SPRAYMEC1050濕噴臺車在銅礦峪礦的應用

張文聰

（北方銅業股份有限公司銅礦峪礦，山西 運城 043700）

0 引言

噴射混凝土是指將混凝土混合料通過噴漿機（臺車），利用高壓風、輸送管路噴射到需要支護或維護的作業面，滿足現場安全維護和施工設計的要求。它主要應用于銅礦峪礦新老工藝的開拓和采準巷道支護、斗穿修理、塌落區域臨時性或永久性的支護、維修工作。該礦目前使用的混凝土噴漿機有干噴機和濕噴機2種類型，其中干噴機包括PC7、PC5和69式3種型號，濕噴機型號為SPRAYMEC 1050 WPC。該文將從原材料的把控與運輸、臺車作業效率與維護保養等方面分析SPRAYMEC 1050 WPC濕噴臺車在該礦的應用成效。

1 干噴法與濕噴法的比較

在工程施工拌合混凝土過程中，干噴法不加水，形成的是固態混合物料，而濕噴法必須按照配合比加水，形成的是流體混合物。由于2種工藝形成的混合物料不同，所以運輸方式也是不同的。干噴混合物料的運輸相對容易，翻斗車即可，而濕噴混合物料需要用混凝土輸送泵車運輸。干噴和濕噴需要的速凝劑是不一樣的，干噴法用的是固體速凝劑，濕噴則是用液體速凝劑，相對而言濕噴工藝的速凝劑價格貴。另外濕噴法的工時比干噴短，但是濕噴臺車的操作的技術要求較高，不然會出現類似堵管的現象。濕噴法雖然用的速凝劑價格昂貴，但是因其工、料、機綜合消耗少，兩者的經濟成本大致相同[1]。干噴法與濕噴法特性對比表見表1。濕噴法替代傳統干噴法是噴砼技術的發展。干噴法的缺陷是勞動強度大、工效低、回彈量大、粉塵多以及耐久性差。而濕噴法正好克服這些缺點，回彈量要小得多，且工效大大提高。另外從環保和健康方面講，粉塵小有利于現場作業人員的身體健康。但因濕噴法施工中的質量控制的技術標準還不很成熟，且對現場管理要求更為嚴格，所以提升濕噴臺的工作效率需要從多方面著手，統籌兼顧，有序推進。

表1 干噴法與濕噴法特性對比表

2 濕噴料拌合設計中需要考慮的因素

拌合料塌落度宜為18 cm～22 cm，擴散度宜為50cm～55cm。必須考慮速凝劑可能會降低混凝土漿的最終抗壓強度。所以需要使用較多的黏合劑（水泥），至少360kg/m3～400kg/m3。高水泥含量會導致收縮率提高，因此骨料部分應至少占總量的60%～65%（體積百分比）。正常混凝土的水灰比應小于0.45；水灰比過高會提高收縮率，降低速凝劑的效率。而水灰比過低則會導致回彈率升高，縮短增塑劑有效工作時間，從而出現噴射問題。經過反復試驗，銅礦峪礦C20濕噴砼理論配合比為水泥∶水∶砂子∶減水劑∶速凝劑=440∶210∶1665∶3.1∶26。在施工環境良好的情況，使用無堿速凝劑可保證混凝土強度，使混凝土強度隨齡期正常發展，混凝土出現裂縫的概率也更低，建筑物外觀完整性也更持久[2-3]。

3 原材料質量的把控

不同原材料按要按照適當的比例混合。銅礦峪礦井下C20濕噴料所用原材料有中條山集團有限責任公司水泥廠產P.C42.5復合硅酸鹽水泥、山西中博水洗砂廠產水洗砂以及河南鞏義市宏超建材有限公司產液態速凝劑和減水劑。

據礦供應部相關人員反應，原材料中水洗砂質量不太穩定，送至礦生產技術部實驗室檢驗也常有砂子級配不合理等結果。據濕噴臺車技術手冊要求，合理的砂子級配曲線區間如圖1所示。

圖1 砂子顆粒級配曲線圖

不合理的級配會導致濕噴拌合料流動性差、易離析等，從而造成現場濕噴臺車頻繁堵管、效率降低等現象的出現。因此對于砂子質量的把控尤為重要，為此，礦生產技術部和供應部的相關技術人員每日跟蹤水洗砂顆粒級配、含泥量等指標，是否適宜，做到每批必檢每日必檢，確保砂子質量過關后方可投入使用。不合格產品嚴禁投入使用，檢測不合格則立即退貨，若多次出現送檢合格抽檢不合格的現象則停止使用該廠水洗砂作為濕噴拌合料原材料。

4 濕噴臺車作業維修班次安排

銅礦峪礦二期工程掘進、深孔、出礦等生產作業都在如火如荼地進行，井下巷道各種車輛同時運行，隨時可能出現多隊交叉作業等，某種程度上也是影響濕噴拌合料運輸作業的一個隱蔽因素。結合濕噴臺車在該礦運行多年，濕噴臺車部分零部件年久失修、缺少原廠進口備件等因素，制定一個合理、高效、細致的濕噴作業計劃尤為重要。

圖2為近三年SPRAYMEC 1050 WPC濕噴臺車故障班數與正常班數統計分析圖表（故障包括設備故障、環境故障及其他客觀影響因素）。

圖2 濕噴臺車故障分析圖表

從圖中可以非常直觀地看出濕噴臺車自2015年投入該礦使用以來，綜合故障率逐年攀升，不僅造成設備維修保養成本居高不下，而且還影響了臺車作業效率。因此該礦堅持在每周大爆破時間進行臺車周檢對臺車進行維護保養，同時利用月末停產時間進行大修大檢，再結合班前檢查保養，大大提升臺車維保時間。制度自2020年下半年實施后，綜合故障率有所降低。

5 提高濕噴臺車操作人員的技術培訓

濕噴作業人員須經崗前培訓，培訓分為理論培訓（21課時）和實操培訓（30課時），培訓合格后方可上崗。其中至關重要的一些操作要領如下。1）巖面清洗。應使用壓縮空氣與水混合清洗巖面，這有利于增加黏結強度，降低掉塊風險，減少現場粉塵應從上向下清洗巖面，對受到排煙或其他污染的巖面，先用去油污劑進行處理，再清洗含有黏土、粉砂、沙石或其他松散材料的巖面，清洗時應減少水的用量，在某些極端條件下，不用水只用壓縮空氣清理巖面。噴漿之前必須確保巖面濕潤。2）噴射要求。要保持噴嘴與巖面垂直，噴嘴與巖面之間的距離應為1 m～2 m，噴漿角度和距離不當會對噴漿效果產生明顯的負面影響，如密實度和強度較差等，而且將明顯增加回彈率。噴射角度和距離對回彈影響如圖3所示。噴射角度：噴射時，噴頭應保持與受噴面垂直。噴射交角過小將增加混凝土的回彈率，降低噴射密實度；垂直于巖面噴射時，連續的混凝土“稀薄流”對反彈物有二次嵌入的作用，可以降低回彈率，增加一次噴射厚度。噴射距離：由于濕噴要求的風壓較大，如果噴頭距受噴面太近，高壓風會將剛“附著”在受噴面上的混凝土吹掉，使混凝土的回彈量增大。3）堵管處理。發生堵管則壓力表升高并達到最大壓力，通過觀察泵壓力表如何達到200bar的壓力來判斷堵管位置。反泵并切斷風源，檢查氣壓是否降到接近0bar，以此判斷堵管位置在噴頭之前還是在噴漿軟管中。若堵管發生在變徑管中，則反泵清除變徑管中的拌合料，切勿嘗試使用猛力。若噴頭發生堵塞，卸風壓洗噴頭除掉所有速凝劑和拌合料。

6 建立礦級掛牌督辦項目組進行綜合管理

針對濕噴作業涉及部門多、管理難度大等特點，該礦建立濕噴作業綜合管理組并通過濕噴作業微信群實時跟蹤監管。礦各部室須明確其職責，厘清責任、加強管理、嚴格考核，確保濕噴臺車作業效率和支護質量。

濕噴群內由當班攪拌站班長及時拍照發布每車濕噴拌合料狀態，井下作業人員及時匯報當班作業詳情，礦長、分管副礦長、相關部室部長及技術人員在做好本職工作的同時密切關注群內狀況，發現問題及時跟進、解決處理，確保各項工作穩步推進、順利開展。

7 結語

SPRAYMEC 1050 WPC電液驅動濕噴臺車自2015年在銅礦峪礦投入使用以來，已經積累了相當豐富的施工管理經驗。濕噴作業具有回彈率低（10%～15%）、產量高（達到20 m3/h）、軟管和噴嘴磨損較少、耗風量減少多達60%、灰塵少、能見度高以及噴漿質量均勻等優點，同時又有通常需要緩凝劑和速凝劑以改善塌落度和黏附性、與干拌混合料相比，獲得相同的強度需要更多的水泥、較高的投資成本等缺點。因此通過采取強化濕噴砼原材料質量管理、提高施工管理和技術水平、合理安排臺車作業與維修班次、加強對濕噴作業人員的技術培訓、制定嚴格的操作規程及管理制度和建立掛牌督辦項目組綜合管理等措施，提升臺車作業效率，使濕噴混凝土技術在礦山巷道支護施工中發揮更重要的作用，為礦山建設保駕護航。