掘進工作麵如何提高噴射混凝土質量的探討
掘進工作麵如何提高噴射混凝土的探討
摘要： 通過對煤礦井下噴射混凝土的配料、操作工藝、養護、注意事項的03manbetx ，來探討如何提高噴射混凝土質量。
關鍵詞：噴射混凝土 配料 操作工藝 質量
概述：隨著礦井機械化程度的提高和開采強度的增大，目前單進水平都有所增加，砌镟和架棚支護已滿足不了現行的進尺水平，嚴重製約了單進水平的提高，因為砌镟和架棚支護不僅成本高，勞動強度也大；而錨噴支護既滿足了支護要求，又降低了材料成本，節約了鋼材和木材，有利於機械化施工，減輕了勞動強度。
一、混凝土的特性
混凝土的特性具有抗壓強度高，抗拉強度低，脆性大等特點；噴射混凝土是將一定配合比的水泥、沙子、石子和速凝劑的拌合料通過混凝土噴射機，以壓縮空氣為動力，並通過管道輸送到噴槍出口處，與水混合後，以較高的速度分層噴射到岩石壁麵而凝結硬化成的一種混凝土。它具有充填裂隙、填補凹穴、加固岩層的作用。井巷開挖後，地下圍岩暴露於空氣中，由於風和水的侵蝕而風化，再加上礦井地層壓力的作用，圍岩逐漸喪失穩定性，當圍岩噴上混凝土後，隔絕了岩層與空氣的接觸，噴層與岩體緊密結合在一起，形成致密、堅固的混凝土防護層，阻止岩層節理和裂隙的滲水，防止水和空氣對圍岩的風化作用。當圍岩節理和裂隙形成局部不穩定的危石活動時，噴層充填了圍岩的節理和裂隙，把分離的危活石和岩塊緊密的粘結在一起，堅固了圍岩，以便共同承受危活石的重量。岩石和噴層組成了拱作用。把巷道凸凹不平的頂板和裂隙用混凝土充填、噴平，把岩石和噴層固結在一起，形成岩石——混凝土的組合拱，把不穩定的岩層參加了支護結構作用，根據圍岩類型、巷道用途、服務年限，兗礦集團興隆莊煤礦目前煤（岩）巷多采用噴射混凝土支護、錨杆支護、錨噴支護、錨噴網聯合支護的幾種支護形式；我們就噴射混凝土支護探討一下如何提高噴射質量的方法。
二、對混凝土材料的質量要求
1水泥：因為噴射混凝土必須具有較高的粘結力和早期的強度，所以要求水泥凝結硬化快，對速凝劑的相容性強，收縮率小。因此，噴射混凝土應優先選用不低於425號的矽酸鹽水泥和普通水泥。該水泥初凝時間短，早期強度高，噴射效果好。過期、受潮-結塊的水泥，不得使用；相比而言，火山灰水泥收縮率大，初期強度低，故不宜使用。
2沙子:作為細骨料的沙，為了減少有害粉塵和防止收縮裂縫，噴射混凝土。沙子以采用粒徑大於2.5mm的堅固耐久的中沙、粗沙最為適宜的含水一般應控製在5%——8%。含水率過小，拌合物在管路中易分離，也不易在噴嘴處與水混合均勻，將使粉塵濃度過高，若含水率過大，則易產生噴射機積料和堵管現象。所以，拌料工一般應頭天對沙子灑水，這樣第二天用起來比較合適 。
3．石子：可采用堅固耐久的卵石和碎石。卵石表麵光滑，對噴射機和管路磨損小，有利於遠距離輸送料和減少堵管02manbetx.com 故使用較多。但是粘結性和強度不如碎石配置的噴射混凝土，而且回彈率也高。石子最大粒徑不超過25mm，但在實際工作中，經過反複實踐摸索，為了減少回彈，多采用10——15mm的石子。噴射混凝土需摻入速凝劑時，不得采用含有二氧化硫石子，以免發生堿骨料反應，而使噴射混凝土開裂破壞。
4．拌合用水：噴射混凝土時，對噴頭處的混合用水和養護用水的要求也是嚴格的：（1）水中不得含有影響水泥正常凝結與硬化的有害物質。（2）井下的積水，沒有經過化學測試不得使用。（3）不得使用地麵和井下的汙水。（4）含有油、酸、及有機物的水都不得使用。
5.速凝劑：噴射混凝土一般要求初凝小於3min,終凝時間小於10min.速凝劑就是使水泥早凝的一種催化劑，使用前應做效果實驗，過期和變質的速凝劑不能使用。一般摻入量為水泥重量的2%——4%，超過這一範圍，不僅凝結時間長，而且對混凝土最佳強度也有不利影響，並且收縮率增加，有時為了減少速凝劑對混凝土強度的影響，水灰比應減少，但是水灰比減少後則水泥砂漿過稠和水泥漿量不足，使骨料膠結不良，混凝土強度降低；所以施工中應控製使用。還要注意使用經過國家鑒定的產品；運輸與存放應保持幹燥，並不得損壞包裝，防止受潮變質.
6.配合比：噴射混凝土標號的高低，在很大程度上取決於噴在岩麵上的實際配合比值。在混凝土中，沙子充填石子間隙，水泥充填沙子間隙，如果含沙率小，沙量不足，則石子間隙需要過多的水泥來充填，水泥用量增加石子也容易離析；若含沙率過大，則需要過多的水泥來包裹沙的表麵積和充填沙間空隙，水泥用量也要增加，經過長期的實踐經驗，一般取水泥：粗中沙：石子1:2:2的比例為宜。
7.水灰比：水灰比對噴射混凝土的厚度和回彈量等都有很大影響。水灰比越小，混凝土的強度越高，但是當水灰比過小（<0.4）時，料束幹燥分散，回彈量大，粉塵大，噴層出現幹斑會對一次噴厚和強度有較大影響；噴射混凝土強度隨水灰比的增大而減小，當水灰比過大時，噴射到岩麵上的混凝土會流淌，降低一次噴射厚度和增大回彈量，根據實測，水灰比在0.4——0.5時最理想。這時候噴射的混凝土有光澤、不流淌，也不會出現幹斑。
8．拌料;目前興隆莊煤礦大多采用人工攪拌法攪拌，根據反複實踐，現場觀察得知，當人工攪拌3遍時，混合料才顯的比較均勻，如果拌料不均勻，將直接影響混凝土質量，拌好的混合料“以手握成團、鬆手既散，口吹無灰”為標準（即我們平常所說的潮料）。要想達到這一標準，拌料工應提前觀察好料場的沙石是否含水率達到5%——8%左右，若是太過幹燥，應提前灑水，一般應頭天灑水為宜，以免拌料時現灑水水分又過大，容易造成堵管02manbetx.com 。
三．噴射混凝土的操作工藝
1．噴射前的準備工作：噴射前應全麵檢查巷道斷麵是否滿足設計尺寸要求，錨杆數量、質量是否合格；中、腰線是否準確無誤；兩幫基礎應挖到底；為了保證噴射質量和巷道規格，應埋設控製混凝土噴層厚度的標樁，或者用鐵絲拉好兩幫的起拱線和拱頂線，按噴射厚度拉好，好照線噴射；以便達到牆直拱圓，表麵平整、美觀、造型好。處理掉活矸浮石，用壓風與水吹洗圍岩（遇有鬆軟膨脹的圍岩時，隻準用壓風吹）。保護好工作麵設施，高度大於3m以上的巷道和硐室還應搭設工作台，工作台要牢固可靠。檢查輸料管路連接是否牢固，是否過度磨損，噴頭水環是否暢通，防塵和除塵設施是否正常；檢查噴射機具，並進行試運轉；戴好必要的防護用品。
2．噴射混凝土:噴射時，應先開水，後開風，再送電；一般風壓控製在0.1——0.12Mpa左右，水壓一般比風壓大0.1Mpa左右；以噴射到圍岩的混凝土無幹斑、不流淌、有光澤為宜。速凝劑的摻入最好是邊噴邊放入噴射機中，這樣摻入時間才不會超過3min，摻入重量一般取水泥重量的2%——4%；噴射混凝土順序是先牆後拱，從下而上合理劃分噴射段；然後本著對凸凹段先填平補齊再按區段進行有秩序的噴射。噴射手移動噴槍時，應緩慢均勻地、呈螺旋狀一圈壓半圈的沿著橫向由下向上作反複運動，圈徑一般100——200mm,不超過300mm ；噴槍與岩麵應盡量保持80度左右角度噴射，回彈料最少；噴嘴與岩麵的距離一般保持在0.8——1.2m左右，此距離可以獲得較高的混凝土強度，如果噴嘴與受噴麵太近，引起灰漿四濺，回彈料增多，如果噴嘴與受噴麵太遠，料束達到噴層處力量小，搗固無力，骨料打不進噴層內而大量的墜落，也增加回彈料。一次噴射厚度過大，混凝土顆粒間的凝結力減弱，因自重而下墜；一次噴射厚度過薄，束料與岩麵剛性接觸，骨料容易濺回，增加回彈料，同樣粘不住，根據實踐，一次噴厚與噴射方向和水平麵的夾角關係很大，比較合適的噴厚是噴牆時一次噴厚60——100mm,噴拱時一次噴厚30——60mm;如果一次噴射達不到設計尺寸，多層噴射時，應有一定的間隔時間，該時間應根據水泥品種、施工溫度、速凝劑摻入量來定，一般在15——20度的溫度下，使用摻有速凝劑的普通矽酸鹽水泥時，多層噴射間隔時間15——20min,不加速凝劑時一般應間隔2——4h左右；遇有滲水和漏水地段，主要采取排、堵相結合，以排為主的措施進行處理，在漏水地點用導管把水集中導出，周圍用快速水泥固結，使成片漏水變成點漏水，當混凝土形成強度時，再用砂漿封孔。對一般滲水地點，摻入速凝劑，減少水灰比，加大風壓進行噴射即可。
四：養護：
應進行噴水或設置水幕，保持空氣濕度，如果做噴射混凝土強度試驗時應養護28天才能進行。
五：注意事項：
噴嘴嚴禁對人，輸料管應盡量捋直、減少彎曲，接頭應對正，避免堵管02manbetx.com 。給料必須保持連續性，不然水灰比掌握不準確，會增加回彈料。噴射機機內積料，嚴禁用手處理，防止發生02manbetx.com 。噴射機應布置在圍岩穩定或已有支護的安全地段。發生堵管時，應盡量采用敲擊法疏通。高空作業的工作台要穩固可靠，操作人員要佩戴安全帶。
六．小結：通過對噴射混凝土的成分、操作工藝、養護及注意事項的03manbetx 和探討，知道了在工作中應該怎樣選取材料和具體的操作噴射機的正確方法，才能確保噴射混凝土質量進一步提高。拌料時的一些要求都作了具體觀察和03manbetx ，以前拌料時一般都拌一遍就開始噴漿了 ，不僅回彈料多，而且混凝土的強度也會大大降低，以後礦井應該進一步推廣機械化拌料，這樣拌的料比人工要更勻一些，也會大大減輕勞動強度，提高工作效率。興隆莊煤礦在西翼八采區正在建一座機械化拌料站，該項目目前正在調試中。
