水泥矿山“溜井-平硐系统” 创新采用溜灰管下料工艺的研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇水泥矿山“溜井-平硐系统” 创新采用溜灰管下料工艺的研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：本基建技改修复加固工程工期短、紧张（工期135d），使用传统吊罐运输施工速度较慢，创新使用溜灰管系统，下料能耗低，工序简单，效率高，提高6倍之多，不占用吊桶提升时间，有利于实现钢筋绑扎与混凝土浇筑的平行作业。同时溜灰管输送混凝土，能连续浇注矿仓壁，整体性好，施工质量优良，自2012年12月10日竣工验收交付投产使用以来，整个矿仓溜破系统运行安全，取得了良好的经济效益。

关键词：溜灰管、创新、溜井-平硐系统（溜破系统）、平行作业、堵管、修复加固工程

中图分类号：TQ172 文献标识码：A

由于“溜井-平硐开拓，矿石自重方式”符合低碳环保经济模式，其节能降耗效果明显，经济效益高，在建材水泥矿山中愈多被采用。对于采用平硐溜井开拓运输系统的水泥矿山来说，矿仓是其咽喉，矿仓作为整体结构，混凝土用量大，持续时间作业长的特点。因此矿仓壁混凝土的输送方式，关系到矿仓的施工速度及工程质量，甚至影响到工程的投产使用。

近年来，矿仓壁混凝土的输送方式普遍采用底卸式吊桶输送，针对本项目工程特点，因矿仓壁混凝土强度为C35，井深约250m，采用溜灰管输送混凝土完全可以避免因离析造成的井壁质量问题，加之工期紧张，决定创新采用溜灰管输送混凝土，实现了与商品混凝土快速施工的配套作业，亦实现了钢筋绑扎与混凝土浇筑的平行作业，保证了矿仓的整体性。

1、施工概况

福建塔牌水泥有限公司4500t/d新型干法水泥生产线项目石灰石破碎及输送工程于2009年5月投入生产使用。该溜破系统三年生产期累计产出千万余吨矿石，在投产后第三年（2011年）发现矿仓有重型钢轨护壁脱落现象，并于2011年10月设备停产检修期内进行了简单结构修复，到2012年5月初破碎车间生产人员发现矿仓前墙出现洞穿处（见图一），遂停机上报检修。经清井后发现矿仓内出现井壁严重冲击磨损，矿仓护壁重型钢轨脱落，前墙偏上方大约30m²面积重型钢轨全部脱落，厚1068mm结构全部冲击磨穿，面临出现“跑矿”事故。

图一井壁护壁钢轨脱落、结构被击穿实况图

为保证矿仓运行安全，决定对矿仓进行修复加固，本基建技改项目工程内容有矿仓修复段、加高段等，涉及工程量为：钢板78.34t，钢轨99.35吨；砼584.63m³；钢筋55.40吨；加固段欠挖总开挖量254.29m3；措施工程有6m井架架设，封井口等。

井口布置5t主提升机一台，单钩提升，4台2t稳车，采用单层吊盘，井壁锚杆固定悬吊Φ159mm溜灰管，同时配备两根Φ20mm钢丝绳悬吊。混凝土经井口溜灰槽、格筛、溜灰管上部漏斗、溜灰管，由底部受料斗、溜灰槽输送到模板内浇注。

2、溜灰管输送混凝土工艺存在的问题

2.1堵管

由于首次尝试在建材水泥矿山“溜井-平硐系统”矿仓修复过程中采用溜灰管输送混凝土，无相关施工经验，因此在首次布置井内溜灰管时，借鉴了煤矿凿井溜灰管输送混凝土工艺的相关技术，布置Φ100mm溜灰管，同时在溜灰管下部加设缓冲器，再加1根耐磨胶管将混凝土直接入模的浇筑方式。但在实际施工过程中，仍出现堵管现象

经分析，主要原因有四：一是溜灰管直径过小；二是石子粒径过大（最大达50mm），粒径越大，在溜灰管内的下落速度越快，从而导致混凝土离析严重，粗骨料聚集还发生堵管；三是混凝土的坍落度过小（仅为100mm）而导致混凝土流动性不良，而且砂浆太稠致其与管道的摩擦阻力增大；四是矿仓净断面较大（7.28m×9.05m，结构厚度最大达到1.968m，最小为1.068m），且溜灰管沿井壁悬吊，采用耐磨胶管完成整个矿仓4壁的浇注需来回移动胶管，由于弯度太大，出现堵管，实际施工过程中，在浇注溜灰管对侧的井壁时，就出现堵管现象（见图二），加之未及时通知井口

图二溜灰管堵管示意图

信号工停止下料，致使整套溜灰管全部堵塞，整套系统报废。

堵管是溜灰管下混凝土最麻烦、处理难的事故。处理时须将上部钢管全部拆下,处理后再重新接管，耗时非常长。为防止混凝土堵管，采用如下措施：

（1）要求商品混凝土搅拌桩重新设计配合比，严格控制石子粒径（不超过40mm），采用流动性大的混凝土。为保证混凝土的强度，水灰比不能过大，但若过小，则满足不了溜灰管下料的要求。为此可通过提高混凝土的砂率及增加水泥用量，通过试配，砂率增加20%左右，水泥增加15%左右时，水灰比亦控制在0.5左右，满足了强度及流动性要求。同时可通过掺减水剂，可增大混凝土的塌落度，提高其流动性，掺量为水泥用量的2%左右。通过重新设计后，配备C35混凝土，其坍落度达到了180cm以上（规范规定混凝土塌落度不小于150mm），具备溜灰管下料的条件。

（2）重新设计布置井内溜灰管：

a、增大溜灰管直径，选用Φ159mm无缝钢管作为溜灰管。同时为减少空气阻力产生的“气塞”现象，在每根溜灰管中部处设计一“喘气孔”（如图三），以减少溜灰管内空气对混凝土的阻力，保证混凝土的连续施工。

b、在溜灰管上部漏斗处设置格筛，防止粒径过大的石子或物体漏入溜灰管；同时设专人看管溜槽及上部漏斗，在溜槽中一旦 图三溜灰管改造示意图

发现大块物体或如水泥袋等杂物，立即拣出。

c、因耐磨胶管在浇注对侧矿仓壁混凝土时，弯度过大，易造成弯道处积聚混凝土而堵管，经研究取消耐磨胶管，改在溜灰管下部设置受料斗，受料斗下部设置活动溜灰槽，混凝土经受料斗及溜灰槽后直接入模。改用受料斗及溜灰槽后，解决了堵管的问题，同时能起到二次搅拌的作用。需注意的是在改用受料斗后，需定期检查受料斗是否被砸漏，否则应立即更换或修补。

（3）特别注意，每次浇注完毕后，应用清水冲洗溜灰管，避免少量混凝土在管内凝固造成堵管。

通过以上措施，整个矿仓施工，未出现溜灰管堵管现象

2.2离析

采用溜灰管输送混凝土，由于组成混凝土各物料组分的比重不同，一般骨料比重为2.5～2.6t/m³，砂浆比重为2.0t/m³左右，因而导致在溜灰管内靠自重下落的速度也就有快慢，因而出现碎石与砂浆出现离析的现象。虽然混凝土的离析是无法完全避免的，但是可以通过采取相应的技术措施，可以做到最大限度减少离析量。

（1）为提高混凝土自身的抵抗分离性，因碎石粒径越大，在溜灰管内的下落速度越快，离析现象就越严重，宜选用粒径不超过40mm的骨料，以及骨料洁净，严格控制含泥量，骨料应合理连续级配；使用增粘剂，提高水泥浆的粘度；使用减水剂控制水灰比。

在首次使用溜灰管下料失败后，通过重新调整配合比，改用20-30mm骨料级配，碎石粒径减少后，也增加了碎石的表面积，碎石与砂浆的粘结程度也变好，离析状态得到了一定程度的缓和，并且加入HXD-2R高效减水剂和Ⅱ级粉煤灰配成的坍落度达到180mm以上、C35的大流动性高强混凝土。

需要注意的是：在实际施工过程中，为防止堵管，工人常常会往溜灰槽中加水，虽然可以表面上会提高混凝土的“流动性”，但这不仅会降低混凝土的粘度，加大混凝土的离析量，而且会降低混凝土的强度，是极为有害的。

（2）在正式下料前，应先下一定量（50mm厚左右）的与混凝土内砂浆成分配比相同的水泥砂浆垫底。

在混凝土的浇注过程中，通过观察发现混凝土产生的离析主要集中发生在混凝土料束的首尾，因而在正式下料前先下配比相同的水泥砂浆垫底，不仅能起到“润管”作用，而且可供与料束首端因离析分离产生的粗骨料混合。

（3）保证连续均匀下料。

为避免因溜灰管入口堵塞造成下料不连续，因此在溜灰管上部漏斗处的格筛不可太密，在漏斗处焊两横钢筋棍即可，并且可以在溜灰管上部漏斗处设置振动器，并尽可能满管下料。

因矿仓断面较大，可设置两个溜槽，除为保证对称分层浇注外，还可以减少料束数量实现连续均匀下料，以达到减少混凝土的离析量。但应注意，溜槽的移位应提前进行，以保证连续供料。

（4）加强振捣。严格执行分层对称浇注，混凝土振捣由跟班质量验收员负责现场指挥，坚持“快插慢提、深度适宜、分层浇注、振捣均匀”，杜绝蜂窝、麻面现象。振捣时间不宜过久，太久会出现砂与水泥浆分离，石子下沉，并在混凝土表面形成砂层，影响混凝土的质量。

3、矿仓壁混凝土质量检验

为检查溜灰管输送混凝土对矿仓壁混凝土质量的影响，在井上、井下同时取样，井上在搅拌车下料口取样，井下取样在矿仓该同盘混凝土入模口，制成试块后，一天后拆模，同条件养护，经28d养护，分别在压力机上测试抗压强度，平均测得数据见表一。从表一可知，溜灰管输送混凝土不影响矿仓壁混凝土的强度质量。

表一混凝土强度检测（龄期28d-同条件） 单位：MPa

4、溜灰管输送混凝土技术优越性及经济效益

（1）采用溜灰管输送混凝土，占用井筒空间少，不占用吊桶提升时间，可实现本层混凝土浇筑与上层钢筋绑扎工序的平行交叉作业，大大缩短了整个工序的循环作业时间。

（2）采用溜灰管输送混凝土缩短了混凝土浇注工序的时间。在首次溜灰管报废后改用传统吊罐运输混凝土施工速度为24h仅完成矿仓首层7.71-12.3m段36m³混凝土的浇注；在对整个溜灰管系统进行重新改造后，混凝土输送浇注速度显著加快，12h即完成110m³，效率提高6倍之多。

（3）溜灰管输送混凝土保证了井壁施工质量，溜灰管输送混凝土584.60m³，矿仓壁混凝土强度满足设计及规范要求，未出现蜂窝、麻面、孔洞等质量问题，工程质量优良（见图四）。

（4）溜灰管下料依靠混凝土“自重”进行输送，节省了吊桶提升直接费用，降低了施工成本。

图四修复后的矿仓壁混凝土结构观感图

5、结语

（1）采用溜灰管输送混凝土，实现平行立体交叉作业，是实现缩短工期的一种有效途径。

（2）使用溜灰管送料时，应加强井上下的信号联系，一旦发生堵管现象，应立即停止送料，并及时予以处理。

（3）对于采用平硐溜井开拓运输系统的水泥矿山来说，因溜井深度一般都＜600m，在采取可行的技术措施后，采用溜灰管输送混凝土完全可以保证矿仓壁的混凝土的质量，且能耗低，效率高，可取的比吊桶下料更为优越的技术经济效益和社会效益，值得推广和发展。

参考文献

李俊良．立井溜灰管下料离析问题的研究．煤炭学报，1997.10

李柱国，张敬东，何善华．溜灰管下送混凝土现浇井壁的可行性研究．建井技术，1995

张首明．最新建井工程技术操作标准规范实务全书．中国建筑工业出版社

煤矿井巷工程施工规范（GB50511-2010）