高水充填
China university of mining and technology 高水充填（论文）
学院名称 孙越崎学院 专业名称 采矿工程 学生姓名 刘瑞明 学 号 ******** 任课教师 许家林
二〇一二年十月 （超）高水充填工艺系统和应用研究 刘瑞明 （中国矿业大学 孙越崎学院，江苏 徐州）
摘要：我国目前“三下”压煤问题比较严重，充填开采是解决“三下”压煤的根本途径，
其中（超）高水充填相比其他充填方法它特别的优势。本文详细介绍了（超）高水材料的组分、基本性能及在充填时的水化反应，并且重点叙述（超）高水充填工艺系统流程和充填方法，总结出（超）高水充填的意义，得出（超）高水充填将会在以后广泛应用。 关键词：“三下”压煤 （超）高水材料 （超）高水充填
引言 随着我国经济的持续发展，煤炭资源的不断开采，“三下”(建筑物下、铁路下、水体下)压煤量占煤炭资源总量的比例越来越大。据对国有重点煤矿的不完全统计，全国压煤量约为137.9亿吨，其中建筑物下压煤为87.亿t，村庄下压煤又占建筑物下压煤的60%。随着社会经济发展，村镇规模不断扩大，新矿区和新井田的建设，实际压煤量远高于这一数字。主要产煤省如山东、江苏、安徽、河南、河北等省，多数矿区（井）地处平原，人口密度大，村庄密集，村庄压煤比重较大，有的矿区或井田村庄压煤量占总储量的70%，有的新疆井田投产（首采面）即遇到村庄下压煤开采问题。 长期以来我国煤矿村庄压煤，主要采用迁村或采用条带开采的方法进行开采，然而迁村法存在搬迁或者成本高、侵占土地、选址困难以及开采后破坏环境等问题，条带开采，采出率很低，而且万吨掘进率（每回采一万吨原煤，所需掘进的巷道数量）很高，以上方法都被煤炭企业所抛弃。为了缓解日益突出的煤炭资源的枯竭与经济发展的矛盾，有效地进行“三下”压煤开采对充分利用地下资源，延长矿井寿命，促进煤炭工业的健康发展具有重要意义。采空区充填逐渐成为解放“三下”压煤的主要方法之一，按充填材料区分，有水砂充填、矸石充填、膏体充填和高水充填。其中高水充填具有充填率比较高、初期投资低等优点，逐渐成为很多煤矿充填开采的首选。 从1986年开始，我国就开始进行高水充填材料、充填技术的研究，并在1989年由中国矿业大学北京研究生部经过几年的努力，研制成功高水速凝固化材料，迅速应用于井下充填。在90年代初，高水固结充填采矿方法首次用于我国的黄金矿山试验成功，引起国内外采矿界的广泛关注，并在煤矿、金矿和非金属矿等充填开采领域内迅速应用。
1、（超）高水充填材料组分 超高水材料是相对于高水材料而言的，超高球材料的水灰比（拌制水泥浆、砂浆、混凝土时所用的水和水泥的重量之比）可达11：1，而普通高水材料水灰比为 2.5：1左右，两者用水量相差很大。目前按照标准，将水体积大于95％的材料界定为超高水材料，而低于95%的材料界定为普通高水材料。 1.1高水材料组分 高水材料由甲、乙两种固体粉料组成，甲料由铝酸盐或硫铝酸盐配以多种起缓凝和调整作用的外加剂组成；乙料主要 由石膏、石灰、粘土配 以促凝剂组成。甲、乙料分别加人一定量的水制成灰浆，按 I：I的比例混合后，30min内即可凝结成固体。 以中国煤炭科学总院研究的高水充填材料为例，其组分如下： 甲组分包括下述成分：(wt%表示重量百分比) 硫铝酸盐水泥熟料65wt%~90wt% 铝酸盐水泥熟料5wt%~30wt% 缓凝剂0.5wt%~1.5 wt% 第一悬浮剂2.5wt%~6wt% 上述铝酸盐水泥熟料为比表面积（单位质量的固体具有的总面积，可用气体吸附法或者
溶液吸附法测得）为400~6002m/kg的粉末，硫铝酸盐水泥熟料、缓凝剂和悬浮剂为比表面
积为600~8002m/kg的粉末。缓凝剂为硼酸、硼砂、酒石酸、柠檬酸中的一种或其中几种的混合物。第一悬浮剂为膨润土、凹凸棒土、海泡石、白炭黑、纤维素醚、淀粉醚中的一种或者其中几种的混合物。 乙组分包括下成分： 硬石膏50wt%~70 wt% 石灰15wt%~25wt% 复配添加剂14wt%~30wt%
上述硬石膏、石灰和复配添加剂为比表面积为350~6006002m/kg的粉末。复配添加剂包括第二悬浮剂、无机盐和有机化合物： 第二悬浮剂：4wt%~12wt% 无机盐6wt%~24wt% 无机化合物0wt%~2wt% 上述第二悬浮剂为膨润土、凹凸棒土、海泡石、白炭黑、纤维素醚、淀粉醚中的一种或
者其中几种的混合物。无机盐中的阴离子为3NO 、2NO 、24SO 、23CO、F 、3PO 、HO 、Cl 中的一种或者几种的混合物，阳离子为Na 、Li 、2Ca 、
H 、4NH 中的一种或者几种混合物。有机物化合物为三乙醇安、三乙丙醇胺、二乙醇
胺中的一种或者几种混合物。 使用步骤如下： （1）向甲组分加入水，制成甲组分单桨，水的重量为甲组分重量的2~2.4倍; （2）向乙组分加入水，制成乙组分单桨，水的重量为乙组分重量的2~2.4倍; （3）将甲组分单浆和乙组分单浆按照重量比为1~1.2：1混合，固化即可。 在90年代，我国高校利用磁化水拌制高水充填材料，通过均匀设计方法分析磁化参数对高水充填材料凝结体强度的影响，并对磁化参数进行优化，利用此优化参数处理高水充填材料浆体，通过对比实验得出，磁化水拌制高水充填材料可以明显提高其胶结体抗压强度35%左右。 1.2超高水材料组分
超高水材料是由中国矿业大学冯光明教授经十余年研究而发明的一种采空区充填材料。该材料能较好的适应 “三下”充填开采的要求，目前处于推广应用阶段 。该材料 由A、B料和AA与BB辅料构成。A料以多种矿物按一定的比例混合烧制而成，B料以多种矿物按一定的比例混磨而成 ，辅料 AA为复合超缓凝剂，辅料 BB为复合超速凝剂。使用时，A、B料以重量 比1：1使用，水体积可达 95％～97％，用水量超高，初凝时间为0．5～1．5h，终凝强度0．5～1．0MPa，且生成的固结体不收缩，也不可压缩，是一种理想的采空区充填材料。详细内容可见冯光明和丁玉所著《超高水充填材料及充填开采技术研究与应用》一书。 生产超高水材料的原料在我国非常丰富．且生产工艺简单。超高球材料具有早强快硬、两主料单浆(A 或B浆液)流动性好、初凝时间可调等特点生成的固 结体具有亲水性，在水环境中不收缩不扩散，稳定性良好且体积麻立小，在三向受力状态下有良好的不可压缩性。超高水材料唯一的不足就是抗风化及抗高温 (400℃“上)性能较差，即该材料币适于在干燥．开放 厦高温环境中使用。园此超高水材料在井下潮湿、低温、封闭的采空环境下，是一种理想的“三下”充填材料。
2、（超）高水充填材料基本性能及水化反应机理 2.1高水材料基本性能 以上述煤炭科学总院研究的高水材料为例，这种材料形成的钙矾石多为针状，密实性提高，含水率可达 86％ ～90％，固化体稳定性增强，后期强度也显著提高，弥补了普通高水速凝充填材料存在的缺陷。与普通高水速凝充填材料相比，强度各时段平均提高 50％以上。 具有以下四个性能特征： (1)速凝早强特性 新型高水速凝充填材料甲、乙2组份分别加水搅拌后24h不固化，但混合后30min内可初凝。通过外加剂调整后，其性能可大幅度提高。通过复合外加剂调整后，在实验室标准测试条件下，初凝时间为3～6min，2h抗压强度可达 2．8MPa，24h抗压强度可达4．8MPa，7d抗压强度可达 7．2MPa，28d能达到8．2MPa以上。若特殊需要，材料强度可配制达 20MPa以上。材料在不同水灰比条件下，单轴抗压强度与时间及水灰比的关系曲线见图1 (2) 抗变形特性 速凝材料在不同水灰比情况下，在各龄期相同承载强度条件下，带锚栓（一种紧固材料）相似材料固结体变形能力与时间及水灰比成正比。不加锚栓时，在材料强度达到极限状态时，纵向变形能力平均可达到 15％以上，而横 向变形能力可达到7％以上；在有锚栓 (相似材料)情况下，变形能力有所降低，降低约6％ ～28％。高水速凝充填材料固结体泊松 比在 3d之 内达 0．35左右；当超过3d后，泊松比普遍都在0．45左右。说明高水速凝材料固结体有较好的纵横向变形能力，见图2。 (3)高结晶水特性 新型高水速凝充填材料固化体主要形成钙矾石 (3CaO·32OAl·34aSOC·32OH2)，钙矾石结晶体含水量较高。由于钙矾石结晶能力强，易形成网状或树枝状结构。当材料配比最佳时，形成针状结构的钙矾石，填充在已形成的钙矾石网状结构中。 (4)再胶结与强度再生性 当高水速凝充填材料固化体被压裂后，在环境湿度满足要求的条件下，经过一段时间后，可形成再胶结体。高水硬化体具有弹塑性特征，在单轴受力状态下，呈弹性变形，而当外力继续加大，达到屈服极限后，不会立即发生脆性破坏，具有一定的残余强度。此时，如果高水硬化体被再压实，强度随之恢复与增大。 2.2高水材料水化反应机理 高水充填材料由不稳定的高内能变为比较稳定的低内能的过程是水化。水化过程中，高水充填材料颗粒表面迅速被水包围而溶解，后逐渐凝结成固体。 高铝型高水充填材料的水化，主要是铝酸一钙的水化。铝酸一钙由于晶体结构中钙铝 的配位极不规则，水化极快。一般认为，水化反应由于温度的不同会有多种方式。 根据 x线衍射分析，高铝型高水充填材料主要水化反应如下：
3（CaO·32OAl）+34aSOC+38OH2= 3CaO·32OAl·34aSOC·32OH2+4Al(OH)3 经过数据查询得下列化合物的热力学数值： 表1 热力学数值（KJ/mol）
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。
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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。
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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
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高水充填材料沿空留巷技术
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 。
煤矿高 水 材 料 充 填 作 业 规 程
高水材料充填作业规程1.充填前要弄清标杆对应的灰料数量，尤其是AA料和BB料的容器要确认符合要求。
2.标杆要始终悬挂在搅拌桶上，按照不同充填点的配比要求更换标杆。
3.加水和加料后的液面要刚好达到标杆的指定位置。
4.充填前应检查搅拌桶内及管路是否清洁畅通，否则应予以清洗干净。
5.在三通混合处应设置高压水管，出现情况停泵且不能在5分钟内处理时，应及时用水管冲洗混合管，但不能长时间用清水冲洗，以免过多清水冲淡充填巷道内的浆液，影响凝结效果。
出现停泵且不能在30分钟内处理时，应拆卸下三通的两个单浆管，泵站打清水冲洗单浆管，以防单浆管堵塞。
6.混合管的长度应保证在80m，不能随意减少其长度，并应有备用混合管。
7.严禁备用泵处于不可用状态，出现问题要及时报修，易损耗零部件应有备件。
8.灰料应分类整齐码放，注意防水防潮，一定要避免灰料混淆使用。
9.三通的两个单浆管连接处应方便拆卸，以便能够及时拆卸两个单浆管。
10.在注浆泵泵送吸浆时，一定要密切观察两个正在吸浆的搅拌桶液面下降是否一致，如果不一致应及时处理。
11.充填完毕后，首先冲洗完管路，然后必须要彻底对搅拌桶进行冲洗，保证搅拌桶尤其是吸浆龙头的清洁，严禁搅拌桶内壁和吸浆龙头附着料浆导致凝结。
12.保障泵站和充填点的通讯畅通，出现问题要及时能够联系上。
13.应有专人负责看管充填点充填情况，并要有人经常巡查管路是否出现漏液等问题。
14.现场人员应听从技术人员的指导，配合技术人员顺利完成制浆充填工作。
15.交接班时，班长应充分了解上一个班的制浆充填情况，以及本班的具体任务要求。
16.为了提高充填效率和充填效果，减少不必要的麻烦和问题，请严格按照本规程进行作业。
超高水充填材料及其充填开采技术研究与应用
超高水充填材料及其充填开采技术研究与应用我国煤炭资源较为丰富,但其赋存特点是煤矿“三下”压煤比较普遍。
一方面,我国主要产煤省多地处平原,村庄密集,人口众多,村庄压煤比重大;另一方面,随着国内经济不断持续发展,村镇规模不断扩大,新矿区、新井田不断建设,压煤量也持续增加。
解决“三下”压煤问题是我国煤矿可持续发展的关键。
此外,由于煤矿开采造成地表沉陷、建筑物破坏及地下水与土地资源减少等,使矿区生态环境问题越来越突出。
基于上述问题,煤炭绿色开采是实现我国煤炭工业可持续发展的必由之路,充填开采技术是实现上述目标的不二选择。
本文在充分研究我国煤炭资源赋存状况及充填开采现状的基础上,从充分回收煤炭资源、减少矿区环境污染、消除矿区生态破坏的角度出发,提出超高水充填材料用于矿井采空区充填的课题,并对此进行了详细研究。
本文在详细查阅大量国内外文献的基础上,详细研究了超高水材料的生成机理,并通过大量实验,对超高水材料的各组成要素进行了详细研究。
在实验室条件下,经过多年反复试验研究,找出超高水材料合理的组成配方。
所制得的超高水材料由A、B两种主料与少量复合速凝剂和复合缓凝分散剂组成。
该材料可在水体积高达97%时,实现初凝时间在8~90min之间的按需调整。
当水体积在95~97%时,抗压强度可根据外加剂的不同而进行调节,其28天强度可达到0.66~1.5MPa之间。
该材料A、B两主料单浆可持续30~40小时不凝固,混合后材料可快速水化。
调整外加剂配方可以改变材料性能如凝结时间与强度等。
为了考察所制得超高水材料性能,对超高水充填材料的基本性能包括基本力学性能、化学性能及所构成材料的稳定性进行了研究,发现该材料具有早强、快硬的特点,7天抗压强度可达到最终强度的60~90%,后期强度增长趋势较缓慢。
通过调节水固比与外加剂,可根据需要调整其强度性能与凝结时间等指标。
该材料体积应变较小,有利于采空区的充填应用。
该材料抗风化性能较差,火烤效果类同于风化,表明该材料不适于干燥、开放的环境。
综合机械化超高水材料袋式充填采煤技术要求-编制说明
《综合机械化超高水材料袋式充填采煤技术规范》编制说明标准编制组一、工作简况（一）任务来源本标准的制定计划由中国煤炭工业协会归口上报并执行，经中国国家标准化管理委员会批准，正式列入2016年国家标准制修订项目计划，项目编号为20161825-T-603，项目名称为《综合机械化高水材料充填采煤技术要求》，起草单位为中国煤炭工业协会生产力促进中心、冀中能源邯郸矿业集团有限公司等。
（二）协作单位本标准制定的协作单位主要有冀中能源集团有限责任公司、国家能源充填采煤技术重点实验室、河北充填采矿技术有限公司、冀中能源股份有限公司、河北煤炭科学研究院。
（三）主要工作过程（1）建立标准起草组该标准提出后，于2016 年获国家标准化管理委员会立项，2016年12月成立了由冀中能源邯郸矿业集团有限公司、国家能源充填采煤技术重点实验室等组成的标准起草组。
（2）形成标准草案标准起草组于2016年12月启动本文件的调研工作，并于2017年5月底前完成了相关资料的收集和分析工作。
起草组经多次组内研讨，确定了标准的框架和主要内容，并于2017年10月形成了标准草案稿。
（3）征求意见阶段标准起草工作组先后召开了多次组内研讨会，对标准草案进行了讨论。
根据专家意见，起草组对草案内容进行了修改，于2018年12月底形成标准征求意见稿。
（四）主要起草人及所做的工作本标准主要起草人为杨忠东、张党育、孙春东、高会春、卢志敏、李继升、杨洪增、秦大健、宋佳、刘富、郑厚发等。
根据任务分工，孙春东主要做了制定详细工作计划，卢志敏、李继升、杨洪增、秦大健等进行了前期资料的收集、标准制订初稿的起草以及标准征求意见稿的讨论修改等工作，其他人员也都一起参与了调研，多次开会讨论，共同修改完善标准。
二、编制原则和主要内容说明（一）编制原则本标准的编制原则主要包括：（1）本标准在结构和编写上严格按照GB/T 1.1-2009的规范要求。
（2）本标准的编制注意协调一致的原则，与已经发布的相关国家标准、行业标准和规范相协调。
柏建彪高水充填材料沿空留巷技术PPT课件
第一工作面
采空区
充填带
巷道
移近速度
第二工作面
ⅠⅡ
Ⅲ
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Ⅳ
Ⅴ
4
高水充填材料沿空留巷技术
1 沿空留巷的意义
3）减少下井人数，掘进1条巷道每天用工40~50 个，沿空留巷每天用工6~10个；
4）实现Y型通风，解决隅角瓦斯积聚的问题；增 加1条回风通道和抽放采空区及下区段和邻近煤 层瓦斯的场所，实现煤与瓦斯共采。
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高水充填材料沿空留巷技术
沿空留巷成功案例之五：天安煤业二矿
留巷施工期间巷道维护效果
第二个工作面回采前方巷道维护效果
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高水充填材料沿空留巷技术
高水充填材料充填冒顶空巷实例：潞安集团 王庄煤矿，综放工作面面长270m、前方有1条 空巷、巷道沿底板掘进。
高水充填材料沿空留巷技术
4 高水充填材料巷旁充填 沿空留巷技术
柏建彪教授13951359087
13
高水充填材料沿空留巷技术
高水充填材料（BX）性能水平
No 水灰比
凝结时间/min 初凝 终凝
抗压强度/MPa 4 h 24 h 7 d
1 1.50:1
7
22 4.48 9.14 12.16
2 1.90 : 1 8
对拉钢筋
5根/m 60元/根
8
二次复用时卧底及其它费用
总计：
多回收焦煤产生的效益
140 500 175 300 300 4415
采高 2m
煤柱宽度 20m
容重 1.35
煤的重量 吨煤利润
高水充填材料在采煤工作面过空巷中的应用
高水充填材料在采煤工作面过空巷中的应用谭卫东（山西阳城阳泰集团白沟煤业有限公司，山西 阳城 048100）摘 要 针对12205工作面回采过空巷期间易出现煤墙片帮、漏顶，影响工作面安全回采问题，提出利用高水速凝充填材料对空巷进行充填加固技术方案。
通过模拟试验，选取水灰比为3:1的高水充填材料，在回采期间采取对工作面煤体进行注浆固化、工作面调斜、巷道超前加固支护等补充措施。
经现场应用，工作面煤壁未出现大范围片帮和漏顶现象。
关键词 高水材料；空巷；注浆加固；充填；水灰比中图分类号 TD353 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2021.01.069Application of High Water Filling Material in Gob Crossing Roadway of Coal Mining FaceTan Weidong(Baigou Coal Industry Co., Ltd., Shanxi Yangcheng Yangtai Group, Shanxi Yangcheng 048100)Abstract : In view of the problems of coal wall spalling and roof leakage in the 12205 working face, which affect the safe mining of working face, this paper puts forward the technical scheme of filling and strengthening the gob with high water quick setting filling material. Through simulation test, the high water filling material with water cement ratio of 3:1 is selected. During the mining period, the supplementary measures such as grouting and solidification of coal body, slope adjustment of working face, advance reinforcement and support of roadway were taken. After field application, there is no large-scale spalling and roof leakage in coal wall of working face.Key words : high water material; empty alley; grouting reinforcement; filling; water cement ratio收稿日期2020-08-15作者简介 谭卫东（1978—），男，山西阳城人，助理工程师，现在山西阳城阳泰集团白沟煤业从事技术管理工作。
超高水材料充填技术简介PPT课件
混合式充填示意图一（间隔未充填时）
11
3 超高水材料采空区充填方法
（3）采空区混合式充填法
5 Ａ B
L2
L1
2
6
7
31 2
5α
A--A Ａ
31
6
5
B
6
1
5 2
α
B--B
3 4
1-采煤机;2-刮板输送机;3-液压支架 4-转载机;5-袋式充填体;6--充填体
混合式充填示意图二（间隔充填后）
12
4 超高水材料充填工艺系统 超高水材料充填工艺系统特点 （12）充填工泵艺站系建统立
超高水材料井下充填系统的建立
（1）井下充填系统构成
井下充填系统 浆体制备系统
材料存放 连续制Hale Waihona Puke 系统浆体制备 半连续制浆系统
浆体输送 浆体混合
井下制浆系统由A料与B料两个制备子系统组成。各子 系统均分别有给料、水与粉料计量、搅拌、浆体缓存等部分 组成。使用时，多个搅拌器交替工作。见下图。
14
4 超高水材料充填工艺系统
20
5 开采工程实践
充填试验面基本情况
（3）试验面生产技术状况
试验面北以七采
回风下山煤柱线为界， 西距F10断层20m， 东距12701工作面副 巷10m。工作面走向 长50m，倾向长 245m，可采长度 220m。工作面标高介 于-140～-190m之间。
Ⅶ 12701 2009 上 Ⅴ 05 Ⅳ 面
7
2 超高水材料简介 超高水材料固结体显微结构
钙矾石纤细化网状结构
8
3 超高水材料采空区充填方法
超高水材料采空区充填方法
（1）采空区开放式充填方法