CN103693922A - 矿用喷涂材料配方及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿用喷涂材料配方，其特征在于：包括固体材料以及液体材料：所述固体材料包括以下组分如下：水泥、粉煤灰、减水剂、速凝剂，还可以由纤维；所述的液体材料为丙烯酸乳液（纯丙、苯丙、改性建筑苯丙、丁苯）或者801胶的至少一种；固体材料与液体材料的质量份数比如下：100:3-10；本发明能够施工快速，且施工时无粉尘、不回弹，绿色环保且节省材料，柔性好、不易开裂，既使开裂也不片落伤人，安全可靠性较高。

Description

矿用喷涂材料配方及使用方法

技术领域

本发明涉及一种矿用喷涂材料配方及使用方法。 

背景技术

目前，公知的矿用薄喷主要是干喷，喷浆后的喷层虽具有一定的支护作用，但其作用都较小，承载能力较差，并且喷层受压容易开裂，甚至出现浆皮大面积脱落，给安全生产带来极大隐患。同时，传统的喷浆材料的利用率低，粉尘大，反弹率高，因此施工环境较差，浪费较多。且施工速度慢，对于辅助运输要求大，这些巷道喷护技术的缺点制约了现代化矿井的发展，因此，需要一种性能优良的喷浆材料和喷浆技术。 

发明内容

为了克服传统喷浆支护技术的施工速度慢、劳动环境差、材料消耗大、辅助运输量大、安全隐患多的缺点，本发明提供一种矿用喷涂材料配方及使用方法，能够实现快速施工，且施工时无粉尘、不回弹，绿色环保且节省材料，柔性好、不易开裂，既使开裂也不片落伤人，安全可靠性较高。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种矿用喷涂材料配方，包括固体材料以及液体材料：所述固体材料包括以下组分且质量组份如下：水泥：粉煤灰：减水剂：速凝剂=100:3-5:2:3-4；所述的液体材料为丙烯酸乳液或者801胶的至少一种；固体材料与液体材料的质量份数比如下：100:3-10。

进一步的，所述固体材料组份还包括有纤维，各组份质量份比如下：水泥：粉煤灰：纤维：减水剂：速凝剂=100:3-5:1:2:3-4。 

进一步的，所述液体材料为纯丙乳液，固体材料与液体材料的质量份比为：100:3。 

进一步的，所述液体材料为苯丙乳液，固体材料与液体材料的质量份比为：100:3.5-4。 

进一步的，所述液体材料为苯丙改性建筑乳液，固体材料与液体材料的质量份比为：100:5。 

进一步的，所述液体材料为801胶，固体材料与液体材料的质量份比为：100:8-10。 

矿用喷涂材料的使用方法，包括以下步骤： 

A、将固体材料与水、液体材料按照如下质量份数比混合：100:40:3-10；

B、混合均匀；

C、开动设备进行喷浆，先从一个方向喷一遍，待基本凝固后再从另一方向复喷一遍，把煤壁裂隙和金属网四周喷均匀；喷浆时先顶后帮，从上向下的顺序进行。

8、根据权利要求7所述的矿用喷涂材料的使用方法，其特征在于： 

喷嘴的喷射角度应尽量与受喷面保持垂直；喷嘴距受喷面距离： 1.5~2.0米。

本发明的有益效果表现在： 

本喷涂材料由固体材料以及液体材料组成。其中，固体材料包括水泥、粉煤灰、减水剂、速凝剂；液体材料为丙烯酸乳液或者801胶。

本技术所采用的材料为一种新型高分子水泥基材料，是一种高分子复合材料，其配方主要有硅酸盐水泥、砂、水、减水剂、速凝剂、液体添加材料丙烯酸乳液，按照一定配比组合而成，由于丙烯酸乳液的加入，使得喷涂材料抗折强度提高、柔性增加、变形能力提高、粘结力强度提高、耐水性提高。本技术采用喷浆方法为湿喷，主要设备为喷浆泵和制浆机，由于喷射及治浆设备的动力采用压缩空气，不需要电力，这样减小了设备的体积增加了使用的安全性。 

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明的喷浆材料绿色环保，无毒，减少环境污染，利于操作人员的身体健康，阻燃，抗静电，安全性强，喷层均匀、封堵完整、无漏洞，不脱落，并且喷浆材料粘结强度高，与围岩或煤壁达到4MPa以上，与钢筋网达到0.9MPa以上，附着力强，抗老化，能有效地防止煤岩层风化、防止金属网锈蚀。 

本技术还具有以下特点： 

（1）高效：喷涂断面积15m²的巷道，每天进度可达150米以上；

（2）经济：以水泥为主料，喷厚1~3mm，喷涂断面积15m²的巷道，每米巷道成本包括水泥在内约80~100元，约喷射混凝土的1/3（喷厚50mm，包括人工及运输费用）；

（3）环保：湿喷不反弹、无粉尘；

（4）简单：设备简单（轻便）、工艺简单（二人）、运输简单（辅助运量少）。

本发明的新型喷浆材料，经性能监测，各项指标均达到国家相关标准。表干时间、实干时间、抗拉强度、断裂伸长率实验方法参照国家标准GB/T 16777-1997《建筑防水涂料实验方法》；柔韧性实验方法参照国家标准GB1731；耐火极限参照国家标准GB/T 15442.2-1995《饰面型防火涂料防火性能分级及实验方法大板燃烧法》；吸水率测定参照美国标准ASTM-D471；阻燃性和抗静电性实验方法参照煤炭行业标准MT113-1995《煤矿井下聚合物制品阻燃抗静电性通用实验方法和判定规则》，并进行了力学性能测试，同时与C20混凝土材料相对比。 

下面结合实施例进行详细叙述。 

具体实施方式

下面未述及的相关技术内容均可采用或借鉴现有技术。 

一种矿用喷涂材料配方，包括固体材料以及液体材料。 

其中，所述固体材料包括以下组分：水泥、粉煤灰、减水剂、速凝剂；液体材料为丙烯酸乳液或者801胶的至少一种。 

为增强效果，固体材料中添加有纤维，各组分以及质量份数比如下：水泥：粉煤灰：纤维：减水剂：速凝剂=100:3-5:1:2:3-4。 

固体材料与液体材料的质量份数比如下：100:3-10。 

其中丙烯酸乳液又可以为纯丙乳液、苯丙乳液、苯丙改性建筑乳液。 

当液体材料为苯丙乳液时，固体材料与液体材料质量份数比为：100:3.5-4；当液体材料为苯丙乳液时，固体材料与液体材料质量份数比为：100:8-10。 

下面结合具体实施例对本发明进行说明 

 

实施例	固体材料	液体材料	固液比
				1	水泥：粉煤灰：减水剂：速凝剂=100:3:2:3	纯丙乳液	100:3
2	水泥：粉煤灰：减水剂：速凝剂=100: 5:2: 4	苯丙乳液	100:4
				3	水泥：粉煤灰：减水剂：速凝剂=100:4:2:3.5	苯丙改性建筑乳液	100:5
4	水泥：粉煤灰：纤维：减水剂：速凝剂=100: 5:1:2:3	801胶	100:8
				5	水泥：粉煤灰：纤维：减水剂：速凝剂=100:3.5:1:2:3.8	苯丙乳液	100:3.5
6	水泥：粉煤灰：纤维：减水剂：速凝剂=100:4.5:1:2:3.4	801胶	100:9
				7	水泥：粉煤灰：纤维：减水剂：速凝剂=100:4.8:1:2:3.9	801胶	100:10
8	水泥：粉煤灰：减水剂：速凝剂=100:3.2-3.4:2:3.6-3.8	苯丙乳液	100:6.2-6.4
				9	水泥：粉煤灰：纤维：减水剂：速凝剂=100:4.6-4.8:1:2:3.2-3.4	801胶	100:8.6-8.8
10	水泥：粉煤灰：纤维：减水剂：速凝剂=100:3.6-3.8:1:2:3.4-3.6	苯丙乳液	100:4.1-4.4

将上述实施例1-7的固、液材料与水混合，实施例中的固体材料与水按照如下质量份数比混合：100:40，当然液体材料的质量根据固液的比例进行添加即可。

操作流程详细如下： 

（1）人员组成

上料：２人

搅拌：1人（搅拌机司机）

当班水电工：１人（兼）

喷射手：1人

开泵司机：1人

班长：１人（兼）

（２）作业现场清理

1）拆除作业面障碍物、清除开挖面的浮石墙角的岩渣、堆积物。

2）埋设控制喷射水泥基浆液厚度的标志； 

3）开泵司机与喷射手不能直接联系时，应配备联络装置；

4）作业区应有良好的通风和足够的照明。

（3）设备检查 

1）LZBQ—2/1.4煤矿用螺杆式注浆泵1台；

2）运转前，检查注浆泵及配套设备，确保施工机具的正常运转；

3）检查风水管；

4）对所喷巷道电缆、管路进行保护，电缆放下，电缆、电缆钩、管路等用塑料布包上；

5）提前运料到喷浆地点，调整喷浆设备。

（4）喷涂工艺过程 

首先将满足要求的水按配比加入搅拌桶内，开动气源。动力源输出动力，开启搅拌桶上的球阀，关闭其他球阀。压缩空气使气动马达推动搅拌器旋转，加入水泥、复合材料等其它配比材料进行充分搅拌，当搅拌完成。关小搅拌桶上的球阀，使搅拌进入低速搅拌。开启螺杆泵球阀，螺杆泵马达带动螺杆泵旋转，将浆料输送出去。主要包括：

1）按配比进行搅拌喷浆料，达到喷浆标准要求。

2）开动设备进行喷浆，先从一个方向喷一遍，待基本凝固后再从另一方向复喷一遍，顶部根据需要可复喷两次，把煤壁裂隙和金属网四周喷均匀。喷浆时坚持先顶后帮，从上向下的顺序进行。 

3）喷浆后及时清理现场杂物，冲刷设备和管路。 

（5）湿混合料的拌制 

1）原材料的称重允许偏差

各种材料的允许偏差±1%；

2）配合比见前述材料配方。

3）混合料的搅拌 

喷涂浆液的搅拌采用风动搅拌桶搅拌，先搅拌复合材料，后加液体材料。搅拌时间以浆液搅匀全部悬浮为准。

（6）喷嘴的操作 

1）喷嘴的喷射角度： 当喷嘴严重偏离垂直方向时，喷射水泥基浆液将会在受喷面滚动或不断重迭。喷嘴的喷射角度应尽量与受喷面保持垂直。

2）喷嘴距受喷面距离：喷头与受喷面的距离以浆液回弹少、浇捣有力为合宜。这一距离以1.5~2.0米较为适宜。 

（7）操作规程 

①提前准备好设备、材料、风水管。

②对所喷巷道电缆、管路进行保护，电缆放下，电缆、电缆钩、管路等用塑料布包上。 

③运料到喷浆地点，调整喷浆设备。 

④按配比进行搅拌喷浆料，达到喷浆标准要求。 

⑤开动设备进行喷浆，先从一个方向喷一遍，待基本凝固后再从另一方向复喷一遍，把煤壁裂隙和金属网四周喷均匀。喷浆时坚持从上向下的顺序进行。 

⑥喷浆后及时清理现场杂物，冲刷设备和管路。 

四、安全技术措施 

（1）喷浆前要做好各项准备工作和安全检查工作。拌料时必须选择适当地点，不能影响运输等其它工作运行。

（2）喷浆前，清净巷道两底脚浮矸，并清至实底，喷浆后无失脚、穿裙现象。 

（3）喷浆前检查注浆泵运行情况，包括各部件紧固，排浆密封好，润滑情况等，发现问题及时处理。喷浆后用清水冲洗干净管路及泵内水泥等物。 

（4）喷浆工作一般由两人进行，两人必须密切配合，发现问题及时处理；喷射手要掌握好喷射角度和距离，力求垂直岩面喷射，任何情况下严禁枪头对人。 

（5）喷浆时要用旧风袋等掩护好喷浆范围内的电气设备、电缆、风水管线等设施，喷浆后认真清理干净电缆、管线、机械设备及落地的回弹料，清挖干净水沟，并保持水沟畅通，所清理的回弹料不得立即装车，等凝固后再装车，以免回弹料在车皮内凝固。 

（6）此次喷浆使用新的工艺和新型材料。喷浆设备采用LZBQ-2/ 1.4型螺杆式注浆泵，其组成由两台空气马达形成动力源，驱动浆料搅拌和螺杆输送泵，浆料混合仓在螺杆泵的上部安装，出料口与螺杆泵三通连接，螺杆泵出口连接一条高压出浆胶管。 

（7）喷浆前要对锈蚀金属网进行敲击处理锈蚀物，对煤壁浮尘和碎煤进行冲刷，帮顶部破碎段要减少水的配比量，多复喷几遍，达到能封闭裂隙的目的。  

（8）喷浆时的操作顺序为：加水→送风开起搅拌筒→上料进行配制→开启注浆泵→喷射（首先将料放入搅拌桶内，开动气源。动力源输出动力，开启搅拌桶上的球阀，关闭其他球阀。压缩空气使气动马达推动搅拌器旋转，将物进行充分搅拌，当搅拌完成。关小搅拌桶上的球阀，使搅拌进入低速搅拌。开启螺杆泵球阀，螺杆泵马达带动螺杆泵旋转，将浆料输送出去。）。停机：停料→停水→停风。如遇特殊情况时先停风。

（9）处理堵管时，要派专人稳牢喷抢头，不准带压处理，要停风打开回液阀敲打堵管处，然后关闭回液阀送风处理。采用敲击法处理不通时，要拆开管路进行处理。 

（10）从搅拌筒或注浆泵体内取杂物时，必须停风，用专用工具夹子或长柄工具将机体内的杂物取出，严禁伸手直取。 

（11）喷浆枪头在任何情况下不准对着人。 

将实施例1-10分别进行测试，测试结果如下： 

实施例1-10煤矿井下快速喷涂材料性能指标要求

实施例1喷涂材料力学性能试验结果

实施例2喷涂材料力学性能试验结果

实施例3喷涂材料力学性能试验结果

实施例4喷涂材料力学性能试验结果

实施例5喷涂材料力学性能试验结果

实施例6喷涂材料力学性能试验结果

实施例7喷涂材料力学性能试验结果

实施例8喷涂材料力学性能试验结果

实施例9喷涂材料力学性能试验结果

实施例10喷涂材料力学性能试验结果

以上所述仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

  

Claims (8)

1.一种矿用喷涂材料配方，其特征在于：包括固体材料以及液体材料：所述固体材料包括以下组分且质量组份如下：水泥：粉煤灰：减水剂：速凝剂=100:3-5:2:3-4；所述的液体材料为丙烯酸乳液或者801胶的至少一种；固体材料与液体材料的质量份数比如下：100:3-10。

2.根据权利要求1所述的矿用喷涂材料配方，其特征在于：所述固体材料组份还包括有纤维，各组份质量份比如下：水泥：粉煤灰：纤维：减水剂：速凝剂=100:3-5:1:2:3-4。

3.根据权利要求1或2所述的矿用喷涂材料配方，其特征在于：所述液体材料为纯丙乳液，固体材料与液体材料的质量份比为：100:3。

4.根据权利要求1或2所述的矿用喷涂材料配方，其特征在于：所述液体材料为苯丙乳液，固体材料与液体材料的质量份比为：100:3.5-4。

5.根据权利要求1或2所述的矿用喷涂材料配方，其特征在于：所述液体材料为苯丙改性建筑乳液，固体材料与液体材料的质量份比为：100:5。

6.根据权利要求1或2所述的矿用喷涂材料配方，其特征在于：所述液体材料为801胶，固体材料与液体材料的质量份比为：100:8-10。

7.矿用喷涂材料的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、将固体材料与水、液体材料按照如下质量份数比混合：100:40:3-10；

B、混合均匀；

C、开动设备进行喷浆，先从一个方向喷一遍，待基本凝固后再从另一方向复喷一遍，把煤壁裂隙和金属网四周喷均匀；喷浆时先顶后帮，从上向下的顺序进行。

8.根据权利要求7所述的矿用喷涂材料的使用方法，其特征在于：喷嘴的喷射角度应尽量与受喷面保持垂直；喷嘴距受喷面距离： 1.5~2.0米。