高水充填材料使用说明书

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DB13_T1662-2012矿用超高(高)水材料沿空留巷操作规程

DB13_T1662-2012矿用超高(高)水材料沿空留巷操作规程
6.1 充填泵站 6.1.1 配比搅拌要求 6.1.1.1 A(甲)、B(乙)料搅拌时需用两个搅拌桶;当一个搅拌桶输送浆液时,另一个搅拌桶进行 给料、搅拌。 6.1.1.2 往搅拌桶中加水时,根据计量进行加水,误差±1kg;当将桶中的水加到要求后,立即开启搅 拌机,然后加入对应的超高(高)水材料。 6.1.1.3 每一桶中的浆体搅拌时间不应低于 4min。 6.1.1.4 在充填过程中,要密切观察注浆压力的变化情况,压力过高时,及时停泵处理; 6.2 充填区域要求 6.2.1 根据已经构筑好的充填体距排头架的距离,确定采用充填袋的规格,快速定位好充填空间位置 与大小,并对充填空间区域顶板进行支护(根据顶板完整情况确定是否架设临时抬棚),以满足安全要 求。
GB/T 10654-2001 高聚物多孔弹性材料拉伸强度和扯断伸长率的测定 GB/T 12573-2008 水泥的取样方法 GB/T 15789-2005 土工布及其有关产品 无负荷时垂直渗透特性的测定 《煤矿安全规程(2011年)》
3 术语和定义
下列术语适用于本标准。 3.1
高水材料 水体积份额在90%~94%之间调整的水硬性材料称为高水材料。该材料含等量甲和乙两种组分,各组 分的添加剂添加在甲、乙两种料内。 3.2 沿空留巷 采用一定的技术手段将上区段的顺槽重新支护留作下一区段继续使用的留巷方法称为沿空留巷。
4 充填材料及辅助用料的要求
4.1 充填材料 4.1.1 超高(高)水材料的取样
按照GB/T 12573-2008进行取样。 4.1.2 胶凝时间
初凝时间在20min~50min之间变化;且具体凝结时间可根据需要在20min~50min之间进行调节。
1
DB13/T 1662—2012 4.1.3 单轴抗压强度 4.1.3.1 试块制作及养护

高水材料在矿井生产中的应用

高水材料在矿井生产中的应用

高水材料在矿井生产中的应用0 引言我国能源储量的特点是富煤、贫油、少气。

我国能源探明剩余可采储量为1 392 亿吨标准煤,其中煤炭占58.8%、石油占3.4%、天然气占1.3%、水能占36.5%。

我国独特的能源储量结构,加上快速发展的经济对能源需求的急剧攀升,决定了煤炭在我国能源消费结构中占主导地位。

然而,由于长期沿用传统采煤方法,且开采强度逐年增大,产生了一系列严重的问题:资源回收率低下、矿区地表大面积沉陷,地下水大量流失、事故频发等等。

而自高水材料出现后,凭借其单浆流动性好易泵送、凝固时间短且易调节、固化体强度高且抗水侵蚀能力强、无有害有毒利于环保、材料来源广成本低、工艺系统简单等优点,即被广泛地应用于矿井的生产实践当中,对缓解上述问题起到了积极的作用,取得了良好的经济效益和社会效益。

本文主要以中国矿业大学研制的ZKD 型高水材料为例,详细阐述了高水材料在矿井采空区充填、巷道支护、封堵裂隙、注浆堵水、煤层注水封孔、U 型钢壁后充填以及港口维护等其他行业中的应用情况。

1 高水材料ZKD 型高水速凝材料由甲料、乙料两种组分构成。

甲、乙料以重量比1:1 配合使用。

其中甲料是以硫铝酸盐水泥熟料为基材,与悬浮剂及少量超缓凝剂混磨而成,乙料是由石灰、石膏、悬浮剂和复合速凝早强剂等混磨而成。

ZKD 型高水速凝充填材料性能可根据具体条件进行配制与调整。

1.1 高水材料水化机理硫铝酸盐水泥熟料主要有效矿物成分4 3 C A S和2 β - C S的水化过程和产物决定着ZKD 材料的物理力学性能。

在反应体系中,存在适量的石膏和石灰下,ZKD 材料加水后,其中的无水硫铝酸钙( 4 3 C A S)就水化生成大量的钙矾石,每1 mol 的4 3 C A S可生成3 mol 的钙矾石,反应方程式如下[1]甲料中另一矿物组分2 β - C S水化时生成水化硅酸钙凝胶,放出Ca(OH)2,并最终与水化体系中Al2O3·3H2O 和CaSO4·2H2O 反应生成钙矾石,其反应方程式为[1]但是,在反应体系中如果没有石膏参加反应,的水化反应是不能生成钙矾石的,只有当适量的石膏存在时,水化反应才可生成钙矾石,1 mol 的只能生成1 mol 的钙矾石,反应方程式如下[1]只有当石膏、石灰同时适量存在,才可按(1)式进行反应,生成尽量多的钙矾石。

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

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。

充填工操作规程

充填工操作规程

充填工安全操作规程一、充填规定:1、坚持岗位责任制,严格执行交接班手续。

2、充填工必须熟悉采煤工作面煤层、顶板特性、顶板控制方法掌握充填作业的有关标准和方法,严格执行“作业规程”及本规程的规定进行操作。

3、进入工作地点后,必须先敲帮问顶,认真检查作业范围内的顶板、支护等情况,排除隐患后方可作业。

4、随时观察工作面动态,若发现异常现象(如:顶板巨大轰隆声,支柱钻地严重等)立即撤离所有工作人员到安全地点,待顶板稳定后,再进行处理。

5、充填所用的风水管道和阀门等不能有漏风、漏水和堵塞现象。

6、定期对设备和阀门等进行维护检修。

7、充填工作时,经常保持泵站地点与充填地点的及时联系,紧密配合。

8、经常保持泵站地点、设备及管道等清洁卫生,做到文明生产。

9、充填工有权拒绝违章指挥。

二、充填操作程序:1、沿空留巷时充填体位置选择在充填巷道采空侧第1、2个支架后方,充填体全部放置在采空侧,即充填后巷道净宽达到设计要求。

2、一次充填长度为一天工作面推进的长度,一天充填一次,当工作面支架后方至已充填墙体的距离达到3.6m时必须先停止工作面的推进。

3、充填墙体时先在工作面充填侧机头(或机尾)顶板铺设3.0×1.0m的金属菱形网,3000mm的W钢带,顶板采用φ22×2400mm的螺纹钢锚杆进行支护,从巷道煤帮处的角锚杆开始每隔950mm施工一根锚杆,每排4根,排距800mm;采煤机循环一次工作面机头(或机尾)施工一排锚杆。

4、为保证充填期间对巷道顶板的控制及作业人员的安全,在支架后方与充填墙体间空顶每超过1m时,采用“一梁三柱”垂直巷道进行临时支护,在采空侧使用φ(180—220)×2800mm,的圆木配合金属菱形网对落山侧的矸石进行阻挡,金属菱形网用圆木进行压紧背牢,圆木支护间距为600mm。

圆木与充填墙侧单体液压支柱距离为800 mm。

5、支设柔模时使用φ22×2700m(φ22×2200mm)的对拉钢筋穿过柔模两侧的吊挂孔,拉筋的两侧使用螺帽配合铁饼固定并紧固,紧固后保证柔模的填充宽度为2000mm,柔模两侧外露对拉钢筋长度为100mm,充填墙体两边使用DZ—28型单体液压支柱进行支护,间距800mm,充填墙体两侧单体支柱在下次充填前将上次充填墙体两侧的单体支柱由里向外依次进行回收。

煤矿开采粉煤灰高水膨胀材料充填工艺技术要求山东标准2020版

煤矿开采粉煤灰高水膨胀材料充填工艺技术要求山东标准2020版

煤矿开采粉煤灰高水膨胀材料充填工艺技术要求1 范围本标准规定了煤矿开采粉煤灰高水膨胀材料充填工艺的技术要求,包含充填材料技术指标、试验方法、检验规则、包装与标志、运输与储存、辅助用料的要求、充填工艺流程、制备与输送、工作面充填的流程和要求以及技术效果评价。

本标准适用于煤矿各种开采工艺,可以进行解放“水体下、铁路下、建(构)筑物下和承压水上”呆滞资源的特殊开采;也可以应用于普通条件开采,以减小完全垮落法管理顶板带来的各种灾害,实现安全开采。

2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB 9774 水泥包装袋GB/T 12573 水泥的取样方法GB/T 191 包装储运图示标志GB/T 1596—2017 用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB/T 8074—2008 水泥比表面积测定方法勃氏法GB/T 10654—2001 高分子多孔弹性材料拉伸强度和拉断伸长率的测定GB/T 15663(所有部分)煤矿科技术语GB/T 15789—2016 土工布及其有关产品无负荷时垂直渗透特性的测定GB/T 17671 水泥胶砂强度检验方法(ISO法)JC/T 681—2005 行星式水泥胶砂搅伴机DB37/T 2467—2014 煤矿充填开采技术效果评价方法3 术语和解释下列术语和定义适用于本文件。

3.1充填开采为提高煤炭资源回收率,保护建(构)筑物、铁路、水体及环境,实现安全开采,充分利用废弃资源,向采空区充填矸石、粉煤灰、沙石或膏体状复合材料等,控制岩层与地表移动,进行采煤的技术。

3.2粉煤灰高水膨胀充填专用胶结料粉煤灰高水膨胀专用胶结料由固化剂、速凝剂、缓凝剂、保水剂、悬浮剂、流变剂、膨胀剂等组分科学调配而成,既是一种胶凝材料又是一种粉煤灰活性激发剂。

3.3粉煤灰高水膨胀充填材料将固体废弃物粉煤灰和粉煤灰高水膨胀充填专用胶结料以及水以一定配比混合后,制成固水质量比为1:1.0~1.5的充填料浆。

高水固结尾砂充填工艺的充填材料及用量计算

高水固结尾砂充填工艺的充填材料及用量计算
水 固 比大 于 2 5 1 . : 。在 没 有 骨 料 时 , 水 和 用 高水 材料 制成 混 合 料 浆 即 可 充 填 。用 甲、 乙 两种 高水 材料 以 1l的 比例 分 别 制 成 浆 液 , : 混合 后 可 在 5—3 O分 钟初 凝 , 时 即 可 承 1小 载 。一小 时 强 度 为 0 5—1 O a2小 时 强 . . Mp , 度为 15— .M a8小 时为 2 5— . M a . 2O p , . 3O p , 2 时达 30— . Mp , 4小 . 4 O a7天 以上强 度 可 达

适 于长 距离 管道输 送 ; 结 速度 快 , 期 强度 凝 早
高, 后期强度稳定 ; 硬化体压裂后能恢复其强 度; 原材料广泛, 无毒害。高水材料硬化体的 主要 组 成水化 物 是 钙 钒 石 , 钒 石 的 结 晶 水 钙
含量高达 4 %以上 , 6 而且 , 孔隙 内可容纳 其 大量 的吸附水 , 其体积含水率 达 9 % 以上 , 0
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第 i卷 第 3 5 期
2007年 6月
黄 金 科 学 技 术
Gol c e c nd Te h l g d S i n e a c no o y
Vo . 5。 . 1 1 No 3
Jn .20 07 u
高水 固结尾砂 充填 工 艺的充填材料 及 用量计算
高水 充填 工艺 中采 用尾砂 库 的全 尾砂 作
收稿 日期 : 0 .41 ; 2 70 -8 修订 日期 :070 -8 0 2 0 -52
作者简介 : 陈宏兵(97一 , , 16 )男 工程师 , 从事矿山安全生产技术 管理工作
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第3 期
陈宏兵 : 固结尾砂 充填工艺 的充填材料及用量计算 高水

高水材料巷旁充填技术在安益煤业的应用

高水材料巷旁充填技术在安益煤业的应用
1 工程背景
安益煤业 090101工作面开采 9号煤,煤层平均
厚度 1.2m,巷道为半煤岩巷,掘进速度慢,掘进成 本高,采掘接替紧张。9号煤层倾角平均 8°,平均厚 度 1.2m,坚固性系数 f为 1~2,煤层顶板为石灰 岩,平均厚度 8.62m,煤层底板为泥岩。090101轨 道巷沿 9号煤层顶板掘进,巷道底板为 10号煤层, 设计长度为 1381m,设计断面为矩形,宽 37m、高 26m。
WangXue,PanZeyong.ApplicationofhighwatermaterialroadsidefillingtechnologyinAnyiCoalIndustry[J].ChinaEnergyandEnviron mentalProtection,2019,41(6):140144.
Abstract:Gobsideentryretainingtechnologyisoftenusedincoalmines,whichshowscertainadvantagesinimprovingrecoveryrate andresolvingtheshortageofminingreplacement.Asaspecialcementwithhighwatercementratio,highwatercontentmaterialhasthe characteristicsofhighearlystrengthandfastresistanceincrease,andissuitableforroadsidefillingmaterials.Thispaperintroducesin detailtheapplicationtechnologyofgobsideretainingroadwaytechnologywithhighwatermaterialasfillingmaterialinAnyiCoalIn dustryandthesupportingtechnologyandschemeofgobsideretainingroadway,whichcanprovidereferenceforgobsideretainingroad wayunderthesameorsimilarconditions. Keywords:gobsideentryretaining;highwatermaterial;roadsidefilling

高水充填开采技术

高水充填开采技术
年 4月结束 ,走 向推进 5 7 . 7 m。 2 . 2 前 进 式 1 4 6 0 1 工 作 面进行 前进 式 回采 ,从 5 月 4日开
me t h o d s , t h e wo r k i n g f a c e wh i c h u s e d f i l l i n g mi n i n g t e c h n o l o g y , wa s n o p e r i o d i c p r e s s u r e a n d c l e a r a p p e a r a n c e
煤炭 开采企业 必须深入探索 和研究 的课题 。 淄 博市王 庄煤矿与 青岛理 工大学合 作开展 了高 水充 填开采 技术 的研 究 。将充 填材料加 工成水状 流 体 ,从地 面通过管路靠 自重力输送 到工作 面。
粉 黻 储 糟 簟 ] _ 卜 + 混 合 搅 拌 罐 _ J j
圈化剂储 勃簟
p r o t e c t e t h e e c o l o g i c a l e n v i r o n me n t . Ke ywo r d s : h i g hwa t e r i f l l i n g f i l l i n g s y s t e m mi n i n ga p p l i c a t i o n r e s e a r c ho b s e r v a i t o n g r o u n d s l r e s s e x p a n s i o nt ot h e r o o f
图 1 充填工艺流程示意 图
2 充填 开采应 用
王庄煤矿 在 1 4 6 0 1 工作 面 和 1 6 9 0 1 工 作面进 行 充 填开 采研 究。 1 4 6 0 1 工 作 面采用 炮采工 艺 ,采 煤
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ZS-205高水速凝固化充填材料
一,产品介绍
我公司生产的高水速凝固化充填材料(以下简称高水材料)广泛应用于煤炭行业巷旁充填支护,采空区堵漏灭火、阻燃、井巷壁厚充填支护等。

冶金行业金矿、铁矿等的单位充填和尾砂填充、废料充填的胶结材料。

高水材料在建筑、环保、水利、交通、石油等领域也有广泛的应用前景,这种材料与传统的水泥混凝土相比,可以水代替骨料,具有“滴水成石”的功能,凝固后所形成的固体被称为“神奇的人工石”。

二,高水材料的特性:
1、充填体含水率高,用高水材料进行充填所形成的充填体体积含水率高达87%—90%,与之对应的重量水固比范围为(2—3:1),重量比含水率范围:69%—75%,井下充填1立方米空间体积的固化材料用量范围为297kg—390kg;在金属矿山、尾砂固化胶结充填工艺中,当充填料浆浓度为60%—70%时,充填1立方米空间高水材料用量80—150kg。

2、凝固速度快,组成高水材料的甲、乙两种浆液混合后5—30分钟以内完成初凝。

3、早期强度高,增长速度快。

各龄期的强度可为:
2时 1.5Mpa以上;
24小时 3.0Mpa 以上;
3天 4.0 Mpa 以上;
7天以后的最终强度 5.0 Mpa 以上;
4、泵送性能好。

甲、乙两种材料的浆液混合前可达24小时以内不凝固、不结底。

5、充填体具有较高的残余强度和良好的“恒阻”特性。

6、高水材料本身无毒、无害、腐蚀性小。

三、高水材料的固化机理:
1、甲、乙两种浆液混合均化后,很快发生反应,生成长针状、柱状钙矾石结晶结构;这些长针状、柱状结构交错在一起形成了一个坚固的网状骨架,骨架中包含有大量的结晶水,网状骨条象海绵一样又吸附大量的游离水(自由水)。

重50±1.0kg(含添加剂;当前厂家包装的每袋净重50±1.0kg)。

2、甲组分包装袋用红字表示,乙组分用黑字表示。

3、试验报告
厂方发货时须附试验报告,试验报告中包括本标准规定的水灰比、各龄期的强度和各项试验结果。

如用户要求28d龄期的强度,则应在交货日起30日补报。

四、高水材料的使用:
高水材料在工业上的使用工艺主要分为三部分:甲、乙两种粉料分别制浆、浆液输送和充填成型。

具体操作工艺流程如下:
1、制浆系统:使用甲、乙两套专用的泥浆搅拌机配上加水加料设备,对甲、乙两种粉料进行分别搅拌,形成均匀的浆液。

2、输送系统:均匀的浆液分别使用甲、乙两套泥浆泵和输送管道等量送入混合器中进行混合。

3、混合成型系统:甲、乙两种浆液在混合器中经过充分混合后,一起送入充填袋,浆液在充填袋内很快凝结成形。

4、具体的使用工艺如下图示意:
输送管道
五、高水材料在使用过程中的注意事项:
1、存放期间不能受潮
甲,乙两种粉料在运输和贮存期间一定要保证干燥,不能受潮湿,在地面上存放期超过两个月,在井下存放期超过十五天后,应重新化验其强度。

按新的化验结果使用,在运输和贮存期间严禁混入杂物。

2、一定做到等量使用
3、同时使用
甲、乙两种粉料应同时加水搅拌,并同时送入混合器中。

4、搅拌均匀
甲、乙两种粉料不但要分别与水搅拌均匀,而且粉料中有少量的添加剂,还必须保证粉料与添加剂搅拌均匀,所以搅拌时间不应过短,一般在十五分钟以上。

在常温下,结晶水不会破环掉,游离的吸附水会随周围环境的变化而有所变化。

吸附水的多少一般不影响强度大小,只是材料的容量发生变化。

例如成型时,材料容重1.2左右,干燥后只有0.6左右,目前材料在无保护层保护的条件下,充填材料表层与空气接触,会产生风化层,随着时间的加长,风化层逐步加厚,当有保护层时例如在水中、土中,塑料袋中都不产生风化。

在游离水存在的条件下,充填材料受压破环后,还有重结晶的能力,具有很好“恒阻”特性。

高水材料为碱性:甲料:PH=9—10,乙料:PH=11—12。

六、高水材料采用中华人民共和国煤炭行业标准MT/T420-1995
1、高水材料的品种规格
根据煤炭部标准高水材料可划分为灰比分3.0、2.5和2.0三种规格
2、高水填充材料型号编制如下;
水固比
高水充填材料
3、技术要求
(1)、细度
高水材料使用过程中,甲、乙两种粉料分别加入搅拌筒的重量应是相等的,分别加入搅拌筒的水量应是相等的,这样才能标保证甲、乙两种粉料的水灰比是相同的。

甲、乙组分比 表面积均不得不小于300㎡/kg
细度允许用水筛筛余量代替,甲、乙组分筛余均不得超过8%。

(2)、抗压强度
各种规格产品抗压强度均不得低于表格规定指标
表1产品的抗压强
(3)、初凝时间:初凝时间不得大于30min
(4)、可泵时间:单浆可泵时间不下于24h 凝固
4、包装与标志
高水充填材料甲,乙两组粉料均用防潮袋分别进行包装,每袋净重( )公斤
5、须连续使用
甲、乙两种粉料的浆液要连续地、均匀地经混合器充填到充填袋内,为了保证连续使用,搅拌机根据需要可设多个交替进行搅拌。

6、水灰比保持不变
在一次使用中,水灰比应保持不变,并按生产厂家的要求进行水、灰配比。

高水材料的强度随着水、灰比的加大,强度是会降低的,凝结时间也会延长,所以用户在使用高水材料时不能随意改变水、灰比。

7、及时冲洗
使用中的工艺设备,如搅拌机、混合器、输送管道等,充填工作完成后要及时冲洗干净。

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