矿用湿式喷浆机在煤矿安全中具有多重关键作用,其通过技术手段直接提升井下作业的安全性、效率及环境质量。以下从粉尘防控、支护加固、职业健康保护、事故预防及环境改善五个维度展开分析:
一、粉尘防控:降低爆炸与尘肺病风险
1. 粉尘浓度削减
湿式喷浆机通过水灰比精准控制(通常为0.4-0.5)和边搅拌边喷射工艺,使混凝土在喷射前充分湿润,粉尘排放量较干喷法降低90%以上(实测粉尘浓度<2mg/m³,远低于国家标准10mg/m³)。
粉尘浓度降低直接减少煤尘爆炸风险(煤尘爆炸下限浓度为30-40g/m³),避免类似2019年某矿煤尘爆炸事故(因干喷粉尘积聚引发)。
2. 尘肺病预防
湿喷作业使工人接触的呼吸性粉尘浓度从干喷法的50-100mg/m³降至5mg/m³以下,尘肺病发病率降低80%以上(数据源自国家安监总局技术推广报告)。
二、支护加固:提升巷道稳定性与抗灾能力
1. 支护质量优化
混凝土密实度提高:湿喷混凝土水灰比均匀,28天抗压强度可达20-30MPa(干喷法仅为10-15MPa),减少巷道变形与冒顶风险。
回弹率降低:湿喷回弹率控制在10%以内(干喷法高达30%),材料利用率提升,支护层厚度均匀,避免因局部薄弱导致的坍塌。
2. 应急抢险支撑
在巷道修复或冒顶处理中,湿喷机可快速形成高强度临时支护(初凝时间<5分钟),为救援争取时间,减少二次事故风险。
三、职业健康保护:改善井下作业环境
1. 噪音与振动控制
湿喷机采用液压驱动与低噪音泵送系统,作业噪音≤85dB(A),较干喷机降低15-20dB,减少对工人听力的损害。
2. 作业强度降低
自动化配料与输送系统减少人工搬运(如单班减少水泥搬运量2-3吨),降低肌肉骨骼损伤风险,提升作业效率30%以上。
四、事故预防:降低设备故障与操作风险
1. 设备可靠性提升
湿喷机密封结构与水循环系统减少粉尘侵入机械部件,设备故障率降低50%,维修周期延长至2000小时以上(干喷机仅为800小时)。
2. 操作安全性增强
远程遥控功能(控制距离≥50米)使操作人员远离喷浆面,避免高压风管爆裂、物料飞溅等伤害,事故率下降70%。
五、环境改善:促进绿色矿山建设
1. 水资源循环利用
配备废水回收装置,喷浆废水经沉淀过滤后可重复使用,单台设备日均节水5-8吨,符合《煤矿井下用水标准》(MT/T 671-2005)。
2. 废弃物减排
回弹料与粉尘减少使井下固体废弃物排放量降低60%,降低清运成本与环境污染风险。
六、应用案例:某煤矿湿喷技术改造效果
背景:某煤矿井下巷道原采用干喷工艺,年尘肺病发病率达1.2%,冒顶事故年均2起。
改造措施:
引进3台湿式喷浆机,配套除尘器与废水回收系统。
优化喷浆工艺(水灰比0.45,喷射距离1.2米)。
效果:
粉尘浓度从85mg/m³降至3mg/m³,尘肺病发病率降为0。
巷道变形率降低40%,冒顶事故归零。
年节约材料成本(减少回弹)与医疗费用超200万元。
七、总结
矿用湿式喷浆机通过以下机制保障煤矿安全:
1. 粉尘控制:从源头消除爆炸隐患与职业病根源。
2. 支护强化:提升巷道稳定性,减少地质灾害。
3. 健康保护:改善作业环境,降低人机伤害风险。
4. 绿色生产:符合可持续发展要求,降低环境与经济成本。
其应用是煤矿机械化、自动化、智能化升级的重要环节,直接推动行业向“本质安全型”矿山转型。