高水充填技术在过空巷中的应用
高水材料充填沿空留巷技术的研究与应用
攥
水 灰 比／ ％
图１ 高水 充填 材 料 单 轴 抗 压 强 度 与 水灰 比关 系
１ ． ２ 高水材 料 充填 墙体 的支 护特性
越多 。 充填 凝 固体 的强度 就 越低 。 在水 灰 比 Ｗ／ Ｃ ＝ ０ ． ５： １～０ ． ７ ５： １ 左 右 ．高水 充 填材 料抗 压 强度 可 达
作 面 的生 产条件 ， 开 展 了高水 材料 充填 沿 空 留巷 技 术 的研 究。实 践证 明． 采 用 高水 材料 充填 墙
体。 成功 实现 了工作 面 的沿 空 留巷 ， 进 一步 实 现 了减 少巷 道 掘进 量 、 增 加煤 炭 资 源 回收 率 的 目
的， 缓 解 了接 续紧 张 的局面 ， 并对 煤矿 的 可持续 发展 具有 重 要应用 价值 。
研究 ［ Ｊ ］ ． 采矿 与安全工程学报 ， ２ ０ ０ ８ ， （ ２ ５ ） ： ４ ０ ０—４ ０ ３
［ ３ ］ 彭佳 佳 ， 李 玉龙 ， 张 晴． 沿 空 掘 巷 煤 柱 合 理 宽 度 及 支护 技 术研 究 ［ Ｊ ］ ． 能 源 技术 与 管理 ， ２ ０ １ ２ ： ７ ６—７ ８
支 护效 果显 著
２ 、 三 交河 高 预 应力 锚 杆 支 护 的原 则 为 ： 保 持 支 护结 构 整体 完整 性 、支护 结构 具有 足够 的主动 承载
能力
参 考 文 献
作者简 介 ： 荀建 梁（ １ ９ ８ ６ 一） ， 男， 山西 曲 沃 人 ， ２ ０ １ ０年 毕
业 于 山西 大 同大 学 采 矿 ． Ｔ － 程专 业． 霍 州 煤 电集 团 三交 河煤 矿 助 理 工程 师 。
充填法在工作面过空巷时的应用分析
江西煤炭科技2019年第2期充填法在工作面过空巷时的应用分析雒文龙(山西汾西工程建设有限责任公司工程公司,山西孝义032300)摘要:为了降低回采面前方空巷对回采工作造成的影响,在分析空巷对回采面周期来压及矿压显现规律的基础上,采用充填法对空巷进行了填充,并对充填工艺进行分析。
结果表明,采用充填法对空巷进行充填之后,回采工作面可以安全高效的推过空巷影响区域,同时也为其他矿井类似条件下的空巷治理提供一定的参考。
关键词:空巷;充填;矿压;综放开采中图分类号:TD263;TD353文献标识码:B文章编号:1006-2572(2019)02-0167-03Application Analysis of Filling Method in Crossing Abandoned Roadway of Working FaceLuo Wenlong(Engineering Co.of Shanxi Fengxi Engineering Construction Co.,Ltd.,Xiaoyi,Shanxi032300) Abstract:Based on the analysis of the periodic weighting in working face of abandoned roadway and the law of rock pressure,the filling method is used to fill the goaf to reduce the influence of the abandoned roadway in front of the stope on the stoping work, and the filling technology is also analyzed in the paper.Results show that the filling method can enable the mining face safely and efficiently push the affected area,and provide some reference for abandoned roadway treatment under similar conditions in other mines.Key words:abandoned roadway;filling;mine pressure;fully mechanized caving mining当井下回采工作面前方出现空巷时,回采面前方的空巷难以起到对顶板的切顶作用,从而间接的增加回采面超前支承压力。
柏建彪高水充填材料沿空留巷技术PPT课件
27 4.28 6.39 8.24
3 2.05 : 1 10 29 3.75 5.59 7.32
4 2.25 : 1 12 41 3.02 4.61 5.59
5 2.50 : 1 17 58 2.42 4.14 5.15
6 2.70 : 1 19 66 1.94 3.46 4.31
7 3.00 : 1 20 75 1.53 2.74 3.39
焦煤集团、天安煤业、新汶矿业集团、潞安集团、
邯郸矿业集团等得到推广应用，即将在联盛集团、
兖州、窑街、贵州大方等地应用。
柏建彪教授13951359087
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高水充填材料沿空留巷技术
3 沿空留巷巷旁支护机理
3.1 巷旁支护体作用机理
（1） 巷旁支护体早期强度大、支护直接顶、 防止直接顶离层，切断采空区的直接顶。
柏建彪教授13951359087
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高水充填材料沿空留巷技术
单轴抗压强度/MPa
12 10 8 6 4 2 0
0
5%
10%
15%
20%
25%
垂直应变
高水充填材料力学性能适应沿空留巷围岩活动规 律，留巷效果好。
柏建彪教授13951359087
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高水充填材料沿空留巷技术
高水充填材料巷旁充填工艺
充填系统和充填工艺简单。
充填体
工作面
充填管路
料 搅拌桶 场
吸浆槽 充填泵
吸浆管
入料口 料
场
浆液可以远距离 输送，充填设备 可以放在上、下 山，不影响顺槽 使用、减少辅助 运输工作量
充填泵及搅拌桶
地面培训
柏建彪教授13951359087
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高水充填材料沿空留巷技术
高水材料巷旁充填技术在沿空留巷的应用
江西煤炭科技2019年第2期高水材料巷旁充填技术在沿空留巷的应用刘敬佩(山西阳泉煤业(集团)有限责任公司新元公司,山西晋中045400)摘要:阐述了阳煤集团新元公司3413综采工作面辅助进风巷采用的高水材料巷旁填充技术的设计和施工过程,取得了良好的填充效果。
关键词:沿空留巷;高水材料;巷旁充填;充填墙体中图分类号:TD353文献标识码:B文章编号:1006-2572(2019)02-0170-03 Application of Roadside Packing Technology of High Water Material in Gob-side Entry RetainingLiu Jingpei(Xinyuan Co.,Ltd.,Yangquan Coal Industry Group Co.,Ltd.,Jinzhong,Shanxi045400)Abstract:The paper elaborates the design and construction process of roadside packing technology of high water material in service intake airway at3413fully mechanized mining face,Xinyuan Co.,Ltd.,Yangquan Coal Industry Group Co.,Ltd.,which achieves better filling effect.Key words:gob-side entry retaining;high water material;roadside packing;infillwall阳煤集团新元公司3413综采工作面位于一水平四采区,地面标高+1078.0m～+1139.2m,工作面标高+612.8m～+717.4m,埋藏深度466.0～487.2m;工作面走向长1543.5m,倾斜长190m;开采3#煤层,煤层厚度2.15～2.79m,平均厚度为2.49m,煤层倾角2°～11°,平均6°。
超高水充填材料在采矿工程中的应用与展望
超高水充填材料在采矿工程中的应用与展望摘要: 为解决“三下”压煤开采、工作面过空巷和煤炭自然发火等问题，对超高水材料充填开采技术、预充空巷开采技术和注浆防灭火技术进行研究。
基于超高水充填材料的性质，介绍了以上 3 种技术的应用情况，并分别以陶一煤矿、王庄煤矿和金地煤矿为例对其应用效果进行了分析和评价。
结果表明，超高水材料充填开采技术能保证采空区充填率达到 85% 以上; 采用超高水材料预充空巷开采技术后，工作面回采过空巷期间未出现矿压显现剧烈现象; 采用超高水材料注浆防灭火技术后，火区的温度和 CO、NH4 浓度均恢复到正常水平。
今后需在继续完善当前技术相关理论与工艺的同时，进一步拓展超高水材料的应用领域。
关键词:超高水材料; 充填开采; 预充空巷; 防灭火1有关超高水充填材料的详细介绍超高水充填材料主要是由单浆液构成，该单浆液是由甲乙两模块分别配水形成。
其中甲模块中主要组成部分为复合超缓凝剂与铝土矿，乙模块中主要组成部分为复合超缓凝剂与石膏等。
甲乙两类单浆液的体积相同进行混合，然后过一段时间后就能凝固从而变成充填体。
超高水充填材料中水灰比最低是 6.3：1，最高是 11：1，这意味着其水体积可以高达 95%—97%的范围。
甲乙这两类单浆液进行混合后可以在 8—30 分钟内达到初凝状态，其固结体的最终强度能够达到 0.06—1.65MPa，而其七天的抗压强度能够涨到最终强度的 60%—90%。
这两类单浆液具体的抗压强度以及混合后的凝结时间可以依据实际情况来适当做出调整；甲乙两类单浆液可以在 30—40 小时内保持良好的流动性、不凝固，其具有高强度的可灌性流动性，有利于在管路中实现长时间长距离运输。
而在遭受压力的时候该单浆液固结体积应变仅有 0.00075—0.003 之间，由此可知其具有较强的不可压缩性。
2超高水材料注浆防灭火技术及应用超高水材料注浆防灭火技术是一种集注浆、注水、凝胶、阻化剂于一体的新型防灭火技术，具备以上防灭火技术的优点，同时克服了浆液易流失、不凝结、流动性差及工艺复杂、成本高等缺点。
高水填充沿空留巷技术(简单版2019.5.28)
高水填充沿空留巷技术项目简介山西誉邦科技股份有限公司目录一、项目背景 (1)二、高水材料沿空留巷技术 (2)三、高水填充材料 (3)四、应用案例 (4)五、技术力量 (5)六、企业资质 (6)七、企业荣誉 (7)八、检测报告 (8)九、行业标准 (11)一、项目背景我国煤矿地下巷道总长超过4.0万㎞，其中受采动影响的煤巷约占80%。
长期以来，对受采动影响的回采巷道一般采用款煤柱护巷。
大煤柱的留设在降低煤炭出采率、造成严重资源浪费的同时，对于一些采空侧巷道、采动影响剧烈的巷道，即使留设15~30m的煤柱仍难以保证巷道回采期间的正常使用，巷道变形严重，修复频率高，严重威胁着矿井的安全生产；如区段煤柱较宽则会在工作面回采后形成应力集中，使布置在煤柱下方的底板巷道维护困难。
同时，这种布置方法不利于防治煤炭自然发火和煤与瓦斯突出等灾害。
沿空留巷是在工作面后方沿采空区边界维护住已使用过的回采巷道为下一区段煤层开采服务，此技术已经成为煤矿开采技术的一项重大改革。
沿空留巷可以完全取消区段煤柱，提高煤炭资源采出率，改善巷道围岩的破坏情况，降低巷道支护难度，延长矿井服务年限，减少巷道掘进量，缓解采掘接替矛盾，取消孤岛工作面及缩短搬家时间，能够实现Y形通风方式，解决工作面瓦斯超限难题，并能合理开发煤炭资源，实现前进式和往复式开采。
其技术优势和经济效益显著。
沿空留巷与留煤柱护巷相比,无论在技术经济上还是生产安全上,都具有绝对性的优势。
根据对现有的无煤柱开采实例的统计,沿空留巷通常可使采区采出率提高10~20%,有的矿井甚至达到25~30%;沿空留巷一般可使巷道掘进率降低25~33%。
而有的矿井降低的程度高达40%以上。
巷旁支护是保证沿空留巷成功的关键，国内外对巷旁支护机理及方法进行了较多的研究和实践。
上世纪50年代以来巷旁支护长期采用矸石带、木垛、密集支柱和混凝土砌块，上述巷旁支护普遍存在增阻速度慢、支撑能力小、压缩变形量大、密闭性能差、机械化程度低、劳动强度大以及力学性能与沿空留巷围岩变形不相适应等缺点，不利于沿空留巷维护和防止采空区漏风、煤层自燃。
高水充填材料在加固砌碹巷道中的应用
李文忠 山西兰花科技创业股份有限公司伯方煤矿分公司
０ ４ ８ ４ １ １
【 摘 要】分析了 伯方煤矿二盘区变电所变形失稳原因， 介绍了 高 均 有较 大 的 空 隙 ， 由于 炮 掘和 煤 层 松 软 的原 因 ， 局部 地 段 超 挖 量 严 水充填 材料 的使 用特 性 ， 提 出了变电所修 复加固技术 ： 首先进行砌碹碹 重 ， 变 电所空 顶和空 帮现 象严 重［ １ ＿ ４ ］ 体壁后充填 ， 然后进行深部围岩注浆， 再采用锚网索加固。 实践效果表 导 致砌 碹巷 道变形 失稳 的力学机 制较 为复杂 ， 影 响因素较 多， 不 明， 高水充填材 料是 加 固砌碹巷 道 中效果 良好 ， 是治理修 复同类巷道 的 仅与岩石本身的物理力学性质、 构造的分布等有关， 而且与巷道的力 良好途径 。 学环境与支护方式有关。 根据变电所变形破坏情况， 经过岩层窥视 【 关 键 词ｌ高水充填 材料 ； 砌碹 ； 注浆加 固； 壁后 充填 仪检测和理论分析认为， 导致变电所变形破坏的主要原因以下几个方 面： 引言 （ １ ） 变电所本身支护方式的影响。 变电所采用的砌碹支护属于 伯 方煤 矿 二盘 区变 电所 采用 砌 碹 支护 ， 碹体 厚 度为 ５ ０ ０ ａｍ， ｒ 根 被动 支护 ， 除 支撑 周围松散 岩层 的重量 ， 对松 动 圈以外 的岩 层无 法 提 据 现 场 调研 发现 ， 实 际砌 碹 厚度不 足５ ０ ０ ａｍ， ｒ 变 电所维 护 效 果 不理 供 有效 的主动 支护作 用。 想。 变 电所有 多处拱 顶 出现开 裂 现象 ， 变 电所 顶部 出现 缝 隙。 砌 碹 支 （ ２ ） 变 电所掘进方式和施工工艺的影响。 二盘区变电所采用炮 护为被动支护， 在碹体与围岩存在空隙时， 会形成一定程度的空帮、 掘， 掘进期间超挖现象严重。 采用砌碹支护时， 由于碹体壁后未充填 空顶 ， 造 成料 石碹 体承受 点载 荷或 偏载 荷， 料 石碹 体承 载能 力显著 降 严实， 碹体提供的初撑力很小， 变电所围岩得不到及时支护， 松散破 低， 容 易被 破 坏 。 二盘 区变 电所 承担 矿井 二盘 区的供 电任 务， 其 支 护 碎 的煤 岩 持续 发生 松动 、 垮落。 另外， 炮 掘 对变 电所 围岩的 震动 破 坏 质量直 接 影 响矿 井的安 全和 生产 效率 。 为 保证 生产 ， 急需对变 电所提 大， 造成 围岩裂隙发展和松动范围加大， 降低了围岩的强度和 自 承能 供合理的修复加 固对策。 力， 加 速 了碹 体的破 坏 。 １ ． 巷 道 地 质条 件 概况 （ ３ ） 变电所的围岩组成与性质的影响。 变电所沿煤 层顶板掘 伯方煤矿二盘区变电所位于二盘区运输巷东侧， 平行于盘区运 进， 煤层较软， 内生条带裂隙， 煤层节理中等发育。 顶板为灰黑色泥 输巷布置， 与盘区运输巷间煤柱宽１ ７ ｍ。 变电所东侧为水仓， 水仓东侧 岩， 强度较低。 受掘进扰动和回采影响后， 围岩裂隙进一步发育。 变电 为３ ２ ０ ４ 联络 巷 ， 水仓与 变 电所 间煤 柱宽 １ ５ ｍ， ３ ２ ０ ４ 联 络巷 与变 电所 间 所采用料石砌碹支护， 碹体与变电所围岩之间存在刚度和变形的不 煤柱 宽３ ５ ｍ。 变 电所南 侧３ ２ ０ ２ Ｉ作 面ｊ ￣３ ２ ０ ３ ： Ｚ 作面 已全 部 回采 完毕 ， 耦合。 当某些部位出现不耦合时， 碹体不能抵御变电所围岩变形与破 东 西 两侧分 别为未 开采 的３ ２ ０ ４ ￣ ． ３ ２ ０ ５ Ｓ Ｅ 作面 。 目前正在 安装 ３ ２ ０ ７ ￣ Ｅ 作 坏时 ， 碹体和 围岩将在 其不 耦合 的部 位发 生变 形和破 坏 ， 进 而导 致 整 面， 准备 ３ ２ ０ ４ Ｔ作面 。 变 电所位 置 如 图１ 所示。 变 电所布 置在 ３ ＃煤 层 个变 电所失稳 。 中， 沿 煤 层顶 板掘 进 ， 断 面 为扇 形 拱 ， 拱高Ｉ ． ５ ｍ， 直 墙高 ２ ｍ， 采 用料 （ ４ ） 变 电所碹 体后 的空 隙作 用 变 电所碹 体 背后 出现 空隙 的 概 石砌 碹 支护 ， 砌 碹厚 度５ ０ ０ ｍｍ。 煤 层厚度 ５ ． ８ ２ ｍ， 煤 层倾 角２ — ６ 。 ， 内 率 极高 ， 而 且位 置分布 不规 律 ， 导 致 碹体 背后 容 易形成 空 隙 。 松 动 圈 生裂隙， 呈条带状结构， 煤层节理中等发育， 硬度ｆ ＜ｌ 。 ５ 。 内破 碎 围岩 冒落后在 自重的 作用 下会 向两边流 动 ， 使得 碹体 背后产生 空隙， 实 际检 测 过 程 中也 发 现 ， 变 电所 拱 顶 附近 区域 的空 隙 最 为 常 见。 而 碹体后空 隙会 使砌碹 结 构的 受力状 态 发生变 化 ， 在局 部 产生应 力集中， 会使砌碹结构受到偏心力， 从而在局部会产生内力增长， 间 接降低了砌碹结构的承载能力， 造成砌碹结构的破坏。 ３ ． 巷道加固修复技术 由于变 电所 砌 碹壁 后存 在较 多空 隙 ， 采用 高速 充 填材 料 先 对 变 电所 进行壁 后充填 ， 再 对变 电所深部 围岩进行 注 浆加 固。 ３ ． １ 高水充填材料 根 据充 填和 注 浆的 需求 ， 选择Ｚ ＫＤ 型徐 州博 厦矿 山科 技有 限 公 司 生产的 高水充填 材 料。 该材 料 由甲料 、 乙料 、 加 甲料 、 加 乙料 四种 材 料 构成 。 甲、 加 甲料 以质量 比１ Ｏ ： １ 在 同一搅 拌 桶混 合， 乙、 加 乙料 以 质 量ｈ ｉ ５ １ ０ ： １ 在 同一 搅 拌 桶混 合， 甲料 （ 加 甲料 ） 、 乙料 （ 加乙 料） 以 质量 ｂ ｉ ｌ ｌ ： ｌ 配合使 用。 其中 甲料是 以硫 铝酸 盐 水泥熟 料为基 材， 加 甲料 由悬 浮剂及少量超缓凝剂混磨而成 ， 乙料是由石灰、 石膏等混磨而成， 加 乙料 由悬浮 剂 和复合 充填 早强剂 等 混 磨而 成 。 要求 甲料 （ 加 甲料 ） 和 乙料 （ 加 乙 料） 两部 分 必须 等量 进 浆 出浆 ， 混 合均 匀 ， 其强 度 才能 达 到最大。 高水充填材料性能可根据具体条件进行配制与调整。 在实验 室 条件下， 高水充填 材 料净 浆单 轴抗 压 强度见表 １ 所示 。
高水充填材料实现沿空留巷工艺的应用
高水充填材料实现沿空留巷工艺的应用作者：杜清国张建王文利来源：《中国科技博览》2015年第29期[摘要]该文介绍了山东能源枣矿集团田陈煤矿3下324工作面采用充填材料实现沿空留巷工艺的应用，现阶段高水充填材料实现沿空留巷技术作为主流已日渐成熟，该工艺具有充填率高、速凝早强特性等特点，有效控制采空区顶板，限制地标下沉，高水材料具有良好的流动性和渗透性，材料损耗少等优点，对于矿山的可持续发展具有推进作用。
该技术的应用能减少巷道掘进量，节约掘进费用，最大程度开发煤炭资源，提高煤炭资源回收率，缓解紧张的采掘接替局面，取得了较好的经济效益和社会效益。
[关键词]沿空留巷充填材料工艺设计中图分陈类号：TD353.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）29-0351-021、工作面基本情况（1）井下位置3下324位于田陈煤矿北三采区下山四阶段右翼，轨道巷、切眼靠近可采边界。
运输巷靠近3下322工作面。
上覆3上320工作面，工作面标高-509.7—543m，地面标高+38，5-+39.7m。
该工作面长度120米，采用ZZ4400-15/33型支架80架。
（2）煤层情况煤层厚度0.9～3.2m，走向390～445m，倾向长68～118m，倾角12～24度，变异系数32%，可采指数1。
稳定程度较稳定。
瓦斯绝对涌出量2.01m3/min；相对涌出量为0.59m3/t。
煤层自然发火期2～3月，煤尘爆炸指数为39.16%，强爆炸煤层，为Ⅱ类自然煤层。
（3）地质构造情况工作面整体呈单斜构造，根据巷道揭露情况分析，工作面断裂构造较少，断层对整个工作面生产影响不大，有F1、F2、F3、F4四个断层。
（4）煤层顶底板情况煤层基本顶为硬度较高的中细砂岩，f=8～10，平均厚度42m，直接底为松软的泥岩，f=3～4，平均厚度18m。
（5）水文地质情况工作面直接充水水源为3下煤层顶板砂岩含水层，该含水层属裂隙承压含水层，以静储量为主、易于疏干。
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高水充填技术在过空巷中的应用
作者：冯明明
来源：《山西能源学院学报》2019年第03期
【摘要】为确保工作面能够顺利通过空巷，本文以山西某矿3311工作面地质条件为基础，对高水材料性能及充填方案进行了研究，提出了采用高水充填材料过空巷的方法。
通过分析不同配比下高水材料的性能，确定采用水灰比为1∶1的高水材料，并对具体充填方案与空巷补强加固方案进行了设计。
根据空巷充填完毕后巷道围岩的变形结果，巷道变形整体较小，表明采用充填方案后工作面能够顺利通过空巷。
【关键词】综采工作面;空巷;高水材料;充填方案
【中图分类号】 TD353 【文献标识码】 A
【文章编号】 2096-4102（2019）03-0029-03 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
由于小煤窑的大量开采，导致煤层结构被破坏形成废弃巷道。
在新矿井对残煤开采过程中过空巷时，在受到工作面的回采影响后，围岩破坏程度加大。
并且随着工作面与这些巷道距离的逐步减小，巷道周围的高应力环境会与工作面周围岩体的支承压力相重合，产生剧烈的动压现象，对工作面的支架形成大量載荷，导致压架、倒架的情况出现。
过去工作面过空巷的方法主要有两种，第一种方法是对空巷的围岩加强支护，采用密集单体液压支柱的方法通过空巷，但支柱的支承能力有限，无法对巷道起到保护作用，导致经济损失加重;第二种方法是以空巷作为新的切眼重新布置工作面，但这种方法导致工作面工序增加，并且损失大量的煤炭资源。
上述两种方法均有着一定的局限性，因此寻找合理的工作面过空巷技术措施十分必要。
本文以山西某矿过空巷工况为基础，提出采用充填的方法保证工作面安全通过空巷，该研究结果对其他相似情况工作面有着一定的借鉴作用。
1矿井概况
山西某矿开采煤层为3号煤，煤层的平均厚度为6m，其中3311工作面为一水平综放工作面，工作面煤层采高为3m，放煤高度为3m。
工作面前方250m存在着两条封闭的空巷，两条巷道与3311工作面切眼大致呈平行的关系，巷道之间的距离约为15m，封闭巷道为矩形巷道，巷道高度为3.3m，宽度为4.6m，由于工作面倾斜长度为190m，两条封闭的巷道贯穿整个工作面，因此可确定空巷长度不小于190m。
工作面与巷道分布情况如图1所示。
2高水材料配比研究
空巷周围岩体往往处于较高的应力水平，这是由于原始巷道开挖后会在周围形成应力集中情况，加之工作面超前支承应力的叠加作用，会导致工作面开采中出现强烈的动压现象。
如果可以采取一定物体对空巷围岩进行一定的支撑，减轻空巷周围的应力集中情况。
为了3311工作面推进中能顺利通过两条空巷，本文提出采用充填材料过空巷的方法。
常用的充填材料包括高水材料与超高水材料，两者在凝固时间上有着一定的差距，由于高水材料凝固后所能提供的支撑强度要大于超高水材料，因此本次充填技术采用高水材料对空巷进行充填。
根据不同的材料与不同的配比方式，高水材料凝固后所能提供的支撑强度有着一定的区别，因此有必要对高水充填材料的参数及支撑能力进行对比分析，从而选择合理的充填材料。
高水充填材料为一种双料无机粉末状物体，包括A料与B料，两者与水的混合比例在1.5～2.5∶1范围内。
采用高水材料进行充填，其稳定性较好，并且凝固时间较短，能够在较远的距离对空巷进行充填。
高水材料不同的凝固时间所能提供的支撑强度不同，不同比例下高水充填材料性能测试结果如表1所示。
由于3311工作面空巷长度较大，因此选择材料的水灰比为1∶1，该比例下材料一般凝固2h后的强度最低可达到11.2MPa，当凝固3d后，其支撑强度能够达到15MPa以上。
对A料与B料的黏度与流动度进行分析可判断高水材料是否能够满足本工程需求。
A料与水混合后，其初始流出时间为31.3s，等待5h后其流出时间为32.9s;B料与水混合后，初始流出时间为29.5s，等待5h后流出时间为31.9s，两种材料与水混合放置5h后的黏度并无太大变化。
A料的初始流动度为305mm，放置5h后的流动度为295mm;B料的初始流动度为
330mm，放置5h后的流动度为318mm，两种材料放置5h时后的流动度变化较小。
通过上述分析可知，两种材料分别与水混合后能够在一段时间内保持液体状态，满足远距离的充填过程，因此符合本工程要求。
3空巷充填方案研究
本文对该矿井3311工作面超前空巷充填方案分为两部分，首先对封闭二巷进行充填，待二巷充填完毕后对一巷进行充填。
3.1封闭二巷充填方案
（1）钻孔方案布置
根据两空巷水平高度情况，一巷的标高要高于二巷，因此可从一巷施工钻孔向二巷进行充填，钻孔与水平夹角约为1°～3°，穿过两巷道之间煤柱接通二巷。
一巷内充填钻孔共布置8个，每个钻孔的间距为25m，钻孔直径设计为75mm，采用直径为38mm的高压胶管进行充填。
充填钻孔应施工在二巷的最高位置。
（2）检查钻孔布置
为确定二巷充填效果，在一巷内布置检查钻孔，钻孔位置在巷道标高较高处，检查钻孔分别布置在巷道内60m、120m、180m处。
检查钻孔参数与充填钻孔相同，一方面检查钻孔可检测充填钻孔内有无堵塞现象出现，另一方面可验证二巷内充填材料是否在各位置与顶板成功接顶。
（3）充填管路设计
本次高水充填工程设备为双液充填泵，充填泵的流量为700L/min，通过Y型混合器将两种料液混合为一管。
两种材料分别通过搅拌桶与水进行混合，先加水后加料，加料的同时打开搅拌器防止材料沉淀，两搅拌桶采用直径为50mm的高压胶管注入至充填泵中进行混合。
一巷内充填管路在铺设过程中应防止管路交缠在一起，尽量平直挂放。
3.2封闭一巷充填方案
一巷内充填过程分为两个阶段。
第一阶段现在一巷底部位置施工挡墙，挡墙高度为
2.8m，上方留有0.5m的空间作为巷道通风使用，第一阶段的充填过程主要是用于观察巷道内充填材料的凝固情况、浆液的扩散情况等，充填放浆点布置在挡墙上最高点。
第二阶段充填在第一阶段充填液面达到2.8m处时开始实施，此时先将挡墙上方留有的0.5m空间进行封闭，留有充填钻孔即可，待挡墙搭建完毕后，继续对空巷进行充填注浆，直到巷道内材料充满为止。
3.3空巷补强加固措施
为提供充填后空巷的稳定性，在充填同时对空巷采取一定的补强加固措施。
在空巷内底板、两帮和顶板预先铺设铁丝网，并将所有铁丝网共同搭接连成一个完整结构，底板铁丝网悬空搭设。
除铺设铁丝网外，在铁丝网下安装道轨对底板进行加固，导轨长度与巷道宽度相同，两根道轨间距为10m，道轨与底板高度在0.8～1m范圍内，顶板安装悬吊槽钢，通过钢丝绳悬吊道轨与铁丝网。
补强加固方案如图2所示。
4巷道围岩变形监测研究
3311工作面空巷充填完毕后，在工作面33113巷内布置测站，对工作面推进中巷道围岩变形情况进行监测。
测站布置在工作面空巷位置处，对工作面推进至空巷位置前的巷道围岩变形情况进行记录，监测结果如图3所示。
从图中可以看出，工作面自切眼开始至推进到空巷位置时，巷道围岩变形呈现增大的趋势。
在工作面与空巷的距离大于30m时，巷道围岩整体的变形基本稳定，围岩变形处于较小情况。
当工作面与空巷道的距离小于30m后，围岩变形突然加剧，表明工作面对巷道围岩的影响距离约为30m，工作面过空巷后，顶底板移近量最大为122mm，两帮移近量最大为
89mm，围岩变形整体较小，对空巷的影响较小，工作面能够顺利通过空巷，表明采用高水材料充填空巷的措施具有着一定的可行性。
5结论
本文以山西某矿过空巷地质条件为基础，提出了采用充填的方法通过空巷，具体结论如下：
（1）分析了充填材料在不同配比下的性能，根据3311工作面空巷条件，确定采用高水材料进行充填，材料水灰比为1∶1，材料凝固2h后的强度最低可达到11.2MPa，凝固3d后，其支撑强度能够达到15MPa以上，并且充填材料的黏度与流动度能够满足过空巷需求。
（2）设计了具体的空巷充填方案，即先对封闭二巷进行充填，后对一巷进行充填，并对空巷补强加固措施进行了完善。
（3）空巷充填完毕后，对工作面自开切眼推进至空巷时的围岩变形量进行了监测，监测结果显示巷道围岩变形整体较小，表明采取充填措施后，工作面能够顺利通过空巷。
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