增強型速凝劑在新河礦井的應用探討

摘要：上倉皮帶巷機頭硐室為大斷面集中應力區域，為了保證巷道施工質量，新河礦采用了錨網索加強型支護，應用增強型速凝劑配料添加，現場應用效果較好，巷道達到設計強度。

關鍵詞：速凝劑 配比 抗壓強度

1 國內研究現狀

速凝劑作為一種化工產品，其生產和使用可以追溯到20世紀30年代。速凝劑的誕生和使用使得噴射混凝土施工成為可能，對井巷錨噴支護技術的創立起到重要作用。上世紀60年代后我國才陸續開始了速凝劑的研究工作，早期生產的產品如紅星Ⅰ型速凝劑、711型速凝劑、73牌速凝劑等大基本屬堿性速凝劑范疇[1]。上世紀90年代以后，我國逐漸開發出多種新型速凝劑產品，主要有無堿（或低堿）速凝劑、有機無機復合型速凝劑及無堿液態速凝劑。其中無堿（低堿）速凝劑加入后，能起到降低回彈、抑制粉塵及增大一次噴層厚度的作用；有機無機復合型速凝劑可增加噴射料漿和噴射混凝土早期強度；無堿液態速凝劑質量穩定、揚塵少、回彈損失低、噴射作業綜合經濟效益高，但對濕噴機械和液態速凝劑要求較高，目前國內應用較少。

2 主要性能特點

新筑王材料科技股份有限公司生產的增強型速凝劑產是將石子（石灰石碎石，下稱石灰石）、鋁土礦、煤（無煙煤）和純堿等原料經過破碎、配料、成型（球）、煅燒、二次配料和磨礦等工藝制備，產品主要性能特點如下[2]：①堿性弱，無毒無污染。施工進度快，費用低，可節約施工總費用15%。②對水泥適應性強，對五大水泥適應性良好，可根據工程需要選擇使用。③粘結力好，回彈少，工作面可見度好。④強度高，摻入適量本品后，1天抗壓強度比不小于10MPa，28天抗壓強度比不小于90%。對鋼筋無銹蝕作用。

3 應用情況

3.1 試驗基本情況

新河礦井上倉皮帶巷機頭硐室巖巷為巖石巷道寬6.2m、高5.6m，工程量約為50m，采用錨網索噴射混凝土支護，設計混凝土強度要求為C30，噴層厚度350mm，施工開始日期為2011年6月4日。擬采用新筑王材料科技股份有限公司生產的增強型速凝劑進行試驗。

3.2 試驗原料特性和產地

①水泥。新筑王材料科技有限公司生產的P.O42.5普通硅酸鹽水泥。②砂子。普通黃砂，按GB/T14684-2001標準檢驗，符合要求。③石子。種類為碎石，按GB/T14685

-2001標準檢驗，符合要求。④速凝劑。新筑王材料科技有限公司生產的增強型速凝劑。⑤水。新河煤礦地面水、井水。

3.3 試驗配比情況

試驗配比：（水泥：砂：石子=1：2：2；增強型速凝劑用量為水泥用量的10%；水灰比為0.45左右。

養護方法及條件：井下自然環境養護。

3.4 取樣與測試

①制樣和取樣。試驗樣品在井下現場養護到規定齡期（28天）后，運到井上，送樣，測試抗壓強度。②測試單位。焦作市中昊工程監測有限責任公司。③測試結果。增強型速凝劑制作高性能噴射混凝土的現場試驗測試結果見表1。

4 工程效果評價

4.1 施工情況

上倉皮帶巷機頭硐室于2011年6月2日開始施工，6月4日首次噴漿，首次噴漿用砂為機制砂，各種情況比較穩定，根據現場實測，其強度大于普通速凝劑，但回彈率要比普通速凝劑高，不低于20%。首次噴漿過后，我們對實驗的砂子進行了對比，發現之前所用沙的質量不能滿足實驗的要求，經與研究人員溝通將井下用的機制砂換成了質量較好的黃沙。在換過黃沙后，于6月20日，正式對機頭硐室開始施工，此時回彈率明顯下降至10%，已至普通速凝劑正常范圍內，考慮到該工程巷道斷面大，頂部噴漿垂高大，因此實際效果好于普通速凝劑。

4.2 試塊情況

我們在井下現場嚴格按照標準制作了15組砼試塊，每組可制作為9個標準試塊，并送往焦作市中昊工程監測有限責任公司進行了C30抗壓強度檢驗，齡期為6d的抗壓強度為30.9MPa，達到設計強度的103%；齡期為13d的抗壓強度為32.4MPa，達到設計強度的108%；齡期為27d的抗壓強度為36.4MPa和35.8MPa，分別達到設計強度的121%和119%。上倉皮帶巷機頭硐室支護達到了預期效果，工程質量評定為良好。

5 結論

新河礦井上倉皮帶巷機頭硐室應用新型速凝劑施工過程中，在做好質量控制（原料質量、技術參數）和過程控制（施工流程、施工管理）后，可達到預期工程質量，該新型速凝劑的應用與進一步推廣具有可行性。

參考文獻：

[1]陳文耀，李文偉.濕噴混凝土速凝劑選擇及配合比設計方法探討.水利水電技術，2006年12期.

[2]石建，何水清.噴射混凝土速凝劑影響因素及應用.混凝土，2003年4期.

[3]王曉麗，宋學鋒.速凝劑與水泥的適應性及速凝劑的作用機理研究[J].西安建筑科技大學學報（自然科學版），2010（05）.

作者簡介：易書鋼（1983-），男，湖北荊門人，2010年畢業于安徽理工大學，安全技術及工程碩士，現從事煤礦井巷工程設計、礦建工程技術管理工作。