煤矿井下混凝土泵送施工工艺探索

煤矿井下混凝土泵送施工工艺探索

裴明

山西乡宁焦煤集团台头煤焦有限责任公司，山西省临汾市 042100

摘要：煤矿井下的混凝土的传统都是机械输送，而技术发展到现在，已经有了更先进的泵送传输工艺，这种输送工艺更好的实现了砼搅拌以及输送的一体化作业，最大程度的节省了人力资源，，以及施工人员等混凝土的局面，为企业节约开发成本。而且混凝土在一个密闭的管道中输送，也最大程度的减少了浪费，为施工人员减少了实际的劳动强度，进一步保证生产能力。

关键词：煤矿；井下；混凝土；泵送工艺；探索

引言：在当今社会随着我国煤炭行业的发展，对自动化、机械化施工技术的需求日益提高。而煤矿混凝土泵送技术作为井下施工的一项新技术，具有广泛的应用前景，也足以提高混凝土的施工质量，进一步减轻工人的劳动强度，已被广泛使用。部分企业也已经在实际中开展了混凝土泵的项目，积累了一定的经验，充分实现了机械化操作”，达到了“减少人员、提高效率、提高质量、保证安全”的目的。其采用的混凝土泵送技术主要用于采空区封堵，风桥的浇筑、变电站混凝土墙浇筑、以及采空区侧巷支护等。

1. 煤矿使用混凝土泵送施工技术的价值

一般的大型地下硐室和巷道的施工一般都采用传统的混凝土浇筑法进行施工。但是传统的混凝土浇筑工艺复杂，而且运输困难，并且导致施工人员劳动强度大，时间一长会让工人产生懈怠心里，这就很容易造成工人懒散的问题。而且随着井下硐室和巷道断面的不断增大，高度会明显增加，导致混凝土的浇筑高度也在不断增加，但是传统的混凝土浇筑工艺只能靠人工铲或斗棚在施工平台上逐层向上运输，这种方式具有施工效率低、工人的劳动强度高、成本不断增加等缺点，并且直接导致混凝土工程的进度变慢，无法按时完成施工作业^[1]。而新型的泵送混凝土施工技术是目前城市地面施工中经常用到的技术，通常被应用于地上建筑，但国内的煤矿井下建设受到空间和相关因素的影响，再由于工作环境的局限性以及采用施工模式的企业比较少，部分企业没有相关施工经验，具体的设备也不全，还存在一定的施工技术问题，并且缺少具体施工流程及相关技术经验总结导致煤矿混凝土泵送技术难以普及。而经过多年的使用和探索，一些企业也积累了不少经验。通过采用混凝土泵送技术实现了混凝土的浇筑全程机械化作业，从而解决了煤矿下混凝土人工施工难的难题，降低了人工浪费的现象。

2. 具体工作流程

一般混凝土泵工作时，拌混凝土混合物装入料斗，吸入阀然后移动，把出料端块阀门关闭，活塞就在液压作用下向左移动，最后混凝土混合料会由于自重的原因以及真空吸力进入混凝土缸。接下来液压系统中压力油向的相反方进出，而活塞开始往右移动，这时候吸入端片阀关闭，压出端的片阀移开，混凝土就被压入管道输送到浇注现场。而且由于混凝土泵的排出是脉冲式的，所以一般的混凝土泵有两套缸体并排，通过交替排出，在y形管的作用下，进入同一管，使排出的混凝土稳定。

3. 混凝土原料配比的原则

泵送性是进行泵送混凝土的前提条件，因为泵送混凝土与普通混凝土不一样，

除满足施工工程对混凝土强度的要求外，还需要满足一定和易性要求。混凝土的和易性是指混凝土配合比在一定施工条件下要满足浇注方便、密实度均匀等要求的综合能力。它主要包括混凝土的流动性、粘结性和保水性。要在满足和易性的基础上，达到泵送混凝土不离析、不泌水的效果，即在泵送导致混凝土压力过大的作用下，还要使混凝土能不断地通过管道，不发生离析的现象。因此，有必要严格把握混凝土的配合比^[2]。

1、骨料级配的配比

科学合理的骨料级配是保证泵送运行平稳、经济的重要因素。而泵送混凝土对骨料类型、粒径、形状以及级配有不同要求。一般情况下，最大骨料尺寸与管径之比不应大于1:2.7，故选取的粗骨料为1-3cm额碎石。此外，为了保证混凝土的强度以及耐久性，达到更好的级配，可以选用0-5mm细骨料代替粗骨料，替换可以达到50%，这样也能使混凝土满足强度和可泵性的要求，还能降低了水泥的消耗量。

2、水泥的用量

与普通混凝土的施工工艺不同，水泥砂浆在泵送混凝土时还起到润滑管道和传递混凝土压力的作用。而水泥的用量与管道内的摩擦力和泵送时混凝土输送筒的充填程度也有关。如果水泥用量少会导致混凝土发生料浆含量不足的现象，进而造成混凝土的和易性差，泵送产生的阻力增大，还容易堵塞输送的管道。另一方面水泥用量过多不仅会造成原材料的浪费，而且水泥用量越大，产生的水化热就越高。进而导致大体积混凝土在施工过程中产生过高的温度应力和温度裂缝，影响施工质量。为了解决这个问题，可以经常使用粉煤灰作为掺合料加在泵送混凝土中，这样可明显提高泵送混凝土的流动性，减少泌水和干燥收缩，从而大大提高混凝土的泵送性能，还能有效降低水泥的水化热，避免发生温度裂缝的现象。

四、混凝土的泵送工艺

1、用灰浆或水泥浆润滑管壁

在泵送砂浆时，要先将海绵塞和清洗活塞放入泵送管道中，即让砂浆推动活塞前进。方向和位置就要符合出料口的方向，主要用于清除管道中的残余水渣。等到砂浆压好后，将满足要求的混凝土倒入料斗中，然后将上部手动阀变为正向泵送状态，将下部手动阀变为泵送状态然后开始泵送。而在泵送过程中，混凝土坍落度范围应当控制在15%以内。当启动或停止泵送混凝土时，应与前端的操作人员做好交流，前软管的弯曲半径应大于1m。而且在泵送过程中，混凝土料应在搅拌轴中线以上，不允许做抽真空或无材料泵送的情况。

2、运行途中

如果长时间停泵运行，则需要每4-5分钟启动泵一次，反向泵1-2个冲程，正向泵1-2个冲程，防止管道中凝结混凝土导致堵塞；而且在泵送过程中，如果泵送压力突然上升，或输送管道中发生振动，应当立即切换到反向泵，等到2-3冲程后自动反向泵，然后再向前泵，或可用木锤敲击锥管、弯头等容易堵塞的部位。而如果连续多次泵送压力过高，管路可能发生堵塞，此事应停止泵送，先清除管路堵塞物；而在泵送过程中还要注意液压油的温度。当液压油在冷却条件下的温度不断升高到65℃以上时，说明设备发生故障，应立即停机维修；在泵送过程中，料斗不能完全排空，以免混凝土残渣高速飞出料斗，伤到机器和附近工作人员；料斗格栅内不得灌注混凝土，要严格控制进料流量，还需要及时清除超大骨料及管道异物^[3]；而如果混凝土的坍落度过低，此事是不允许直接向料斗加水搅拌的。应将配比完好的水泥砂浆(与泵送混凝土地水灰比相同)加入一同搅拌，等到搅拌均匀后再加入料斗中；当垂直向上的泵送发生中断时，应立即倒转泵体，及时使S管阀的混凝土材料返回到料斗中。

结语

当前泵送混凝土的施工技术大大提高了煤矿井下的建设施工质量，还保证了施工人员的安全，并且大大提高了施工进度。由此，施工人员的劳动强度得到了根本的降低，直接导致施工质量有所提高。而泵送混凝土施工中实践总结出这种施工方法还是比较先进的，通过介绍浇筑混凝土的施工方法以及注意事项。这不仅让供气减少，还是能够有效的降低生产成本，进一步提高了安全系数，充分降低了工人的劳动强度，提高了建设生产效率，从各方面来看都取得了良好的效益，整体上推动了煤矿井下的建设施工质量进步。

参考文献

[1]许联航,高文才,焦显阳,韩晓强,高健.煤矿井下密闭混凝土墙筑造新工艺[J].煤矿现代化,2019(01):27-29.

[2]温建东.泵送混凝土输送系统在煤矿井下的应用[J].科技视界,2019(24):282+294.

[3]曹月奎,姜寄,于永平.矿用混凝土泵在煤矿井下的应用[J].黑龙江科技信息,2019(24):40.