聚丙烯纤维混凝土喷层在矿业工程中的应用分析

赵小冬

【摘要】在煤矿开采中，由于表层开采严重，煤矿开采越来越向深部发展，传统的混凝土喷层已经难以满足煤矿开采的需要。因此在煤矿开采的过程中，利用聚丙烯纤维作为煤矿巷道混凝土喷层的辅助和强筋，能有效地解决这个难题。

【关键词】聚丙烯纤维；混凝土喷层；煤矿作业

近年来，煤矿开采过程中出现了诸多问题，表层煤矿开采的难度加大，人们开始注重深度挖掘煤矿开采的范围，不断进行深层次的开发。随着开采深度的不断扩大，所面临的压力和破坏力也越来越大。传统的混凝土喷层凸显了自身的弊端，传统的混凝土喷层难以较好地保障煤矿开采的需要，难以发挥稳定的支护作用。造成这种问题的原因在于混凝土的独特特性，传统的混凝土喷层相比聚丙烯纤维有比较强的脆性，在压力作用下很容易发生崩裂、断层等事故。因此在煤矿开采过程中，为了较好地保障煤矿巷道的压力符合施工标准，应该不断提升混凝土喷层的质地，通过改变混凝土喷层的特性来提升其支护支撑作用。运用聚丙烯纤维能够有效地保障矿业工程中的巷道压力，确保煤矿开采的要求。

一、在煤矿开采过程中利用聚丙烯纤维混凝土的优势

聚丙烯纤维是切割后短而细的分散性纤维，是由多种高性能掺合物构成的一种新型建筑材料。在实践作业中，利用这种新型的材料，能够有效地提升矿业工程的安全性能，能够有效地保障矿业工程的施工质量，能够提升煤矿开采过程中的生产安全。将这种材料运用到煤矿巷道的喷层作业中，能够有效地发挥这种材料本身的特点，能够提升巷道的压力支撑，能够提升深层巷道在多方作用下的拉伸力，有效地提升巷道支撑的位移或者错位，有效地保障煤矿开采的安全。同时将这种新型的材料运用到煤矿作业中，还能够有效地提升混凝土本身的性能，改变混凝土单一的性质，使混凝土结构的稳定性增强，通过喷层作业还能增加喷层的厚度，增加的混凝土喷层本身就能够实现对混凝土巷道的保护和支撑作用。这种材料之间的密度较小，粘稠度较高，在喷层完毕后，可以互相粘连，确保混凝土喷层整体结构的稳定性，确保混凝土喷层在煤矿巷道上的粘附作用，有效地提升混凝土喷层的支撑作用。此外，这种新型材料施工相对简单，材料可以长时间储存，在运输的过程中也不必额外对其进行有效的防护。采用水降解纸袋包装，该包装直接投入搅拌机，搅拌时间不超过5min ，即可使纤维均匀分布于拌和料中。基于这些优点，为了提升煤矿作业的安全性能，这种新型材料已经逐渐取代了传统的材料，成为矿业工程中的主要材料，并发挥着非常关键的作用。

二、聚丙烯纤维混凝土喷层的应用分析

随着煤矿开采深度的不断增加，传统的混凝土喷层材料越发凸显其弊端，新型的聚丙烯纤维材料较好地弥补了传统材料的弊端，因优势明显，特点突出，被广泛地利用在矿业工程中。本文将以实际案例来分析聚丙烯纤维混凝土噴层的应用分析。本文选取山西省孝义市一矿井的改造工程，地表煤矿层开采严重，矿井不得不向下发展，因巷道所受的压力较大，附近的地质环境相对复杂，传统的巷道支护已经无法继续发挥保护作用。为了提升巷道的支撑作用，为了保障矿井的安全，需要采取聚丙烯纤维混凝土喷层，有效地改良巷道的支撑作用。

1、施工前的准备工作

在该新型材料正式施工前，为了有效地保障施工进度，为了提升施工的质量，需要做好施工前的准备工作，有效地提升施工的安全性。首先，需要将存储好的材料合理有序地进行施工现场，加强对施工材料的质量抽检，避免质量低劣的施工材料进入搅拌料中，对于不符合施工质量的施工材料要及时淘汰。其次，在正式作业前，还需要人工通过相关的机械设备对巷道的喷层表面进行一定的清洗作业，避免巷道表面杂质过多，影响喷层的质量，降低混凝土的依附性。此外，在喷层正式开始前，需要技术人员对喷射机进行科学的检查与维护，并通过技术手段来做好调试，确保喷射机始终保持在良好的性能状态上。最后，在喷射机正式启用前，还需要做好喷射管的检查与测试，一般采用清洁水作为检测材料，以确保喷射管的疏通。

2、施工中的操作环节

在聚丙烯纤维混凝土喷层作业中，应该遵循一定的操作环节，严格按照操作环节进行科学的施工，以此来提升混凝土喷层的质量。首先，需要按照规范对材料进行调和配置，材料的选用要科学，材料的使用量要标准规范，在纤维材料的搅拌过程中，要把握时长，保障纤维能够全面地与其他材料匹配，一般为三五分钟。其次，在具体的喷射过程中，要采用规范合理的喷层顺序，喷层顺序如果出现混乱，那么矿业工程的巷道修复也将受到严重的影响。孝义市的这个巷道工程年久失修，巷道表面坑洼严重，在喷层作业中，尤其需要处理好凹凸表面。因此在第一次喷射中，需要将凹凸表面进行垫平作业，一般的喷层顺序是通过自下而上的顺序，采用螺旋式喷层作业，这种喷层方法可以在作业过程中，有效地处理好凹凸面。然后依次顺序，进行往返喷层作业，提升喷层的覆盖面。此外，在喷层作业中，要保障喷射管口与巷道面之间的距离，一般以1米左右为准，同时喷层管口要与巷道口保持垂直。最后在喷层作业中，要确保喷层的速度和时间。 喷层的时间往往因地制宜，该煤矿巷道年代久远，尤其需要在喷层作业中，保障混凝土喷层的厚度，因此在喷层时间上往往需要耗费较多的时间，不过由于混凝土材料本身的特性，在一次喷层结束后，可以根据规范的厚度进行补充喷层。

3、喷层作业中的应急处理

在喷层作业过程中，存在着很多的突发应急情况。如果对于应急情况处置不科学，很容易造成停工，甚至返工问题。因此在喷层作业中，一旦发生停水、停电、停料等问题，要及时地采用应急处理。将喷层管口远离巷道，并做好巷道表面混凝土材料的保护，避免其脱落。

4、施工结束后的养护管理

针对矿业工程中的巷道喷层作业，与其他混凝土施工作业相同，在施工结束后都需要做好一定的科学的养护管理。因此在新型材料喷层作业完毕后，要定期在表面进行浇水作业，保证在混凝土凝结的过程中，表面始终有充足的水分。

总结：

在矿业工程中，聚丙烯纤维混凝土喷层具有的独特的优势，利用这种材料能够有效地保障巷道的安全，有效地提升巷道的支撑作用。在利用新型材料改造矿井巷道时，需要做好准备工作，把握好喷层顺序，并做好养护管理，综合提升这种新型材料的使用作用。

参考文献：

[1]姚传勤，聚丙烯纤维混凝土喷层在矿业工程中的应用[J]，安徽理工大学学报，2012年6月；

[2]童建军，聚丙烯纤维网湿喷混凝土施工方法[J].铁道建筑，2004（ 11）：37-39.