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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

晋煤集团沿空留巷巷旁充填技术取得进展

2017-06-12

  这是晋煤集团技术研究院刘清利副院长和王萌的研究成果。研究的创新点为:研发出新型高水速凝材料,建立远距离输送浆液系统,通过在留巷内采取高强锚杆索支护技术,并在充填袋内布置钢筋梯梁,控制留巷巷道及充填体变形。


  早期的沿空留巷巷旁支护常采用密集木支柱、金属摩擦密集支柱、混凝土砌体墙、木垛、矸石带等。这些支护属于被动支护,不仅无法控制顶板岩层移动,而且护巷带上方及留巷上方直接顶均已断裂破碎甚至垮落,造成支架折损严重,留巷断面收缩率过大,留巷效果很差。随着新型高水速凝充填材料的研制成功,沿空留巷巷旁充填材料有了新的选择途径。


  刘清利等在成庄煤矿4311工作面进行了新型高水速凝充填材料的沿空留巷技术研究与试验。研究人员分别进行了充填材料强度试验和流动性试验。


  新型高水速凝充填材料混合后,固化体主要形成钙矾石(3CaO·Al2O3CaSO4·32H2O),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,浆体将发挥最大的潜能,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。随着针状结构晶体的不断增加,结晶化程度的加大,浆体变成具有一定强度的硬化体。


  联邦充填支护1号材料为干粉状,分为A浆液和B浆液,使用时加水搅拌,研究人员使用的配比为水灰比1.5∶1.0,双液比例1∶1。材料单液性能稳定,可实现远距离泵送。双液混合较短时间内能够形成固结体,强度增长快速。


  井下工业性试验中,研究人员主要围绕充填系统设计及沿空留巷围岩控制技术开展研究。井下实验发现:留巷顶板支承压力在工作面后方15~40 m达到峰值,工作面后方150 m迅速减小,最终在工作面后方300 m处达到稳定,约为7 MPa;充填体内部应力随与工作面距离增大而缓慢增加,工作面后方10 m左右开始变化,工作面推过80 m以后,应力趋于稳定,最终充填体内部相对应力不超过4 MPa。


  文章来源:刘清利,王萌.综放工作面沿空留巷无煤柱开采技术[J].煤炭科学技术,2016,44(5):122-127.


  责任编辑:宫在芹
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