[发明专利]一种煤矿井下巷道湿式喷射加固方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿安全防护，特别是一种煤矿井下巷道湿式喷射加固方法。

背景技术

煤炭开采在世界范围内广而有之，特别是我国是煤炭的重要产地，也是主要的能源，而煤炭开采是在地下进行，要建立煤矿开采用的矿井，由于煤矿粉尘多，环境差，对矿工的身体健康影响极大，矽肺病就是常见的职业病，为了防止因煤尘而造成矿工患矽肺病，因此需要对煤矿井下巷道进行锚喷加固处理，以减少粉尘，由于矿井下空间小，没有搅拌站，喷射机不能实现湿喷或潮喷，目前对煤井巷道进行锚喷加固，多是采用喷射机对巷道壁进行干式喷射，这种干式喷射只能适用于地面，而无法有效适用于矿井下，因此，环境污染、患矽肺病的问题无法解决，那么如何有效解决环境污染，防止患矽肺病的问题呢？这是需要认真解决的技术问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种煤矿井下巷道湿式喷射加固方法，可有效防止煤井下巷道内粉尘的污染，以减少患职业性矽肺病问题。

本发明解决的技术方案是，包括以下步骤：

1、选取原料：原料包括沙子、石子、水泥、干粉速凝剂硫酸钙和水；

2、制浆：将沙子、石子先装入螺旋搅拌机中，第一次加水将沙子、石子搅拌打湿，在加入水泥后，进行第二次加水搅拌，使混合料成为均匀的混凝土浆；

3、在混凝土浆中加入干粉速凝剂硫酸钙，成混凝土喷浆；

4、将混凝土喷浆装入转子式混凝土喷射机中，对喷头进行第三次加水，以湿式将混凝土喷浆喷射到煤矿井下巷道顶面和侧壁上；

本发明方法简单，喷射效果好，效率高，坚固耐用，大大减少了巷道内粉尘的污染，有效防止因粉尘污染造成的职业性矽肺病，经济和社会效益巨大。

具体实施方式

本发明在具体实施中，由以下步骤实现：

1、选取原料：原料包括沙子、石子、水泥、干粉速凝剂硫酸钙和水，其中，以重量比计沙子︰石子︰水泥＝2︰2︰1，每100m3由沙子、石子、水泥组成的混合料中加水40m3（即水灰比为40%），干干粉速凝剂硫酸钙加入量为5m3；

2、制浆：按上述步骤1配料比，将沙子、石子先装入螺旋搅拌机中，第一次加水将沙子、石子搅拌打湿，再加入水泥，搅拌使沙子、石子与水泥粘结，然后第二次加水搅拌，使混合料成为均匀的混凝土浆，在混凝土浆中加入干粉速凝剂硫酸钙，成混凝土喷浆；

3、将混凝土喷浆装入转子式混凝土喷射机中，由转子式混凝土喷射机的喷头对煤矿井下巷道顶面和侧壁进行喷射加固，在喷射时，对喷头进行第三次加水，以湿式将混凝土喷浆喷射到煤矿井下巷道顶面和侧壁上，以保证喷射效果；

在所述的步骤2制浆中第一次加水使水灰比达到15%，第二次加水使水灰比达到25%，步骤3中第三次加水使水灰比达到40%；

所述的沙子为建筑用粒径0.35-0.5mm的中沙，石子为建筑用粒径40mm以下的石子，水泥为建筑用硅酸盐水泥。

本发明方法简单，易于施工，效果好，与现有技术相比，具有以下突出的有益技术效果：

1、本发明由螺旋搅拌机制成混凝土喷浆，再用转子式混凝土喷射机以湿式对煤矿巷道进行喷射加固，效率高，效果好，坚固，大大减少了粉尘对巷道的污染；该湿式加固方法是前所未有的，实现了煤矿下巷道锚喷加固只能采用干喷，无法有效防止矽肺病的问题；

2、本发明中干粉速凝剂采用硫酸钙，比干法使用的碳酸钙更稳定，硫酸钙加热后水分挥发，遇水后会急速脱水，所以硫酸钙通常用作脱水剂、干燥剂，硫酸钙化学成分非常稳定，加入混凝土中会加速混凝土凝固时间，增强混凝土强度。硫酸钙本身无腐蚀，无气味，对人体无危害，有利于防止巷道内环境污染，有效减少患矽肺病的机率；

3、现有湿喷机用NaoH液体速凝剂，氢氧化钠属于强腐蚀强刺激气味的危险品，对工人危害太大，氢氧化钠与空气中二氧化碳就生成碳酸氢钠，碳酸氢钠见水就溶解，随水流出，使混凝土形成蜂窝状，降低混凝土强度，北京西客站渗水返修即使因此，哈尔滨大桥垮塌也是因此原因，氢氧化钠强腐蚀，强刺激气味，对工人危害特别大，不适合井下工作。本发明干粉速凝剂的混凝土保质期为一百年，液体速凝剂的混凝土保质期三年。经过搅拌喷射的混凝土回弹降低，侧喷回弹百分之五，顶喷回弹百分之十。没有经过搅拌机的混凝土，侧喷回弹百分之五十，顶喷回弹百分之六十。而本发明采用硫酸钙，有效克服上述缺陷，基本消灭矽肺病，杜绝二次污染，是申请人首创；

4、本发明采用三次（或称三级）加水方式，世界首创，克服一次加水水流太大，将水泥冲跑，搅拌不均匀，三次（或称三级）加水：第一次加水将沙子、石子打湿，打湿的沙子、石子迅速碰到水泥，水泥包裹沙石遇到第二次加水，是搅拌更加均匀，产生作用是不能把水泥冲泡，第三次加水在喷头彻底消除粉尘，基本消除矽肺病，其效果之好，是未曾料到的，在经井下实际使用，与采用其它方法对井壁加固相比，井下环境得到了根本上的改善，矽肺病患病率减少99%以上，经济和社会效益巨大。