一、实施背景
传统喷浆材料及作业法在喷浆施工中粉尘量大、回弹量多,严重污染了井下空气和工作环境,并造成一定浪费,影响了锚喷支护新技术的发展与应用。根据调查,喷射混凝土施工中粉尘浓度一般为150mg/ m3左右,使用双罐式喷射机时粉尘浓度会更高,大大超过了《煤矿安全规程》规定的2~l0mg/m3的标准。喷射混凝土的回弹量一般约在35%左右,达不到喷帮15%、喷顶25%以下的标准,其主要有以下不足之处:
1、现有的喷浆工艺是在现场搅拌,造成井下现场粉尘污染,影响井下安全生产,容易使工人得矽肺病,危害极大;
2、占用较大井下宝贵空间,不利于有效扩大井下施工场地;占用较多喷浆操作工人,井下操作人员的增加给安全生产带来一定隐患;
3、喷浆材料粘聚性差,落地回弹料多达30一50%,严重影响喷浆质量;
4、喷浆材料功能单一,不具备防水、柔性,以柔克刚的特性;
5、使用寿命短,极易受地壳变化而形变,造成二次漏水和破坏等;
6、喷浆机密封太差,混料时粉尘太大;
7、喷浆材料混合时配比不易掌握,工人操作随意性较大,影响材料性能的发挥。
二、主要内容
1、作业法特点。该喷浆作业法主要采用新型喷浆材料湿式喷浆技术,减少喷浆回弹率,降低工作现场粉尘。
2、关键创新点。现有的喷浆机械密封性太差,研制并使用一种新型的湿法喷浆机械是现住湿法喷浆作业法的关键。
3、作业路线。该喷浆作业法的主要过程:在地面上的自动计量和搅拌设备中,将处于干燥状态的水泥,砂子,石子以及辅助添加剂(干粉状),进行充分搅拌,混合均匀,装入防潮的牛皮纸袋或塑料编织袋内,一般25一50公斤/袋,用矿车运输到井下作业地点,使用时,只要将包装袋的口撕开,倒入搅拌机中与水混合搅拌好,在井下采用改进喷浆机,进行湿式喷浆作业,这样进一步降低喷浆过程中的回弹及粉尘。
具体施工过程如下 (以试验阶段为例):
①井上混料。采用锥形混合机,一次混料l.0m3,该设备的主要特点是物料混合均匀,物料混合时不产生分层离析现象。该设备安装时采用钢铁支架式结构,将各种物料按比例称量好后,用提升机运到混料机平台上,然后倒入混合机,盖好加料口,打开搅拌开关低速搅拌大约5分钟后经过放料阀放人包装袋,然后装入矿车运输到井下作业地点使用。在井上混料阶段需要两名工人进行各种操作。
②运输。袋装的喷浆材料装入矿车,运输到井下施工地点,摆放整齐。
③喷浆机组。该喷浆机组由湿法喷浆机和混料上料机。
湿法喷浆机 喷射距离为水平40一60米,垂直20米,喷射量为4.3米/小时左右。该喷射机需要的系统风压为0.5MPa,工作风压为0.2MPa,在进行喷浆操作时需要操作手一名。该机有轮胎式和轨道式两种,由于该设备比较重,且井下环境不适合轮胎式方式,因此我们选用轨道式的行走方式。喷浆完毕清理好设备,将井下清水倒入喷浆机,在工作状态下由风将喷浆机内的剩余的喷浆材料清洗干净,清洗的喷浆材料以及污水直接倒人巷道内的排水沟。
混料机 混料机为立式混料机,高度约为1.2米,每次搅拌量为0.3立方米。初步试验时采用人工上料方式,以后逐步试验螺旋输送搅拌的方式。
④混料。将在地面搅拌好的喷浆材料人工倒入搅拌机,每次加入300Kg,即加入6袋,每袋为50Kg的喷浆材料。将材料倒入混料机后,将搅拌用水大约25公斤,用铁桶加入搅拌机,打开搅拌开关,低速搅拌1一2分钟后,放入接料斗后人工加入喷浆机。
⑤喷浆。
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