礦用濕式噴射混凝土配合比優(yōu)化設計及實驗研究.pdf

1、礦井巷道利用濕式噴射混凝土（以下簡稱濕噴混凝土）進行支護具有降低工作面粉塵濃度、減少回彈、提高噴射質(zhì)量和支護效果等優(yōu)點。對改善礦井掘進、支護工作條件，保障安全、健康生產(chǎn)具有重要意義。但是，濕噴混凝土在泵送過程中易出現(xiàn)管道堵塞問題，甚至出現(xiàn)爆管等嚴重威脅安全生產(chǎn)的問題。而且，濕噴混凝土作業(yè)粉塵濃度還有待進一步降低，以保證職工健康。這些都是礦井安全生產(chǎn)工作非常重要的部分。因此，本文通過對配合比進行優(yōu)化設計，進而得到作業(yè)過程中粉塵濃度較小、職

2、業(yè)危害較低，泵送、噴射和支護效果均較好的濕噴混凝土。運用理論分析、試驗研究、安全評價方法優(yōu)化和現(xiàn)場應用等多種手段，研究礦用濕噴混凝土最優(yōu)的配合比設計。
　　詳細分析了原材料的種類、用量對濕噴混凝土工作性、可泵性、可噴敷性、產(chǎn)塵分析和經(jīng)濟性的影響，不但得到了適用于濕噴混凝土配合比設計所需原材料種類和用量的范圍，而且找到了對濕噴混凝土配合比設計影響較大的五種因素（用水量；水灰比；砂率；速凝劑添加量；和聚丙烯纖維長度）。設計五因素四水平

3、共16組配合比的正交實驗，在保證強度的基礎上，用坍落度表示流動性，用壓力泌水率表示粘聚性，用我們課題小組自主研發(fā)的泵送壓力實驗平臺測定的壓降表示可泵性。通過正交實驗分析，分別得到五種因素與濕噴混凝土性能的相關(guān)性曲線，并且從16組配合比中優(yōu)選出兩組實驗效果較好的配合比。
　　利用優(yōu)選出的兩組配合比重新調(diào)整得到五組新的配合比，進一步研究濕噴混凝土的可噴敷性、產(chǎn)塵分析和經(jīng)濟性。分別進行回彈率測定、粉塵濃度測定和經(jīng)濟性計算，從五組配合比中

4、選出最優(yōu)的三組配合比。借助安全評價方法中的層次分析法對配合比進行精選，以最優(yōu)配合比為總目標、以可噴敷性、產(chǎn)塵分析和經(jīng)濟性為判斷層、以三組配合比為方案層進行理論分析，其中根據(jù)經(jīng)驗及實際情況我們選擇三種性能的重要度排序為：可噴敷性＞經(jīng)濟性＞產(chǎn)塵分析。通過分析比較最終精選出一組最優(yōu)的配合比。
　　在相關(guān)實驗和分析的基礎上，于某礦井進行現(xiàn)場效果檢測，保證工藝技術(shù)條件、噴射相關(guān)特征參數(shù)以及原材料的種類等條件一致的情況下，分別按照精選出的配合