间也越长，混合干料分离现象也就越严重，这种现象称之为“管道效应”。为降低回弹率，要根据施工条件选择合适的输料距离，以减少“管道效应”。

（5）合理的风压和输料管长度，不易堵管，喷射速度快，回弹小。实践证明，定期前移喷浆机，保持输料管长度在20-30m左右，控制好风压，能有效降低回弹率。

2.4 喷射手的责任心与操作水平是影响喷射混凝土回弹率的关键

（1）喷头与受喷面距离以0.8-1.0m为宜，喷头距受喷面距离较大时，从喷头出来的料束面积大，混合料按颗粒重量产生分离运动，水泥和砂子沿直线运动，石子沿抛物线运动，遇岩壁后反弹落下，粉尘浓度与回弹率均提高。

喷射角度尽量垂直受喷面，最小不低于75°。

巷道高度大于3m（如喷巷顶）时，可搭设工作台，保证喷头距受喷面的距离及角度符合要求。

（2）喷头由下而上呈螺旋轨迹移动，轨迹直径200～300mm，一圈压半圈，以降低管道效应。

（3）控制一次喷射厚度。顶部可三次成巷，一次喷厚30-40mm，累计喷厚80-100mm;帮部可两次成巷，一次喷厚40-50mm，累计喷厚80-100mm。

2.5 严抓光面爆破，提高巷道成型，减少受喷面的凸凹不平能有效降低喷射混凝土回弹率

参考文献：

[1]张应力.现代混凝土配合比设计手册[M].北京：人民交通出版社，2002.

作者简介：王上飞（1991-），男，河南商丘人，助理工程师，2012年毕业于中国矿业大学（徐州），现从事煤矿技术管理工作。