现代隧道湿式喷浆技术在矿井巷道施工中的应用.pdfVIP

现代隧道湿式喷浆技术在矿井巷道施工中的应用

【摘要】为合理解决什林煤业当前矿井普遍采用的潮式喷浆

工艺存在粉尘大，功效低，回弹率高、劳动强度大等问题，面对当

前矿井辅助运输的胶轮化和对喷射混凝土的新要求，通过对现代隧

道湿式喷浆技术的引进、消化与吸收，为矿井下一步喷浆工艺的改

进提供了新路径。工程实践表明：在矿井巷道施工中采用湿式喷浆

技术实现了单进水平和喷浆质量的较大提升，取得了良好的经济技

术效益。

【关键词】现代隧道湿式喷浆技术；矿井；半机械化作业模式

井巷开拓作为矿井日常生产的重要组成部分，巷道掘进及锚网

支护技术已较为成熟。但当前矿井普遍采用的潮式喷浆工艺存在粉

尘大，功效低，回弹率高、劳动强度大等问题，严重制约着矿井单

进水平及综合效益的提升，而湿式喷浆工艺已在我国现代隧道施工

中得到了广泛应用，其优越的施工工艺，得到了广泛的认同。面对

矿井辅助运输的胶轮化、巷道断面的大型化和对喷射混凝土的新要

求，湿式喷浆工艺为下一步煤矿喷浆工艺的改进指明了新路径。

1.现代隧道湿式喷浆技术

1.1湿式喷浆技术原理

湿式喷浆机主要由混凝土泵、电气系统、机械手、速凝剂泵组

成，并配有搅拌设备。据了解，由中铁岩峰成都科技有限公司研制

的ps5i-h转子式混凝土喷射机采用国内外独创的转子活塞——凸

轮喂料机构,彻底解决了湿拌成品混凝土物料在转子料腔内的粘结

堵塞问题，实现了小团粒喂料、管道内均匀稀薄流均匀连续的输送

和速凝剂添加的定量控制。该产品设计合理，结构简单，技术先进，

达到了国内领先水平，为井下湿式喷浆工艺的研究应用提供了设备

保证。

由于湿喷工艺喷射的是成品塑性混凝土，因此可以充分应用混

凝土技术发展成果，发展复合材料技术，为发展井下用高性能喷射

混凝土奠定实践基础。

1.2湿喷技术在现代隧道施工中的应用

铁路隧道工程中广泛使用湿式喷浆机作业，山西中南部铁路通

道发鸠山及南沟口隧道位于安泽县及长子县境内，由中国中铁五局

承建。工程围岩等级属v、vi类，隧道围岩以三叠系下统和尚沟组

砂岩，泥岩互层为主，泥岩遇水易软化，砂岩垂直节理发育，受节

理切割，易形成块状，岩体较完整，埋深约50-100米，断面100m2，

隧道采用上下台阶光爆施工，采用锚网喷进行初期支护处理，架棚

钢筋混凝土砌筑作为二次支护的支护方式，初喷厚度约3—5mm，复

喷厚度到棚子外沿，厚度约30mm,喷浆机采用成都岩锋科技公司生

产的tk系列湿式喷浆机，喷浆料采用混凝土罐车运输，汽车自动

上料，经现场调查工作面粉尘较小、喷浆回弹率在20%—30%之间，

混凝土强度在c25-c30之间，喷浆工作效率较高，工人劳动强度低。

2.在矿井施工中的应用性研究

2.1矿井概况

霍州煤电集团什林煤业有限责任公司原为临汾市国有煤矿，地

处霍州市师庄乡古道岭（垣）—周村—李雅庄—董南岭—南庄一带，

位于霍州市北部直距约6.5km，行政区划属退沙街道办事处管辖。

2009年10月21日进行了兼并重组，重组后井田面积增加到

9.5009km2，矿井设计生产能力90万吨/年。矿井采用综合开拓方

式，批采煤层为2#煤、10#煤和11#煤，设计服务年限为13.2年，

井下共布置三条开拓大巷，大巷支护采用锚网梁索+喷联合支护方

式。

原先矿井采用转ⅵ潮式喷浆机喷浆，由于矿井属于资源整合矿

井，巷道开拓工程量较大，此项工艺存在混凝土质量不易控制、回

弹料高、粉尘浓度大、效率低下及劳动强度较大等问题，造成巷道

喷浆工作滞后较为严重，制约着矿井单进水平及综合效益的提升。

此外由于井田内断层、陷落柱较为发育、巷道断面较大等实际情况，

都对原先巷道喷浆工艺及施工质量提出了新的、更高的要求。

2.2施工方案与参数选择

湿喷并不只是一种工艺的选择，也并不只是单纯追求粉尘和回

弹的降低，而是以质量控制为核心的一种新的喷射混凝土技术体

系。从喷射混凝土原材料优选、配合比设计与优化、湿喷工艺参数

优化、施工组织与设备配套方案设计与优化等全过程，建立质量控

制与保障体系，用经济合理的方案满足喷射混凝土设计要求。

控制指标：通过对喷射混凝土质量控制指标，即平均强度、匀

质性（变异系数）、密实性、早期强度、黏结强度、水灰比、速凝

剂、喷嘴料流质量及射流密实过程的有效控制，建立起符合矿井实

际的湿喷