文档介绍：喷射混凝土防弹及降尘技术的研究及应用
一、项目背景
《喷射混凝土防弹及降尘技术的研究及应用》解决了煤矿喷射混凝土“干喷”回弹及降尘技术的难题,并取得了技术突破。
《喷射混凝土防弹及降尘技术的研究及应用》采用学科交叉,理论研究和实验研究相结合,利用现代分析仪器和检测方法,边应用边改进的研究技术路线。揭示了喷射混凝土回弹及产尘机理:喷射混凝土喷射物料混合不均匀及粘性低是内因,喷射过程的高速气流及圈吸作用,物料在运动过程中的碰撞及喷射物料与巷道壁面的弹性碰撞是外因。对喷射物料水泥、外加剂、沙子、石子等物料及矿井水物理化学性质,进行了系统的研究,确定了物料的最优值。
研制出了新型复合喷射混凝土外加剂。新型复合喷射混凝土外加剂的组分为:速凝物质A;具有高吸水性能物质B;高分子聚合物P。添加了新型复合外加剂的喷射混凝土粘度好,润湿性优,pH值相对较小,喷射混凝土后期强度大。改进了喷射混凝土的施工技术。
1、主要技术性能指标:
采用该研究成果,喷射物料的初凝结时间短,喷厚增加,单轴抗压强度高,降尘及减回弹效果显著。
(1)%,呼尘浓度降低:%。
(2)%;(GB50056-21《锚杆喷射混凝土支护技术规范》
%,拱部不应大于25%)。
(3),喷射混凝土强度的提高了89%。
2、研究成果的主要科技创新:
(1)从本质上揭示了喷射混凝土回弹及产尘机理;
(2)系统的对喷射混凝土物料的物理化学性质进行了研究,并确定了最优值
对高庄煤矿喷射混凝土的喷射物料:水泥、外加剂、沙子、石子等物料及矿井水物理化学性质,进行了系统的分析和研究,并确定了物料的最优值。
(3)研制出了新型复合喷射混凝土外加剂。
(4)喷射混凝土使用新型复合剂后,回弹率低、降尘效果明显、强度大,取得了较好的效果。
在高煤公司进行实际应用,降低了喷射混凝土回弹率和粉尘浓度,提高了巷道喷射混凝土支护的后期的强度。有效的改善了劳动环境,提高了支护质量,提高了劳动效率。经济显著,两年共节支总额2000万元,新增产值3000万元。研究成果的应用,提高了矿井的抗灾能力,保证了煤矿的安全生产和矿工的身体健康,社会效益巨大。
喷射混凝土“干喷”技术具有设备简单、移动方便,输送距离长等优点,在巷道支护工程中而被广泛采用。但施工过程中存在:回弹率高,粉尘浓度大,后期支护强度损失大。致使喷射混凝土“干喷”材料浪费大;劳动环境差,严重危害施工人员身心健康及支护质量安全。《喷射混凝土防弹及降尘技术的研究及应用》解决了煤矿喷射混凝土“干喷”回弹及降尘技术的难题。研究成果有广阔的推广应用前景。
二、技术内容
1、揭示了喷射混凝土回弹及产尘的本质
1)喷射过程的高速气流及圈吸作用
喷射射流射流主体呈橄榄形,其四周为回流区。所产生的高速气流会破坏团粒的粘结,并和空气中的粉尘一起形成物料气体双相流,从而造成喷射混凝土回弹和粉尘的产生。
2)物料在运动过程中的碰撞
物料在运动过程中产生碰撞,在碰撞过程中所产生的能量,一部分由混凝土物团内部相互间黏着力消耗掉,物团间的黏着力达不到能了要求,造成物团的分崩离析,使附着在石子砂子