煤礦支護施工混凝土噴射技術應用

＊邊棟梁

（山西焦煤集團西山煤電杜兒坪礦 山西 030022）

引言

能源是支撐社會經濟發展建設的關鍵所在，近些年來，隨著社會經濟的不斷發展和變化，對于各類新能源的關注度有所提升，但是煤炭這一傳統能源資源依然是社會經濟發展的核心資源。但煤礦采礦工作實施難度大，施工作業期間容易受到外界環境因素的影響和干擾，各類安全事故的發生頻率相對來說比較高，為了有效保證施工安全就需要做好煤礦支護工作。本文，將以煤礦支護中的混凝土噴射技術作為調查研究對象，分析該項支護技術應用的優勢特點，希望能夠更好發揮相關技術的作用與價值。

1.煤礦支護中混凝土噴射技術的應用價值

混凝土噴射技術在煤礦支護領域的主要作用就是提升巷道的穩定性與可靠性，保證采礦人員的安全，其具體主要表現在以下方面：

一是減少煤礦各類安全事故的發生率，采礦作用期間由于地質環境復雜多變，經常會出現安全事故，部分比較嚴重的安全事故將會危及采礦人員的安全，隨著開采深度的加深，安全事故的發生頻率也會大幅度提升。因此，為了有效減少事故發生率，就需要做好支護工作。混凝土噴射技術是將具有較高抗剪力的混凝土噴射在巷道之上，其可以更好的保障煤礦施工的安全性與可靠性，施工效果及質量等均能夠得到有效提升。煤礦支護工作質量要想實現最優化，就需要提高對巷道施工的重視度，將安全放在首要位置[1]。

二是經濟效益高。采礦作業對于經濟效益的追求相對來說比較高，相較于其他支護技術來說，混凝土噴射技術所使用的原材料主要是混凝土，混凝土的成本低，而且其對于材料數量要求少，在增加企業經濟效益方面有著獨特的作用。

三是社會效益高。當前煤礦支護噴射混凝土技術中所使用的混凝土主要以濕式混凝土為主，這種混凝土在施工期間所產生的粉塵量少，可以有效減少粉塵對施工作業人員產生的危害，而且還可以減小施工對環境質量的負面影響，社會效益相對來說比較高。

2.工程概況

某煤礦企業集團需要建設一條運輸煤炭資源的通道，主要應用的是輔助水平膠帶項目進行煤礦的建設，膠帶大巷總長度為700m，設計使用年限為30年。經過本次工程的試驗檢測分析，發現該膠帶大巷在全部施工結束之后，巷道礦壓的顯示并不明顯，斷面收縮也比較有限。且沒有出現嚴重的底鼓問題，錨桿頂錨索的運行情況良好，并未出現嚴重的損壞或者拉斷等問題。經過詳細分析發現，該支護巷道掘進之后強度完全能夠達到巷道應用的標準，支護形式與參數都能夠達到合理性的要求。經過綜合分析，技術人員最終確定使用濕式混凝土噴射施工技術進行本次工程的施工。

3.煤礦支護施工混凝土噴射技術應用要點

(1)施工前準備

噴射施工正式實施之前，需要提前做好各項施工準備工作，以降低對施工質量的負面影響。首先施工人員需要做好材料的檢查分析工作，了解用于噴射的混凝土是否達到了施工標準要求，要嚴格對施工材料進行控制，這樣才能切實有效保證施工質量效果。同時還需要對各項施工設備進行檢查分析，分析設備是否能夠高效率運轉，在施工作業之前，需要保證各項與施工有關的設備能夠高效率運轉。煤礦支護噴射混凝土施工具有環環相扣的特點，任何一個環節出現問題，都將會對整體的施工作業產生干擾和影響，因此在施工環節需要加大管控，要提前對施工期間可能會出現的突發性問題進行防控和處理，做好施工人員的專業技術培訓，這樣可以最大限度優化噴射施工質量，保證施工達到標準要求。

(2)落實好噴射作業

噴射施工作業不夠科學合理的情況下，也會對施工質量效果產生干擾和影響，在噴射作業期間需要做好以下方面的工作：

一是開啟總風閥門，要將輸送速凝劑的壓力風閥門打開，然后迅速打開速凝劑泵，以保證速凝劑能夠順利輸送，滿足噴射需求。

二是在各項準備工作順利完成之后，工作人員要第一時間將上料機打開，為材料的運輸施工做好準備，這樣可以規避施工期間用料不充分的情況發生，可以更好的保證噴射施工質量效果[2]。

三是要發揮速凝劑的作用效果，在噴射混凝土施工期間，速凝劑的作用在于可以快速讓噴射的混凝土凝固，但是如果速凝劑的使用不夠及時，那么可能會導致速凝劑的作用無法充分發揮出來，因此在施工作業期間也需要加強控制和管理，以達到噴射效果的最優化。

四是結合實際的運行情況，做好風壓調節，加強對噴射速度的控制，其速度通常控制在0.6～1m/s。

(3)技術應用

技術應用的具體環節，也需要從多方面進行優化，其具體如下：

一是在噴漿施工前，工作人員需要對斷面、錨索、錨桿等結構進行檢查和分析，在確定其質量達到標準之后，才能正式進行施工作業，如果說在檢測期間發現有任何施工質量問題，那么就需要及時中止作業并進行整改，整改達到標準要求之后，才能繼續實施下一步工作。噴射施工環節，還需要加強對施工現場通風、照明等基礎條件進行分析，明確其是否符合標準要求，要加強對鋼筋的保護，保護層厚度在20～40mm比較合適。噴射施工期間，大部分工作都難以在短時間內順利完成，必須要分批次完成，因此為了有效減少各類施工問題，保證施工質量效果的最優化，在施工前工作人員還需要針對施工期間可能會遇到的各類問題進行分析和評估，明確施工需要分幾個階段完成，各個階段施工需要注意的事項是什么，做好各個階段的施工銜接工作，這樣可以提高噴射的穩定性與可靠性。

二是在正常施工作業期間，針對加入到料倉的各類物品需要加強控制，避免比較長的部分被投入料倉，如鋼筋、貼片等不允許進入，否則可能會對導致機器出現故障。施工設備所使的壓縮空氣軟管應達到煤炭行業的技術要求，還需要加強對設備連接穩定性、牢固性的管控，保證不會在施工期間出現斷裂或脫離等問題。施工現場還需要加強對噪音的管控，以減少施工對周邊人員的影響和干擾。設備煤礦井下作業時，要加強對頂板的管控，實時掌握頂板狀況，如果說頂板突然下落或者是有碎石掉落的情況發生，那么必須要立即停止施工，疏散工作人員，以保障工作人員的生命安全。

三是加強對各項施工設備的管控，各類設備在投入使用之前，必須要進行嚴格的質量檢查。同時，要加強對輔助水路壓力控制，使其在0.36MPa以下，這樣可以更好保證施工質量。施工期間如果出現管道阻塞問題，需要先將堵塞清除，保證管道可以正常運行，不會對施工產生任何影響和干擾。針對減速器排氣塞的周邊空間要做好清理工作，保證通暢性符合標準要求，同時要加強對電機的控制，如果電機管控不當可能會出現竄油問題，對電機的安全穩定運行造成影響和干擾。同時還需要禁止使用水沖洗電機部件，這種情況下容易導致電機短路的情況發生，引發重大的安全事故。噴射施工全部結束之后，工作人員需要做好養護處理工作，養護期間要嚴格按照規定要求執行各項操作，注意養護時間的控制，如果養護時間過短，達不到標準要求，會影響后期施工安全。

四是針對設備入料口也需要加強管控，在入料時要注意查看各項施工設備是否符合標準要求，要加強對各類材料的檢查分析，不符合施工需要的材料不能被投入料機。在施工期間需要定期查看投料機的狀況，如果其存在運轉不通暢的情況，需要立即停機檢修。初次噴射的厚度在30～50mm是最為合適的，如果噴射過厚，可能會影響凝固效果，導致施工無法達到標準要求，施工作業期間每間隔20m就需要設置一組厚度檢測孔，每組需要設置三個，要做好配合比控制工作，以保證施工質量。

五是做好預應力控制工作，在注入錨索30min之后，需要快速對施工現場環境進行評估和分析，然后著手進行下一步施工作業。施工時使用千斤頂進行作業時，要做好千斤頂的張拉工作，施工完成之后工作人員需要第一時間離開現場，以保證施工人員的安全。確認在施工現場5m范圍內沒有任何人員后，再開啟電泵增加錨索的預緊力，打開泄油閥，將千斤頂取出。同時對各類施工材料進行清理整修，風鉆和煤頭剩余的支護材料需要及時從巷道內部清理出來，然后深入了解頂幫支護的狀態人，如果與實際情況彼此之間不相匹配，那么就需要及時采取措施予以優化和調整，保證現場施工與標準要求一致。此外，還需要加強巷道坡度控制，現場作業階段，需要保證沿著每層開始掘進作業，如果構造比較特殊，所設置的坡度控制在±10°以內比較合適。在施工階段，煤頭50m以外的浮煤都需要清理掉。

4.做好各金施工安全防護工作

(1)加強通風控制

通風是采礦作業安全保障的核心所在，如果煤礦內通風不暢，那么將會導致瓦斯大量聚集，容易引發爆炸事故，其對于煤礦人員的安全作業是極為不利的。在煤礦支護混凝土噴射技術應用過程中也需要提高對通風的關注度，做好通風控制工作，將各類采礦安全事故扼殺于搖籃之中。通風控制過程中需要做好以下方面的工作：

一是在作業之前工作人員需要檢查各類通風設施是否能夠高效暢通運行，如果在檢查期間發現有風筒斷開或者是破口等問題，工作人員需要先著手進行檢修，在檢修作業完成之后，確定沒有任何問題才能繼續下一步施工作業。

二是要定期內煤礦內瓦斯進行監測，如果在煤礦支護混凝土噴射施工技術應用區域20m以內，瓦斯濃度超過標準閾值，工作人員就需要第一時間停止施工作業，盡快采取措施對瓦斯進行排除，第一時間將所有施工人員撤離，以保證所有施工人員的安全。同時，要將礦井內電源切斷，在瓦斯濃度降到標準閾值之后，才能再次接通電源，準備施工作業。

(2)加強綜合防塵

防塵是煤礦支護施工的重點所在，防塵效果不佳的情況下，將會對施工人員的生命安全構成嚴重威脅，增加各類疾病的發生率，同時還將會對生態環境產生極為不利的污染和影響。因此，為了更好的減少相關問題發生率，需要加強落實綜合防塵工作。在具體施工作業期間，防塵時需要做好以下方面的工作：一是要對施工可能會引發的防塵問題進行分析和評估，明確當前防塵問題適合采取哪些措施予以處理。二是在混凝土噴射施工技術應用過程中，還需要控制好混凝土的比例，如果混凝土比例不當，混凝土過于干燥也將會增加粉塵的發生率，因此針對相關問題必須要加強控制和管理。

(3)加強防滅火

煤礦支護施工期間一旦發生火災，將會導致巨大的安全事故發生，其將會對施工的正常實施產生極為不利的影響。因此，為了更好的減少各類施工事故發生率，就需要做好防滅火工作。首先，要保證各類防滅火消防裝備齊全，如干粉滅火器、消防鍬、消防桶等均需要提前準備好。其次，針對煤礦井下使用到的各類油料，必須要做好密封工作，要由專人負責看管處理，在使用完畢之后需要第一時間將油料搬出礦井，嚴格禁止油料在井下存放，針對井下使用過的棉紗、布頭以及紙等都屬于易燃物，需要專項處理，避免其遇到火星自燃。在施工作業時一旦發現有著火的情況，工作人員需要第一時間向上級部門通報，采取措施進行滅火，并且要將電源切斷，否則的話可能會導致電氣設備自燃，影響施工的安全性與可靠性，火災的嚴重性也可能會因此而增加。

此外，還需要做好照明與通信工作，施工作業期間工作面皮帶頭30m范圍內、料場、圖牌板及硐室，安設3盞DJS36/127L(G)型照明燈，照明燈間距不大于15m。由監控隊負責，在工作面皮帶頭安裝一部KTH13型電話，巷道超過100m加設一部KTH13型電話，隨工作面的推進及時前移，保持電話距工作面距離不大于100m。電話聲音清晰，線路整齊，話機完好，保證井上下通訊暢通。電話安好后，由本隊電工兼職管理電話，電話必須掛在安全無淋水、行人暢通處，嚴禁人為損壞；電話掛牌管理，牌板上要求有礦調度、本隊等電話號碼。

(4)做好施工人員管理工作

煤礦支護施工事關重大，如果前期支護工作落實不到位，后期將會對采礦安全產生極為不利的影響，因此為了更好的解決施工中存在的問題與不足，保證煤礦支護施工混凝土噴射技術能夠更加高效順暢的應用，還需要做好煤礦施工人員的管理工作。首先，要加強對煤礦施工人員的專業技能培訓，保證他們對于混凝土噴射技術有充分的了解和認識，對于施工的重難點以及各類施工措施有充分的了解和認識，減少施工問題，優化施工質量效果。其次，要提高施工人員的安全責任意識，煤礦支護施工混凝土噴射技術之所以無法達到預期目的，與施工人員技術水平不達標、責任意識不足存在有極為密切的關聯。因此為了更好的解決施工問題，最大限度優化施工質量，還需要做好思想政治教育工作，提高他們的責任意識，使得他們認識到每一項工作的重要性，在工作中嚴格要求自我。最后，還需要做好施工人員各項行為的監督管理，在每一項施工順利完成之后，都需要對施工情況進行檢查分析，查看施工是否與標準要求一致，及時快速解決施工中存在的問題與不足。

5.結論

總之，支護對于煤礦施工的安全性、穩定性與可靠性有著極為重要的影響，要想切實有效保證煤礦施工安全，減少各類事故的發生率，那么就需要提高施工人員的作業水平，保證各項施工工藝科學合理應用，還需要加強對施工材料的控制，對各項施工工藝予以優化和調整，在煤礦支護施工完成之后做好質量檢測工作，了解工程質量是否達到標準要求，從源頭上控制好施工問題，減少各類事故發生率。