張秉鵬

(山西省煤炭建設(shè)監(jiān)理有限公司，山西 太原 030001)

隨著技術(shù)的發(fā)展，錨-網(wǎng)-噴支護已經(jīng)成為煤礦巷道掘進中普遍采用的支護方式。在工作實踐中，噴射混凝土回彈率過高，在井巷施工中普遍存在，浪費了建筑材料，增加了生產(chǎn)成本，降低了經(jīng)濟效益。

1 回彈產(chǎn)生原因

現(xiàn)場通過分噴層厚度噴射，分析回彈料可以發(fā)現(xiàn)：開始噴射時，回彈物中石子最多，沙子次之，水泥最少。隨著噴層厚度的增加，回彈物比例逐漸均勻，最終接近拌料比例，總回彈物還是以石子為主，水泥、沙子都較少。

石子回彈，實質(zhì)上是個碰撞問題，即噴射石子與圍巖、噴射石子與已附著石子和回彈石子的碰撞。當噴射層至一定厚度時，巷道圍巖已附著了有一定黏性的水泥砂漿，則石子回彈開始減少。沙子的回彈與石子的回彈原理基本相同。水泥顆粒微小，主要是附著在石子與砂子上面一起回彈。

2 回彈影響因素分析

2.1 現(xiàn)場人員原因

井下環(huán)境多變，對于不同的受噴面，往往需要不同的操作技巧?，F(xiàn)場操作人員因技能培訓不足，很難應(yīng)對多變的情況。

2.2 混凝土混合料原因

1) 現(xiàn)場一般為人工配制混凝土，用料量沒有測量器具，混合料的實際配合比有很大的隨意性，很難保證配制質(zhì)量，嚴重影響混凝土的性能。水泥用量較少時,水泥漿不能充填骨料間的空隙,導致混凝土松散,回彈量大。骨料過多時,空隙率增大,如果水泥用量不變,將會導致混凝土膠結(jié)能力變差,石子不易嵌入水泥砂漿中，回彈率增大。砂率過多、過少都會使混合料流動性變差，容易引起堵管。

2) 巷道拱部和兩幫通常使用相同的混凝土配合比，但由于這兩部位性質(zhì)不同，噴拱部時一次噴射厚度較小，石子不容易嵌入水泥砂漿層，往往噴拱部時回彈率較高。

3) 原料與速凝劑攪拌不均勻，導致混合料配比變化劇烈，對混凝土質(zhì)量影響嚴重，回彈率增加。

4) 若拌合料攪拌后滯留時間較長,施工前會結(jié)塊，造成混凝土結(jié)構(gòu)松散，回彈率增加。

2.3 工藝方法原因

1) 風壓、水壓設(shè)置不合理。風壓過大，混凝土混合料以高速撞到巷道壁，將引起混合料回濺，回彈率會增加，風壓過小，部分混合料沒有足夠動能射到巷道壁，搗鼓效應(yīng)降低，回彈也會增加。水壓過大，混凝土水灰比加大，巷道壁上已有混凝土變稀，很容易向下流淌。

2) 噴口距離及角度不合理。風壓一定時，噴口距離過小，混凝土混合料撞擊巷道壁速度較大，回彈率增加，噴口距離過大，混合料分散，石子會大量墜落。當噴射角度垂直巷道壁時,混凝土在巷道壁的混合效果最好，回彈率也最小。當噴射角度與受噴面有夾角時,會有一個平行于受噴面的力，這樣會使回彈率增大。

3) 施工步驟不合理?，F(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，不嚴格按照規(guī)范操作步驟，如噴漿前不沖洗巷道壁，巷道壁灰塵較多，混凝土很難馬上附著在巷道壁上，導致回彈率增加。施工時，一次噴射很厚的厚度，混凝土自重增大，導致回彈率急劇增加。

2.4 地質(zhì)環(huán)境原因

井下巷道地質(zhì)環(huán)境復雜，在掘進過程中很容易出現(xiàn)巷道超挖現(xiàn)象，超挖部分混凝土過厚，導致回彈率加大。煤礦普遍采用干式噴射混凝土，現(xiàn)場施工時巷道內(nèi)能見度極低，很難及時觀察到噴射效果，如混凝土噴厚過小，石子無法很好嵌入水泥砂漿中也會導致回彈率增大。

3 對 策

3.1 加強人員管理

對現(xiàn)場操作人員及相關(guān)管理人員進行系統(tǒng)的技術(shù)培訓，提高人員操作熟練程度，掌握操作要領(lǐng)，確保其有相應(yīng)的工作能力。強化人員的責任意識，使人們意識到降低回彈率的重要性。加強現(xiàn)場管理，嚴格落實責任制度，通過制定獎懲制度，調(diào)動人員的積極性和主觀能動性。

3.2 加強混凝土混合料的管理

1) 合理選用原材料種類，骨料應(yīng)選用級配良好，粒徑適中，不含雜質(zhì)的潔凈材料。沙子采用中砂，沙細度模數(shù)應(yīng)大于2.5，石子最大粒徑不宜超過20 mm. 噴射用水應(yīng)該采用干凈的、符合要求的施工用水，施工用水中不能含有對混凝土有害的礦物質(zhì)成分。速凝劑摻入量嚴格控制在水泥量的3%～4%，混凝土從液轉(zhuǎn)向流恰到好處，回彈量較少。

2) 選用合適的水灰比，一般選用0.4～0.45. 巷道拱部和兩幫采用不同的混凝土配合比，噴拱部時可以適當增加水泥用量，減少石子用量。

3) 拌合料攪拌后及時使用，避免混凝土拌合料受潮結(jié)塊。

3.3 規(guī)范噴漿操作

1) 噴射前要沖洗巷道受噴面,以防灰塵導致混凝土脫落。

2) 噴嘴與受漿面距離，根據(jù)經(jīng)驗以0.8～1.2 m為宜。考慮重力的影響，要先噴兩幫，再噴拱頂,自下而上，采用螺旋式的噴射方法，并且噴嘴盡量始終垂直受漿面。

3) 風壓、水壓應(yīng)該適中，水壓應(yīng)剛好能把噴出的混凝土拌和料充分濕潤為宜，過大、過小都會導致水灰比超出適合的范圍。在其他條件不變時,風壓、水壓應(yīng)隨輸料管的長度增大而加大。

4) 一次噴厚應(yīng)該適中，噴漿厚度要根據(jù)噴射部位和設(shè)計厚度而定，拱部宜為每次3～4 cm，兩幫宜為每次3～5 cm. 先噴層終凝后再進行后噴層的噴射，若兩次噴射間隔時間太長，應(yīng)先清洗受噴面。

3.4 采用新工藝

采用潮式噴射混凝土工藝取代干噴工藝，用潮濕含水的石子、沙子與水泥拌為含水率為8%～10%的混凝土混合潮料。潮料在輸料過程中以半稠流狀物的狀態(tài)，輸送到噴嘴后補充水壓力，再噴射到受噴面上。

3.5 改善掘進質(zhì)量

加強對掘進工序的管理，嚴格按照光面爆破的要求進行爆破，確保巷道成型規(guī)整，減少巷道超挖、欠挖現(xiàn)象，可以節(jié)約混凝土用量，并且減少回彈率。

4 結(jié) 語

回彈的產(chǎn)生不可避免，回彈率高是多種因素導致的，貫穿于作業(yè)的整個過程，忽略任何一個因素都會不同程度地增加回彈率。因此，全面管理、綜合治理，強化現(xiàn)場人員意識，保證施工標準化、規(guī)范化是解決回彈率問題的關(guān)鍵。