CN102733823B - 一种矿用湿式喷射混凝土的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种矿用湿式喷射混凝土的方法。该方法是先调制好水泥浆，并拌制好砂石拌合料，喷射时先开启风源向砂石拌合料输送管路输入高压风，再经由输送设备向水泥浆输送管路输入水泥浆，待喷头有水泥浆喷出后，开始向喷射机添加砂石拌合料，在高压风的作用下，完成水泥浆和砂石拌合料的混合、搅拌，最后从喷头喷出混凝土。本发明方法依托于现有的喷射设备，在保证湿式喷射混凝土优点不变的基础上，能够大幅度提高喷射混凝土的输送距离（输送距离≥60m），同时有效避免了煤矿井下难以使用大型搅拌、输送混凝土设备的限制，极大的提高了生产效率和喷射质量，且喷射机旁边的粉尘浓度≤10mg/m³。

Description

一种矿用湿式喷射混凝土的方法

技术领域

本发明涉及混凝土施工技术领域，具体涉及一种矿用湿式喷射混凝土的方法。

背景技术

喷射混凝土是利用压缩空气或其他动力，将按一定比例配合的拌合混凝土骨料和添加剂，通过管道输送并以高速喷射到受喷面(岩面、墙壁、隧道内衬等) 上凝结硬化而形成的混凝土支护层。由于喷射混凝土具有强度高、成本低、效率高等优点，因此在隧道、煤矿等支护施工中得到了广泛的应用。目前，国内外广泛采用的是干式喷射、潮式喷射以及后来出现的湿式喷射。其中，从20世纪60年代兴起的湿式喷射混凝土技术，由于克服了干式喷射和潮式喷射作业时的不足，具有配合比易于控制、回弹率低、粉尘浓度低、生产效率高等优点，在支护作业中得到了迅速的发展和应用。当前，在煤矿井下进行湿式喷射混凝土施工时，由于受到作业空间限制，大型搅拌、输送设备难以推广，煤矿企业也多以人工搅拌和小功率搅拌设备为主，同时其选用的喷射机大多也是依靠高压风进行输送和喷射混凝土，该类机型虽然具有体积小、重量轻、结构简单等优点，但是由于进行湿式喷射时其输送距离较短（水平输送距离一般不超过30m），在施工时需要不断的转运设备和原料，这些都增加了施工时的劳动强度和劳动量，降低了生产效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新型矿用湿式喷射混凝土的方法，该方法依托于现有的喷射设备，在保证湿式喷射混凝土优点不变的基础上，能够大幅度提高喷射混凝土时的输送距离，同时有效避免了煤矿井下难以使用大型搅拌、输送混凝土设备的限制，极大的提高了生产效率和喷射质量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种矿用湿式喷射混凝土的方法，包括以下步骤：

（1）按水灰比0.4～0.8调制水泥浆，待搅拌均匀后经由输送设备输入至水泥浆输送管路中；

（2）按1∶1的重量比将砂、石骨料混合拌制成砂石拌合料，该砂石拌合料经由喷射机向砂石拌合料输送管路输入；

（3）所述水泥浆输送管路和砂石拌合料输送管路长度分别为5～100m，且在接近喷头3～20m处使水泥浆输送管路与所述砂石拌合料输送管路相连通；

（4）喷射时先开启风源向砂石拌合料输送管路输入高压风（风压0.4～0.8MPa、耗风量10～15m³/min），再经由输送设备向水泥浆输送管路输入水泥浆，待喷头有水泥浆喷出后，开始向喷射装置添加砂石拌合料，其中水泥浆与砂石拌合料的重量比调节为0.2～0.6，在高压风的作用下，完成水泥浆和砂石拌合料的混合、搅拌，最后从喷头喷出混凝土；

（5）喷射完成后，先停止添加砂石拌合料，然后停止添加水泥浆，最后关闭风源。

在所述步骤（4）中，按混凝土总重量的1～7%向砂石拌合料中加入ZWSA粉状速凝剂，以增强喷射效果。

在所述步骤（4）中，按混凝土总重量的3～6%直接在喷头处添加GOR-I型液态速凝剂或8604型液态速凝剂，以增强喷射效果。

所述石子骨料的粒径≤15mm。

所述砂子为中粗砂，其细度模数F·M= 2.2～2.6，减少收缩裂缝。

所述砂石拌合料所用砂子、石子均以水冲洗干净。可提高混凝土粘结力，降低喷射回弹率，增加砼强度。

在所述步骤（4）中，喷头喷出的混凝土温度控制为15～25℃。

所述喷射机为转子式混凝土喷射机。

本发明具有积极有益的效果：

本发明中水泥可采用密封设备单独进行搅拌制浆，这就避免了水泥和砂石料搅拌时粉尘的大量出现，同时水灰比也更容易控制；往喷射机添加的只有砂石料而无水泥，可有效降低喷射机周围粉尘浓度，并且提高生产效率；在输送砂石拌合料的初始过程中，砂石料是以干料状态进行输送，使得在不改变喷射机种类和型号的前提下，可以大幅度的提高输送距离，减少管道堵塞的发生概率，而水泥浆通过现有设备经过简单改造后就可进行长距离输送；在距喷头3～20m处，将水泥浆输送管路并入到砂石拌合料输送管路中，在高压风的作用下将二者进行混合、搅拌和输送，这就避免了在煤矿井下难以采用大型搅拌、输送设备进行搅拌和输送混凝土的限制，同时可将速凝粉添加到砂石拌合料中或者直接在喷头处添加速凝剂使得喷射混凝土的效果更好、质量更高，并且喷头处的粉尘也更少。本发明方法依托于现有的喷射设备，在保证湿式喷射混凝土优点不变的基础上，能够大幅度提高喷射混凝土的输送距离（输送距离≥60m），同时有效避免了煤矿井下难以使用大型搅拌、输送混凝土设备的限制，极大的提高了生产效率和喷射质量，且喷射机旁边的粉尘浓度≤10mg/m³，作业环境好，有关性能指标参见表1。

表1 本发明与干式喷射和常规湿式喷射技术性能比较

指标	混合式湿喷（本发明）	常规湿喷	干式喷射
				设备结构	较简单	较复杂	简单
配套设备	无须上料机、搅拌机	须上料机、搅拌机配套	无须上料机、搅拌机
				粉尘浓度	可降低50～80%	可降低50～80%	较高
耗气量	可降低50%左右	可降低50%左右	较大
				回弹率	可降低10%左右	可降低10%左右	较大（20～40%）
水灰比	0.4～0.8	0.4～0.8	0.4～0.5
				输送距离	≥60	≤30	≤100
操作难度	较容易	较复杂	容易
				喷射混凝土抗压强度	提高约20%	提高约20%	较低，一般15～25Mpa
清洗便捷性	容易清洗	不容易清洗	容易清洗

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明的现场布置示意图。

图中，1-喷射机，2-砂石拌合料输送管路，3-巷道，4-喷头，5-三通，6-水泥浆输送管路，7-水泥制浆输送设备。

具体实施方式

下述实施例中所涉及的各种施工设备，如无特别说明，均为常规施工设备。

实施例1  一种矿用湿式喷射混凝土的方法：

利用水泥制浆输送设备7将水泥按水灰比0.6制成均匀一致的水泥浆，然后将水泥浆输送到水泥浆输送管路6中，输送管路长度为80m；将细度模数2.5的中粗砂、粒径≤15mm的石骨料（砂石用前以清水冲洗干净）按重量比1∶1配制成拌合料后，利用转子式喷射机1将砂石拌合料输送至砂石拌合料输送管路2中，输送距离为80m，然后在距喷头4距离为15m处，通过两个三通5将水泥浆输送管路6并入到砂石拌合料输送管路2中；在高压风的作用下，水泥浆和砂石拌合料在管路中进行混合、搅拌和输送，直至喷头4喷出；工作时，先开启风源向砂石拌合料输送管路2输入高压风（压力0.6Mpa，耗风量12m³/min），然后向水泥浆输送管路6输入水泥浆，待喷头4有水泥浆喷出后，开始向喷射机1添加砂石拌合料，同时按混凝土总重量的4%直接在喷头处添加GOR-I型液态速凝剂，混凝土喷射温度控制为20～25℃；喷射完成后，先停止添加砂石拌合料，然后停止添加水泥浆，最后关闭风源。

以上实施例只是为了说明本发明，而不是对本发明的限制。在上述说明的基础上，可以对本发明作许多改进和改变。在所附权利要求书的范围内，本发明可以有不同于上述的其它实现方式，更换水泥制浆设备和输送设备、更改喷射机种类和型号、更改水泥浆配比和砂石拌合料配比以及采用不同的砂石料和水泥浆混合方法等均在本发明专利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种矿用湿式喷射混凝土的方法，包括：

(1)按水灰比0.4～0.8调制水泥浆，待搅拌均匀后经由输送设备输入至水泥浆输送管路中；

(2)按1∶1的重量比取砂子、石子骨料混合拌制成砂石拌合料，该砂石拌合料由喷射机输送至砂石拌合料输送管路中；

其特征在于，还包括以下步骤：

(3)所述水泥浆输送管路和砂石拌合料输送管路长度分别为5～100m，且在接近喷头3～20m处使水泥浆输送管路与所述砂石拌合料输送管路相连通；

(4)喷射时，先开启风源向砂石拌合料输送管路输入风压为0.4～0.8MPa、流量为10～15m³/min的高压风，再经由输送设备向水泥浆输送管路输入水泥浆，待喷头有水泥浆喷出后，开始向喷射机添加砂石拌合料，其中水泥浆与砂石拌合料的重量比为0.2～0.6，在高压风的作用下，完成水泥浆和砂石拌合料的混合、搅拌，最后从喷头喷出混凝土；按混凝土总重量的1～7％向砂石拌合料中加入ZWSA粉状速凝剂或者按混凝土总重量的3～6％直接在喷头处添加GOR-I型液态速凝剂或8604型液态速凝剂，以增强喷射效果；

(5)喷射完成后，先停止添加砂石拌合料，然后停止添加水泥浆，最后关闭风源；

所述的喷射机为转子式混凝土喷射机。

2.根据权利要求1所述的矿用湿式喷射混凝土的方法，其特征在于，所述石子骨料的粒径≤15mm。

3.根据权利要求1所述的矿用湿式喷射混凝土的方法，其特征在于，所述砂子为中粗砂，其细度模数F·M＝2.5～3.2。

4.根据权利要求1所述的矿用湿式喷射混凝土的方法，其特征在于，所述砂石拌合料所用砂子、石子均以水冲洗干净。

5.根据权利要求1所述的矿用湿式喷射混凝土的方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，喷头喷出的混凝土温度控制为15～25℃。