煤矿支护施工混凝土喷射技术应用

郭 亮

（山西春成煤矿勘察设计有限公司，山西太原030010）

经济与社会的全面发展，对于我国的矿业领域的发展起到了积极的促进作用。煤矿作业环节，需要加强煤矿支护工作的管理，只有该结构达到安全性的要求，才能使得煤矿作业安全性合格。我国的煤矿支护作业阶段，应用最为广泛的技术就是混凝土喷射技术，其有着非常明显的优势，可以让煤矿支护工作更具安全性，还会产生较高的经济效益。

1 在煤矿支护中混凝土喷射技术的应用价值

混凝土喷射技术对于煤矿支护领域有着重要的影响，具体可以从以下几个方面出发进行分析：第一，可以全面地提升煤矿支护工作的质量与安全。随着煤矿领域的发展，湿式混凝土喷射技术被普遍使用，其可以有效地促进混凝土结构抗剪强度提升，可以保证喷射厚度达到规定的要求，符合设计标准的规定让煤矿支护工作得以有效的实施，提高总体的施工效果和质量。煤矿支护工作质量要想满足要求，自然巷道施工的安全性就是极为重要的工作；第二，有着非常高的经济价值。湿式混凝土喷射技术的回弹值是很小的，可以减少施工材料的使用，为企业创造一定的经济价值；第三，社会效益非常高。湿式混凝土喷射技术的合理使用，可以减少粉尘的产生，保证作业人员的生命安全，不仅可以提高环境的质量，还具备较高的社会效益，所以其综合价值是非常高的[1]。

2 工程概况

某矿业集团需要建设一条运输煤的通道，主要应用的是辅助水平胶带项目进行煤巷的建设，胶带大巷总长度为700m，设计使用年限为30年。经过本次工程的试验检测分析，发现该胶带大巷在全部施工结束之后，巷道矿压的显示并不明显，断面收缩也比较有限，且没有出现严重的底鼓问题，锚杆顶锚索的运行情况良好，并未出现严重的损坏或者拉断等问题。经过详细分析发现，该支护巷道掘进之后强度完全能够达到巷道应用的标准，支护形式与参数都能够达到合理性的要求。经过综合分析，技术人员最终确定使用湿式混凝土喷射施工技术进行本次工程的施工。

3 喷射混凝土工艺要点

3.1 施工前准备

喷射施工正式开始之前，喷射机的操作人员需要进行各个设备的检查，保证电源、供压风、供水等符合要求，且可以正常的运行。管道部分达到通畅性的要求，利用人工搅拌设备进行材料的供应，满足喷射机的运行需要。根据中、腰线进行巷道结构尺寸的检测，根据需要先预埋控制喷射厚度的标桩，然后划线进行控制厚度，保证最终喷射施工的质量合格。

3.2 喷射作业

（1）开启总风阀门，并且打开输送速凝剂的压力风阀门，然后打开速凝剂泵，直到最终将速凝剂从喷口喷出来。

（2）开启上料机，保证螺旋上料机达到运行的标准，可以满足正常工作的需要。

（3）开启速凝剂辅助风阀，保证系统运行压力控制0.3～0.6MPa，然后让速凝剂可以在喷头的部位上顺利地喷射出来。

（4）保证喷射正常的进行，首先是打开速凝剂的辅助风阀、总风阀，并且将下风阀打开到2/3的位置上，上风阀全部开启，保证主封路的压力达到0.3MPa，开启设备，将制作符合标准要求的材料通入到管道内，然后进行喷浆作业。

（5）结合运行的情况，做好风压调节，保证喷射速度为0.6～1m/s[2]。

3.3 技术应用

（1）喷浆施工开始前，需要检查确保断面、锚索、锚杆等结构达到质量标准要求，一旦存在任何问题及时处理，达到要求后才能喷浆。

（2）喷射施工环节，保证现场通风、照明等基础条件合格，且钢筋保护层厚度为20～40mm。

（3）喷射施工环节，分片进行作业，然后进行拱顶的顺序进行施工。喷射施工前需要对于墙根结构部分的浮渣，保证直接和围岩结构达到标准要求。

（4）喷浆作业阶段，料斗内材料供应达到连续作业的要求，喷射更加稳定。

（5）正常工作环节，避免比较长的部分，比如钢筋、贴片等进入到料仓内，否则容易导致机器发生损坏事故。

（6）设备使用的压缩空气软管达到煤炭行业的技术要求，符合国家标准，且达到连接稳定性、牢固性的要求，不会在施工中出现断裂或者脱离的问题。

（7）现场施工噪音为85dB（A），需要采取措施降低噪音，以免给人的身体产生不利的影响。尽量地选择使用噪音比较低的产品和设备，并且做好喷射机的维护与保养，保证作业时间控制在合理的范围内。

（8）在设备煤矿井下作业环节，随时了解顶板的运行实际情况，避免出现突然下落或者碎石掉落等问题，保障工作人员的生命安全。

（9）设备各个部分连接的电缆完全达到系统运行的要求，且符合国家标准，有质量证明文件，没有任何的缺陷，可以满足现场施工需要[3]。

（10）辅助水路压力控制在0.36MPa以下。

（11）对于管道阻塞的问题，在处理中，应该保证合理地清理堵塞的施工材料，确保管道可以正常的运行，不会影响正常的施工。

（12）减速器排气塞的周边空间中需要做好清理处理，达到通畅性的要求，且要预防因为电机窜油而导致电机损毁的问题发生。同时还应该禁止使用水来冲洗电机部件，否则容易导致短路的问题，造成巨大的事故和损失。

（13）喷射全部施工后，要做好养护处理，时间不少于28d，保证结构湿润度合格。

（14）入料口需要安装连续转动的转子，手不能进入到料口内，如果需要维修处理，应该在停机状态下进行。

（15）初喷厚度30～50mm，每一次喷射施工需要临近在工作面三排锚杆留出，不能进行封闭处理。顶部喷射的距离应该控制在10m 以内，复喷作业应该保证滞后距离应该限定在40m以下，回弹率不能超过10%。

（16）间隔20m 需要设置一组厚度检测孔，每组总计需要设置三个。做好配合比的控制，执行实验室报告要求。

（17）施加预应力：注入锚索30min 以后，根据需要在现场设置锚索托梁与锚具的结构部件，然后进行张拉千斤顶、张拉电动泵等操作，保证换向阀调整到规定的位置上。将现场设置的锚索直接插入到千斤顶中进行张拉施工，达到稳定性的标准，根据需要将锁片调整到规定的位置上，由专人进行千斤顶张拉施工，电动泵增压到1～2MPa，千斤顶锁紧钢绞线后，人员离开作业现场。保证在施工现场5m范围内没有任何人员，再开启电泵增加到锚索的预紧力，然后打开泄油阀，取出千斤顶[4]。

（18）清理整修：风钻和煤头剩余的支护材料需要及时地从巷道内部清理出来，然后了解顶帮支护的状态，如有不合理的情况，需要及时地调整处理，保证现场施工合格。

（19）巷道坡度要求：现场作业阶段，需要保证沿着每层顶板开始掘进作业。如果构造比较特殊，所设置的坡度控制在±10°以内。在施工阶段，煤头50m 以外的浮煤清理掉[5]。

3 结束语

煤矿井下喷射混凝土施工技术，做好施工材料的控制，准备符合工程要求的施工机械，加强设备管理和控制，提高施工工艺技术水平，最终可以保证混凝土喷射施工质量合格，为煤矿开采安全、稳定地进行奠定坚实的基础。