湿式喷浆在安徽开发矿业的应用

张大刚，李 磊

（五矿矿业（邯郸）矿山工程有限公司，河北 邯郸 056000）

1 工程概况

安徽开发矿业李楼铁矿支护方式主要为素喷、锚喷、锚网喷支护。每月喷浆支护需求为1300m3～1500m3，支护需求较大。目前，李楼铁矿喷浆工艺为干式喷浆，采用PZ—7型喷机，作业效率为6m3/班，作业效率较低，如要满足生产衔接需求，需组织8个作业班组进行施工，对生产组织的正常进行提出了严峻的挑战。由于现场喷浆作业环境差、时间长、劳动强度大，加上沿脉巷及采场延伸造成供风困难、通风条件差等问题，喷浆人员一直在更换，造成井下喷浆支护严重滞后，既满足不了当期任务，也难以弥补往期欠账，目前已经直接影响井下采矿均衡持续生产，支护工艺改进和完善迫在眉睫。

2 湿式喷浆台车简介

为弥补支护欠账，保证掘支平衡，购进挪曼尔特MF050湿式喷浆台车一辆，搭配两台挪曼尔特MF100水泥罐车运输喷浆料。

MF050湿式喷浆台车尺寸为：长*宽*高*（mm）=11700*2000*2550，理论喷射能力为3m3/h～27m3/h，在国内相关矿山喷射效率达到了8m3/h～12m3/h。喷射机械手喷射高度为9.5m，喷射宽度为8m，喷嘴可360°旋转，可满足李楼铁矿井下所有规格巷道的支护条件。每班配备台车操作手1名，放料工1名，罐车司机2名。

3 湿喷工艺简介

湿式喷射混凝土工艺采用预拌混凝土，将搅拌好的混凝土供给湿喷机，由湿喷机提供动力把喷浆料通过管路输送至喷嘴处。喷嘴附近的压缩空气（含有一定比率的外加剂：液体速凝剂）将喷浆混凝土喷涂到受喷面上，达到良好的喷浆包裹、支护及时等效果。

3.1 工艺流程图

湿喷工艺流程见图1。

图1 湿喷工艺流程图

3.2 材料选用及配合比

湿式喷浆料为拌好的湿料，由水泥罐车运送、卸料至喷浆台车接料口。主要用料为水、水泥、砂子、石子、外加剂。水泥选用42.5普通水泥或硅酸盐水泥，用量不小于360kg/m3。最大水胶比不大于0.55。砂子为Ⅱ区砂，细度模数2.5～3.2，石子为连续级配的碎石或卵石，公称粒径5mm～10mm，最大公称粒径不大于12mm。速凝剂以无碱速凝剂为宜，用量为胶凝材料的4%～7%。考虑到拌好的湿料在运输途中可能会发生离析、泌水等情况，适量添加减水剂，以保证其和易性。

3.3 喷射作业

3.3.1 准备工作

班组接班后将喷浆台车开至作业面，检撬顶板，清洗岩面，除去岩面的碎块，以保证喷射质量。有明显渗漏水地段应事先做好防排水处理。

3.3.2 喷射工作

喷射开始后，保证喷嘴距岩面1m～1.5m为宜，喷射角度尽量垂直于岩面。同时，注意观察混凝土与速凝剂的泵速，以保证速凝剂用量的合理。喷射时自下而上，先墙后拱，喷嘴呈螺旋形转动。

3.3.3 清洗工作

喷射结束后，清洗车辆及输送管道、喷嘴部位，确保车体内没有混凝土残留，影响后续施工。

3.4 质量控制及注意事项

混凝土要有较好的和易性。和易性通常包括流动性、粘聚性、保水性三个方面。流动性反映出拌合物的稀稠程度。若混凝土拌合物太干稠，则流动性差，回弹率较高且容易发生堵管。若拌合物过稀，则流动性好，但容易出现分层离析现象，喷射过程中会出现跌浆现象。主要影响因素是混凝土用水量，通过控制合理的水胶比来保证其流动性。若混凝土拌合物粘聚性不好，则混凝土中集料与水泥浆容易分离，造成混凝土不均匀，主要影响因素是胶砂比。保水性是指在新拌混凝土具有一定的保水能力，在施工过程中，不致产生严重泌水现象的性能。

4 湿式喷浆与干式喷浆对比

4.1 支护效率

干式喷浆使用PZ-7型干式喷浆机，人工送料作业效率为6m3/班。MF050湿式喷浆台车最大喷射效率可达27m3/h，根据现场施工情况，平均作业效率可达10m3/h，考虑到水泥罐车运输时间、工作准备时间、车辆清洗时间，作业效率可达24m3/班～30m3/班。湿式喷浆效率为干式喷浆的4倍～5倍，大大提高了作业效率。鉴于目前安徽开发矿业李楼铁矿生产衔接紧张、支护需求较高的现状，湿式喷浆是解决支护滞后、提升支护能力的有效途径。

4.2 工作安全性

干式喷浆机人工喷浆施工时，持喷头的操作人员需站在未支护成型的顶板下，特别在围岩破碎部位，急需临喷，人员施工存在风险点，尤其是塌陷严重超高部位，人工无法进入，喷射高度有限，很难进行有效的支护，支护进度缓慢。

采用台车进行抢支时，因喷浆台车的喷射高度最高可达9300mm，喷头距离工作面近，但操作人员是站在10m以外的地方遥控操作，远离了危险区，可通过调节喷浆工作臂和喷头的高度和角度，较容易使得混凝土支护成形。同时调整混合料配比、加快支护料速凝时间，等到围岩稳定后再次进行永久支护。保证了施工人员的安全，避免了在支护时出现人员的伤害，大大提高施工作业的安全系数。

4.3 作业环境

湿式喷浆台车回弹率低，能有效地降低空气中粉尘浓度，从而可以大大降低喷浆过程中灰尘的颗粒，减少巷道中漂浮颗粒污染，改善了工作环境，保障了职工身体健康。

粉尘浓度对比见表1。

表1 粉尘浓度对比表

4.4 操作与劳动强度

湿式喷浆混凝土拌和物在混凝土拌和站按需要的坍落度拌和好，用水泥罐车运至喷浆台车旁直接注入喷浆台车进行喷射，辅助工只需按动按钮就可以将拌合物送至喷浆台车接料口，劳动强度大大降低。喷射手在喷头处无需再加水，操作简单，且混凝土容易得到保证。

4.5 工程质量及成本

喷浆效果对比见表2。

表2 喷浆效果对比表

湿式喷浆的拌料由水泥罐车运输并直接卸料至喷浆台车接料口，不存在材料浪费情况，可有效控制工程成本。喷浆料为商混站按标准配合比配制，投入使用前均进行了坍落度、试块强度的检测，可以保证工程质量。现场测试喷射后的混凝土均匀性好，密实度好，强度高。

4.6 经济性对比

经济性对比见表3。

表3 经济性对比表

每立方喷浆成本，湿式喷浆较干式喷浆低435元，按每年喷浆10000m3计算，每年可节约成本435万元。如果加上物料的回弹浪费，节约的更多，需要进一步对经济性详细研究与分析。

5 结语

湿式喷浆已被国家列入第三批煤矿禁用设备，自2012年1月27日起正式禁用。说明湿喷工艺代替干喷工艺是混凝土技术发展的必然趋势。而通过上述湿式喷浆与干式喷浆工艺的对比可以得出：湿式喷浆相比干式喷浆在地下矿山施工中具有作业安全、环境粉尘低、节省物料、物料拌和均匀、性能稳定、工程质量高等一系列优点。因此，推广使用湿式喷浆是行业发展的趋势，也是企业发展的必然。