宋兆國 孫 乾 陳璋林

（濟(jì)寧礦業(yè)集團(tuán)有限公司霄云煤礦，山東 金鄉(xiāng) 272213）

噴漿支護(hù)可以起到結(jié)構(gòu)充填、隔絕及柔性支護(hù)的作用而在煤礦上廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的噴漿材料一般選用硅酸鹽水泥、米石、河沙等骨料按一定比例配合而成，在噴漿作業(yè)過程中，由于拌料不勻、配比不合適等原因，造成噴漿質(zhì)量大打折扣。回彈率高、產(chǎn)塵量大、勞動(dòng)強(qiáng)度大也是噴漿作業(yè)的難題。霄云煤礦引入了吉耐安新型噴漿材料，并在一采區(qū)東翼輔助軌道巷進(jìn)行了試用，經(jīng)綜合比較效果良好。

1 試驗(yàn)地點(diǎn)概況

一采區(qū)東翼輔助軌道巷為偽矩型巷道，采用錨網(wǎng)梯索支護(hù)，平均-10°下山，巷道用途為滿足一采區(qū)東翼前部工作面的行人、運(yùn)輸、管線敷設(shè)的需要，設(shè)計(jì)長度約810m。該巷道于2013 年8 月掘進(jìn)完畢投入使用，由于井下環(huán)境潮濕，受風(fēng)化剝蝕影響，支護(hù)網(wǎng)片出現(xiàn)大面積銹蝕脫落、煤壁折幫現(xiàn)象，支護(hù)強(qiáng)度大大降低，已經(jīng)嚴(yán)重影響到巷道的使用壽命。為了阻隔圍巖和護(hù)表網(wǎng)片與空氣接觸，延長巷道服務(wù)年限，設(shè)計(jì)采用噴漿補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。

巷道于2018 年4 月開始噴漿施工，初期（共60m）噴漿選用傳統(tǒng)噴漿材料。由于該巷道位于進(jìn)風(fēng)流中，為1308 綜采工作面、1314 切眼掘進(jìn)工作面提供新鮮風(fēng)流，在實(shí)施過程中噴漿起塵大，嚴(yán)重污染工作面空氣質(zhì)量。兩幫網(wǎng)子（雙抗網(wǎng)）護(hù)壁不嚴(yán)密，噴漿時(shí)噴漿料與網(wǎng)子撞擊回彈率高，用料較多。該軌道巷為兩工作面的主要運(yùn)輸通道，運(yùn)輸緊張，噴漿作業(yè)占用較多時(shí)間，影響兩工作面的材料供應(yīng)和生產(chǎn)組織。鑒于以上原因，該礦調(diào)研試用吉耐安新型噴漿材料，并取得良好效果。

2 新材料與傳統(tǒng)材料對比分析

2.1 費(fèi)用

（1）傳統(tǒng)混合料是水泥、黃沙、石子按1:2:2的質(zhì)量比例進(jìn)行配比，速凝劑添加量為水泥用量的5%。

目前325#水泥價(jià)格429 元/t，中砂價(jià)格152 元/t，石子價(jià)格135 元/t，速凝劑價(jià)格924 元/t，混合后每噸混合材料價(jià)格約為209.84 元。在噴厚150mm情況下，沿巷道走向每噴1m 消耗材料4.62t，費(fèi)用969.46 元，加上30%回彈量，費(fèi)用為1260.3 元/m。

（2）新型材料在試驗(yàn)期間，每班平均噴6m巷道，噴厚50mm，消耗7.4t 材料，該材料費(fèi)用為710 元/t，每米巷道消耗材料1.23t，考慮5%回彈量，每米消耗共計(jì)880 元/m。

綜上，對比兩種噴漿材料，若按照噴漿強(qiáng)度要求C20 的情況下，傳統(tǒng)材料費(fèi)用為1260.3 元/m，新材料費(fèi)用為880 元/m。

2.2 人工消耗

（1）傳統(tǒng)工藝噴漿需要6 人，其中：1 人持噴頭，1 人照燈，1 人監(jiān)護(hù)，3 人拌料、上料。水泥每袋50kg，砂、石子為地面預(yù)拌混合料，現(xiàn)場需在礦車內(nèi)按比例進(jìn)行人工預(yù)拌料，材料配比誤差較大，且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大。

（2）新材料噴漿僅需要4 人，其中1 人持噴頭，1 人監(jiān)護(hù)，2 人上料。因該材料為袋裝材料，每袋25kg，搬運(yùn)方便省力。在該巷道試驗(yàn)期間，工人勞動(dòng)強(qiáng)度較低。

通過對比，傳統(tǒng)噴漿施工需要6 人，新材料為袋裝成品，無需人工拌料，噴漿施工4 人即可滿足要求，每個(gè)噴漿班可節(jié)約2 個(gè)人工，并且勞動(dòng)強(qiáng)度降低。

2.3 效率

（1）傳統(tǒng)噴漿工藝每班可噴7~8 車混合料，但回彈率較高，平均達(dá)30%。每輪噴漿后，需人工清理回彈料，增加了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，而且也造成了浪費(fèi)。

（2）新型材料每班可噴12 車混合料，回彈率較小。每輪噴漿后，人工清理回彈料占有的工人勞動(dòng)強(qiáng)度較小。

2.4 強(qiáng)度

（1）傳統(tǒng)材料由于人工配比不均，噴層強(qiáng)度在做試塊試驗(yàn)時(shí)基本只達(dá)到C20 要求。

（2）新型材料配比均勻，初凝速度快，強(qiáng)度較傳統(tǒng)材料高，可達(dá)到C30 標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 粉塵量

（1）傳統(tǒng)噴漿為潮噴，在人工拌料、噴射過程中粉塵量較大，從現(xiàn)場來看粉塵污染較大。

（2）新材料為預(yù)拌料，無需井上及井下人工攪拌，噴射期間粉塵量小，現(xiàn)場工作環(huán)境好，改善了井下工人健康以及工作環(huán)境，響應(yīng)國家環(huán)保政策。

2.6 綜合對比

新材料與傳統(tǒng)材料對比分析如下表1 所示。

3 優(yōu)點(diǎn)及適用地點(diǎn)

根據(jù)霄云煤礦試用情況，該新型材料適用于新掘巷道的初噴以及擴(kuò)修巷道，尤其適用于運(yùn)輸不方便的地點(diǎn)。有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）該材料屬于預(yù)拌混合料，使用方便，無需攪拌，降低了工人上料的勞動(dòng)強(qiáng)度，無揚(yáng)塵，環(huán)保節(jié)能；

（2）初凝速度快，強(qiáng)度高，特別適用于新掘進(jìn)巷道的初噴；

（3）回彈率低，噴幫基本無回彈，噴頂回彈率＜8%；

（4）材料初凝快，10min 凝固，終凝強(qiáng)度高，可達(dá)到30MPa 以上；

（5）配套的濕式混凝噴射機(jī)性能優(yōu)異，能夠滿足礦井生產(chǎn)需要，減少了用工，降低了井下人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。

表1 新材料與傳統(tǒng)材料綜合對比

4 結(jié)論

該巷道自噴漿至今已使用9 個(gè)月，噴層厚度3~5cm，對煤巖壁貼合效果好，未出現(xiàn)空洞現(xiàn)象。由于噴層較薄，也沒有出現(xiàn)噴漿開裂、脫落等情況。噴漿材料對網(wǎng)子的包絡(luò)效果好，沒有出現(xiàn)銹斑，有效阻隔了金屬網(wǎng)和煤體的氧化，達(dá)到了預(yù)期目的。

本材料由于強(qiáng)度達(dá)到C30 標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)國家GB50086《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)要求，噴厚50mm 即可，而傳統(tǒng)噴漿材料一般要求噴厚100mm 以上，因此該噴漿材料強(qiáng)度高，運(yùn)輸使用方便，更適用于井下巷修及初噴作業(yè)。

霄云煤礦一采區(qū)東翼輔助軌道巷噴漿總長度750m，利用新型無機(jī)噴漿料可節(jié)省費(fèi)用為750 元×(1587.9-1090.6)=37.2975 萬元。整個(gè)噴漿作業(yè)用時(shí)19 個(gè)工班，相比于傳統(tǒng)噴漿工藝可節(jié)約30 個(gè)工班，而且減少對整個(gè)巷道運(yùn)輸系統(tǒng)的影響，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著，具有良好的應(yīng)用前景。