[发明专利]一种水泥浆快速喷浆方法及喷浆装置

说明书

本发明涉及一种水泥浆快速喷浆方法及装置，属于煤矿井下矸石充填设备技术领域，该方法按1:0.8的重量比将水泥和水放入搅拌桶中混合搅拌制成水泥浆液，然后在水泥浆液中加入水泥重量3‰‑5‰的聚乙烯醇纤维和水泥重量5％‑10％的水玻璃，制成水泥浆纤维混合液，最后使用往复式泥浆泵将水泥浆纤维混合液喷射至巷道顶面和侧壁，喷射压力为4‑6Mpa，喷头与巷道顶面和侧壁受喷面的夹角≥75°，本发明喷浆速度快、节约材料、喷浆粉尘浓度低，是一种节约、高效、环保型的新型喷浆工艺。

技术领域

本发明涉及煤矿巷道支护技术领域，具体地说涉及一种水泥浆快速喷浆方法及装置。

背景技术

煤矿井下巷道开挖之后，巷道顶帮围岩原有的三向应力的平衡状态被打破，为了保持煤矿巷道的稳定性，避免围岩出现垮落或过大变形，巷道掘进后一般都需要进行支护，煤矿井下巷道的支护方式有：锚杆支护、锚杆锚网支护、锚杆锚梁支护、锚杆锚网喷浆支护、素喷浆支护、碹石起拱支护、现浇钢筋水泥支护、U型钢支护、工字钢三节棚支护、裸体支护(巷道成型后不加任何支护材料)。

目前我国大部分煤矿采用锚杆锚网支护、锚杆锚网喷浆支护技术，其中锚杆锚网喷浆支护既能充分发挥锚杆作用，又充分发挥混凝土的作用，长期以来，井下喷浆工艺多采用传统干式或潮式喷浆方法，该方法材料消耗多，回弹率高，喷浆粉尘浓度高，是一种高耗能、高污染的喷浆工艺。近几年以来，又出现了湿式喷浆法，但湿喷工艺设备复杂、采购成本高、易堵管、难维护、喷浆效率低，制约了湿喷工艺在施工现场的推广，一种低成本、高效率、低污染、低粉尘的新型喷浆工艺成为了很多企业一直探寻的目标。

发明内容

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种喷浆速度快、节约材料、喷浆粉尘浓度低的水泥浆快速喷浆方法及装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水泥浆快速喷浆方法，包括如下步骤：

(1)制备水泥浆液：将水泥和水按照1:0.8的重量比放入搅拌桶中进行搅拌；

(2)制备水泥浆纤维混合液：在上述步骤(1)的水泥浆液中加入水泥重量3‰-5‰的聚乙烯醇纤维，搅拌15-20min，再加入水泥重量5％-10％的水玻璃，搅拌不超过5min，制成水泥浆纤维混合液；

(3)使用往复式泥浆泵进行喷浆：将搅拌桶连接到往复式泥浆泵中，同时在往复式泥浆泵中接入清水桶，由往复式泥浆泵的喷头以湿式将水泥浆纤维混合液喷射到煤矿井下巷道顶面和侧壁上，喷射时，喷射压力为4-6Mpa，喷头与巷道顶面和侧壁受喷面的夹角≥75°。

进一步，所述搅拌桶的搅拌转速为60-100r/min。

进一步，所述往复式泥浆泵的喷射流量控制在5-6m³/h。

本发明还提供一种水泥浆快速喷浆装置，包括搅拌桶、吸浆管、清水桶、吸水管、三通连接器、入浆管、往复式泥浆泵、出浆管和喷头，所述搅拌桶通过吸浆管与三通连接器连接，所述清水桶通过吸水管与三通连接器连接，所述往复式泥浆泵通过入浆管与三通连接器连接，所述喷头通过出浆管与往复式泥浆泵连接。

进一步，所述吸浆管上设置有吸浆管截止阀，所述吸水管上设置有吸水管截止阀。

进一步，还包括手动泄压阀、压力表和安全阀，所述往复式泥浆泵的出浆口分别与手动泄压阀、压力表和安全阀连接。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用煤矿井下湿式混凝土喷浆工艺，有效地减少了粉尘的产生，工人可避免在有粉尘的恶劣条件下作业，减少了职工矽肺病的发生几率。

2、本发明在水泥浆液中加入聚乙烯醇纤维和水玻璃配制成水泥浆纤维混合液，不但能够增强水泥喷层的韧性，而且能够缩短凝固时间，减少水泥浆液的回弹浪费。