高冒充填充填技术方案
高水充填【可编辑范本】
Cｈinａuniveｒsｉty ofｍinｉng 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01090190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。
填料高填充技术的研究进展
填料高填充技术的研究进展曹家凯，孙小耀江苏联瑞新材料股份有限公司摘要：本文以近年来填料在环氧塑封料、热界面材料、覆铜板、塑料等行业的高填充技术进行研究的相关文献为基础，就填料高填充涉及的概念、填料特性、使用方法等主要共性技术问题进行了探讨。
关键词：填料、高填充、复合材料1．前言填料在George Wypych的《填料手册》中的定义[1]是：填料是一种固体材料，它具有通过自身的物理特性和表面相互作用，或没有表面相互作用，来改变材料物理和化学性质的能力。
ASTM （美国材料实验学会）则将填料定义为“为改进强度和各种性质，或为降低成本而在材料中添加的较为惰性的物质”。
因此，填料主要作为一种基体材料的性能改进材料。
填料作为复合材料的重要组成之一，其填充技术越来越重要。
很多情况下，实现填料的高填充对进一步发挥填料特性以提升复合材料的性能是非常必要的。
高填充是一个相对的概念。
在不同的应用场合，由于功能需求、基体体系和加工条件等不同，“高填充”对应的填充比例门槛是不同的。
比如质量占比70%的填料对环氧塑封料来说基本上是很低的填充比例，而对覆铜板来说已经几乎是最高比例了。
对于木器漆清漆面漆，6%也是比较高的填充量，而对于导热硅脂，填料质量占比甚至可以达到94%左右。
但是，无论填充的比例高低，所面临的问题既具有个性，更具有共性，比如体系黏度问题、分散均匀性问题、填料和基体之间的界面问题，等等。
这些问题都与填料特性、填料使用工艺、填料配伍等密切相关。
2.填料特性对高填充的影响填料的类别选择是为其应用功能服务的。
选定了填料类别，其特性就会对填料高填充产生直接影响。
影响高填充最关键的有以下特性：2.1 密度根据门尼公式[2]，ln（η/η1）=K EΦ2（1-Φ2/Φm） （1）式（1）中η为体系黏度，η1为树脂基体黏度，Φ2为填料含量（体积），Φm为真体积/表观体积（填料），K E为爱因斯坦常数。
相同质量的填料，密度越低，则体积越大，因此填料填充后体系的黏度越大。
最新培训讲座PPT超高水材料充填技术简介幻灯片课件
充填试验面基本情况
（1）井上、下概况
➢ 11611工作面标高A：-
143.0～-187.0m ， 对应地表标高171.2m～
179.1m。
➢ 工作面长度平均50m，
倾斜长220m。
➢ 煤层厚度3.5~4.3m，
倾角10°~13° 。
➢ 工作面埋深：
315.1~365.9m。
充填试验面地面、井下位置对照示意图
培训讲座PPT超高水材料充 填技术简介
主要内容
1 项目背景 2 超高水材料简介 3 超高水材料采空区充填方法 4 超高水材料充填工艺系统 5 充填开采工程实践 6 经济及社会效益 7 主要结论与展望
2
2 超高水材料简介
2）超高水材料基本性能
（1）超高水材料水体积可高达97%，最终强度可达 0.66MPa，材料凝结时间可据需要在90min内调整。 （2）材料具有早强、快硬的特点，7天抗压强度能够达到最 终强度的60~90%，材料体积应变较小，在三向受力状态下 具有不可压缩性，利于现场充填应用。 （3）超高水材料固结体主要由钙矾石构成，结构为纤细的 丝网状结构，具有高持水特性。在封闭状态下，超高水材 料固结体可保持长期稳定。 （4）超高水材料A、B单浆可视为牛顿流体，混合浆为振 凝时变性非牛顿流体。
窥视孔所取岩芯与固结体胶结实照
可以看出，固结体与岩芯胶结良好。
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5 开采工程实践
充填工程实践效果分析
（1）充填试验面开放式充填效果分析
➢ ④ 超高水充填材料固结体现场取样抗压强度测试结果
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5 开采工程实践
充填工程实践效果分析
（1）充填试验面开放式充填效果分析
➢ ④超高水充填材料固结体现场取样抗压强度测试结果
高填方红砂岩填石路基强夯补强施工工法(2)
高填方红砂岩填石路基强夯补强施工工法高填方红砂岩填石路基强夯补强施工工法是一种用于改善路基承载力和稳定性的工程技术。
本文将从前言、工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例等方面对该工法进行详细介绍。
一、前言高填方红砂岩填石路基强夯补强施工工法是一种利用填石夯实来增加路基承载力和提高路基稳定性的方法。
通过对施工工法的详细介绍，可以更好地指导实际工程中的路基改造和加固工作。
二、工法特点高填方红砂岩填石路基强夯补强施工工法具有以下几个特点：1. 采用红砂岩填石：红砂岩是一种硬度较高、强度较大的石材，能够提供很好的承载力和稳定性。
2. 填石夯实：通过使用夯实机械对填石进行强夯，达到增加路基密实度和强度的效果。
3. 补强路基：修复路基表面的裂缝和凸起，增加路基的平整度和均匀性。
4. 节约成本：相比于其他路基加固方法，该工法使用的材料和机具设备相对简单，并且能够快速完成施工，节约了成本和时间。
三、适应范围高填方红砂岩填石路基强夯补强施工工法适用于以下场景：1. 红砂岩资源丰富的地区：红砂岩填石是该工法的核心材料，因此适用于红砂岩资源丰富的地区。
2. 需要提高路基承载力和稳定性的工程：该工法能够增加路基的密实度和强度，适用于需要加固路基的工程。
3. 紧急施工需求：由于施工方法简单，能够快速完成施工，适用于一些紧急施工需求的工程。
四、工艺原理高填方红砂岩填石路基强夯补强施工工法的工艺原理是通过填石夯实来增加路基的密实度和强度。
具体的技术措施包括：1. 石料选择：选择具有一定硬度和强度的红砂岩石料，作为填石材料。
2. 填石夯实：将石料均匀铺散在路基表面，利用夯实机械对石料进行夯实，使其达到一定的密实度和强度。
3. 路基修复：对路基表面的裂缝和凸起进行修复，提高路基的平整度和均匀性。
五、施工工艺高填方红砂岩填石路基强夯补强施工工法包括以下施工阶段：1. 工程准备：根据设计要求，确定所需的红砂岩填石数量和夯实的厚度，准备好所需的机具设备和材料。
井下高冒区填充安全技术措施
高冒区填充【2 】安全技巧措施
填充材料应用于综采工作面.综掘工作面及采区大巷巷道高冒区的填充,防止瓦斯局部积累.安全技巧措施如下：
1.应用特别材料的相干队组每班功课开端前,当班班长和安全员进行功课场所的周全安全检讨,发明安全隐患现场先行处理,手指口述确认安全后方可开端功课.
功课进程中,专人负责安全监管,发明隐患和违规行动实时处理和改正.
2.打钻.注浆操作人员在施工时代必须佩带小我防护用品（防护眼镜.橡胶手套等）,功课场所备有必定量清水或留出可供应用的清水管头.
3.注浆泵放置在注浆点6米以外安全区域,注浆功课时不雅察人员.司泵工和无关人员全体撤至注浆点6米以外安全区域.不雅察人员和司泵工均在6米以外安全地点不雅察和操作.
4.封孔功课人员严禁正面面临孔眼,在注浆管内脉冲压力释放后再开启注浆阀门.
5.司泵工亲密留意泵压力（3～5MPa）和吸浆量的变化,随时与前方不雅察人员接洽.
6.配浆人员要保持浆液不吸空,随时不雅察泵的吸浆情形,保持配
比恰当.
7.注浆衔接收路必须应用正规扁销.
8.注浆功课时,发明顶板和煤壁压力增大.顶帮松动.跑（漏）浆.注浆压力骤降等平常现象时,立刻停滞注浆,查明原因,采取措施后,确认安全后才准恢复注浆施工.
9.巷道高冒区段注浆.锚注.涨紧等工作,必须搭设功课平台或应用高梯时,平台或高梯必须搭设稳固,班长确认安全方可应用,人员上平台功课时要系安全带,安全带与顶板支护衔接稳固,防止人员坠落.
10.注浆功课时,注浆操作人员不得面临和注目顶板,防止跑液.。
近水平浅埋煤层超高水材料充填工艺与方法
２ １ 充填 工作 面 简介 ．
１ １ 充 填试 验 面 位 于 田庄煤 矿 广 场 以北 １ １— ６１ ６
达到 ０ ６ ，６～１５ Ｍ ａ ． Ｐ 。超 高水 材 料水 体 积可 达 ９ ％ ， ７
关键 词 超 高水材料 ； 水 平 ； 近 浅埋煤 层 ； 充填 开 采 ； 充填体
中图分 类 号 ： Ｄ ２ ． 文献 标 识码 ： 文章编 号 ：６ ２— ６ ２ ２ １ ） ２— ０ １ ４ Ｔ ８ ３７ Ｂ １７ ０ ５ （０ １ ０ ０ ２ —０
据统 计 ， 国生产 矿井 三 下压煤 达 １ ０亿 ｔ特别 我 ４ ，
第 ２期 ห้องสมุดไป่ตู้２ １ 年 ２月 ０１
・
山 西 焦 煤 科 技
Ｓ ｎ ｉＣｏ ｉ ｇ Ｃｏ ｌＳ ｉ ｎ ｅ ＆ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｈａ ｘ ｋ ｎ ａ ｃｅ ｃ ｃ ｎ ｌｇ
Ｎｏ ２ ．
Ｆｅ ２ １ ｂ． ０１
试验研 究 ・
近水平浅埋煤层超高水材料充填工艺与方法
周 振 冯光 明 ， ， 王成 真 夏 文 营 ，
（． １ 中国矿业 大学 矿 ３ 工程学院 ， ， ｋ 江苏 徐州 ２ １０ ；． ２０ ８２ 临沂矿 ３ 集团 田庄煤矿 ， 东 兖州 ． ｋ 山 ２２０ ） ７ １０
摘
要
超 高水材 料是 一种 新 发 明的采 空 区充填 材 料 ， 水体 积 可 达 ９ ％ ， ７ 水灰 比 可接 近 １ ： １ １ 。
生产 超 高水 材料 的原 料 丰 富 ， 生产 工艺 简单 。该
材料具 有 速凝 早 强 、 浆 流动 性好 、 单 初凝 时 间可 调 ， 固
高冒充填充填技术方案
不连沟煤矿F6104工作面辅助运输顺槽高冒区充填加固治理安全技术措施青岛新宇田化工有限公司2011年7月审批会签单一、工程概况：不连沟煤矿F6104工作面辅助运输顺槽高冒区两段，共约有12m长、高1.5m、宽5.5m。
冒顶区已用木垛接顶，锚吊梁紧固；因6煤节理、层理裂隙发育，并且该巷道受F6103回采放顶煤工作面采动顶板来压影响，给该段巷道造成跨落危险，并因顺槽巷道迎头掘进时间跨度较长易产生顶板气体积聚造成瓦斯、防灭火方面的安全隐患，为确保该地点巷道的对矿井生产不产生较大安全隐患，现准备采用漏必堵CM-21材料对冒高区进行充填，以提高顶板整体承载力，防止气体积聚引起的各种安全隐患，特编制本安全技术措施。
二、产品性能简介（一）充填材料：漏必堵CM-21一、简述漏必堵漏必堵CM-21是一种聚合高分子充填封堵泡沫，由树脂和催化剂组成，主要用于井下密封、充填，具有良好的隔气性和良好的柔韧性，不燃烧也不延燃，对封堵瓦斯和防灭火有很好的效果。
该材料成型后性能稳定、持久，不破裂。
突出的抗静电性能，可作为抗静电泡沫使用。
漏必堵CM-21泡沫防火等级为一级，可以用在高热易发火区。
二、主要性能特点1、反应迅速，常温下40秒开始凝胶，在20分钟内硬化。
2、高膨胀率，膨胀体积为原来体积的15-20倍，充填用量小。
3、良好的抗压能力，能承受一定的岩层运动。
4、不燃烧也不延燃，可用于防灭火。
5、高膨胀倍数、充填用量少、即时发泡、无需模具、高抗压强度、足以紧固综采支架、高弹性、不受地层运动破坏、防火等级一级、可用于灭火。
三、施工方法该产品施工方法简单，只需一台多功能气动泵。
按照4:1的体积比通过混合枪进行混合。
在高压下，混合液被压入钻孔周围的裂缝与孔隙中，并在很短的时间内发生聚合反应。
四、主要技术参数五、应用范围及作用：a) 充填破碎顶板（煤），防止顶板瓦斯积聚，防止破碎顶煤发火，阻止内外空气交换。
b) 密闭墙堵漏风：阻止内外气体交换，防火以利于人身安全。
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不连沟煤矿F6104工作面辅助运输顺槽高冒区充填加固治理安全技术措施
青岛新宇田化工有限公司
2011年7月
审批会签单矿长
总工程师
生产副矿长
安全副矿长
机电副矿长
掘进副矿长
生产副总工程师
安全副总工程师
机电副总工程师
通防副总工程师
生产指挥中心
安全监察部
机电信息部
生产技术部
通风队
地测组
审批意见
一、工程概况：
不连沟煤矿F6104工作面辅助运输顺槽高冒区两段，共约有12m长、高1.5m、宽5.5m。
冒顶区已用木垛接顶，锚吊梁紧固；因6煤节理、层理裂隙发育，并且该巷道受F6103回采放顶煤工作面采动顶板来压影响，给该段巷道造成跨落危险，并因顺槽巷道迎头掘进时间跨度较长易产生顶板气体积聚造成瓦斯、防灭火方面的安全隐患，为确保该地点巷道的对矿井生产不产生较大安全隐患，现准备采用漏必堵CM-21材料对冒高区进行充填，以提高顶板整体承载力，防止气体积聚引起的各种安全隐患，特编制本安全技术措施。
二、产品性能简介
（一）充填材料：漏必堵CM-21
一、简述
漏必堵漏必堵CM-21是一种聚合高分子充填封堵泡沫，由树脂和催化剂组成，主要用于井下密封、充填，具有良好的隔气性和良好的柔韧性，不燃烧也不延燃，对封堵瓦斯和防灭火有很好的效果。
该材料成型后性能稳定、持久，不破裂。
突出的抗静电性能，可作为抗静电泡沫使用。
漏必堵CM-21泡沫防火等级为一级，可以用在高热易发火区。
二、主要性能特点
1、反应迅速，常温下40秒开始凝胶，在20分钟内硬化。
2、高膨胀率，膨胀体积为原来体积的15-20倍，充填用量小。
3、良好的抗压能力，能承受一定的岩层运动。
4、不燃烧也不延燃，可用于防灭火。
5、高膨胀倍数、充填用量少、即时发泡、无需模具、高抗压强度、足以紧固综采
支架、高弹性、不受地层运动破坏、防火等级一级、可用于灭火。
三、施工方法
该产品施工方法简单，只需一台多功能气动泵。
按照4:1的体积比通过混合枪进行混合。
在高压下，混合液被压入钻孔周围的裂缝与孔隙中，并在很短的时间内发生聚合反应。
四、主要技术参数
1.主要成分： CM-21树脂CM-21催化剂
产品外观棕红色液体棕红色液体
密度(20℃)( Kg/m³) 1.25 1.4
混合体积比 4 1
有效储存期(2℃)(month) 3 12
储存温度(℃) 5-20 5-40
2.聚合产品：
使用温度(℃) 15 25
反映时间(min) 4 2
膨胀倍数15-20 15-20
0.1-0.2 0.1-0.2
10%受压变形抗压强度
(MPa)
防火等级B1 无火焰蔓延B1 无火焰蔓延
五、应用范围及作用：
a) 充填破碎顶板（煤），防止顶板瓦斯积聚，防止破碎顶煤发火，阻止内外空气交换。
b) 密闭墙堵漏风：阻止内外气体交换，防火以利于人身安全。
密闭墙四周巷道压裂时，也可使用漏必堵泡沫注入裂隙堵漏。
c) 采煤工作面进、回风隅角充填；防止大量新鲜风流进入采空区，防止采空区涌出
大量瓦斯；防止长期大量空气进入采空区，引起遗煤氧化自然。
d) 充填废弃老洞、溜眼（煤仓）：防止掘进工作面及工作面回采时，掘透采空区，造成事故；防止废弃溜眼（煤仓）漏风，引起溜眼（采空区）发火。
e) 代替粉煤灰、沙子充填废弃老巷；加强巷道回采工作面巷道顶板，阻止气体泄露。
f) 工作面或巷道阻止冒顶、发火，增加顶板稳定性，顶煤煤体高温点注射后起灭火和加固封堵作用。
煤矿巷道进回风隅角密闭封堵、防灭火、冒顶充填、封堵煤层裂隙、构筑防火墙等。
四、施工方案：
根据矿方技术人员提供的地质情况说明及我方人员现场勘察，经研究分析特制定该地点施工方案如下：
1、F6104工作面辅助运输顺槽冒落区已采用锚吊梁支护，高冒区已用木垛接顶。
现准备采用漏必堵将冒顶空洞处充填满，使其完全接顶，并具有一定承载力，使冒顶处不再出现冒落现象，防止气体积聚的效果。
2、具体施工方法：在原有锚吊梁下方沿巷道东西方向铺设6排宽1.2m、长3m的金属网，金属网上铺彩条布，以阻止充填材料未凝固前漏下。
金属网用双股6号铁丝悬挂于顶板锚吊梁上，金属网搭接处每隔30cm用双股16#铁丝绑扎牢固。
布孔视现场充填情况而定，一般为6平方采用五花眼布置，孔直径Ф=30mm，(预计使用漏必堵CM-21材料5吨)。
3、因需要在锚吊梁下方铺设金属网、彩条布，需矿方提供一辆工程防爆车协助施工。
如图：
不大于0.5米
A料管
冒顶区B料管
金属网
彩条布
锚吊梁
五、劳动组织
注浆时我方配备注浆泵，施工人员，按施工措施施工，及时与矿领导沟通汇报注浆情况。
六、施工工艺
本注浆工艺的具体的施工步骤如下：
（1）孔位、深度按设计施工方案施工。
（2）注浆泵及其附件组装、冲洗。
（3）注浆把两根吸料管分别插入树脂和催化剂桶中，活塞在气马达的作用下运动，由于压力的作用使原料经过活塞进入输料管，输送到注射枪里，通过注射枪注入顶板冒落区，渗入裂隙，达到充填、加固的目的。
（4）压力表达到3MPa-4MPa停止注浆，用树脂冲洗管路和混合枪。
（5）换孔注浆，重复2～5的步骤。
（6）注浆完毕后，用清洗剂清洗多功能泵和附件，清理现场，保持现场无杂物，做到文明施工。
图11 双液化学注浆系统设备布置图
仪器，材料下井
施工现场准备施工仪器准备
风源，水和清洗剂的准备高压管，风动泵及枪的检查打孔仪器连接及冲洗
封孔及注浆
换孔注浆，冲洗管路和混合枪
用油和水清洗多功能泵和枪
施工完毕关闭风源及清理现场
注浆工艺示意图
七、施工注意事项
1、提供持续稳定（0.4-0.7Mpa）的风源。
2、注浆人员应保证孔深、孔间距,保证充填工作顺利进行。
3、注浆人员在施工中,应注意查看注浆量、注浆比例及扩散范围,准备好棉纱以封堵漏液区域,当注浆过程中出现少量反料情况时，应降低注浆速度或进行间歇性注浆，减少材料浪费保证充填效果。
4、操作注浆泵人员注意观察注浆压力，保证正常注浆。
5、准备清洗剂，水和机油（15公斤）以及装水的旧桶，在注浆完毕后，用清洗剂将缸体、注浆管路和注射枪冲洗干净，保证下次注浆时能够正常使用。
八、施工安全技术措施
为保证注浆充填加固施工质量和施工安全特制定本措施，任何参与注浆施工人员必须熟知本措施并保证在实际工作中严格遵守。
1）注浆人员在施工期间必须佩戴防护眼镜、橡胶手套等防护用品，作业场所必须备有一定量的清洁用水。
2）接管、下管等作业时，施工人员必须在注浆管内压力释放后再拆卸拔枪。
3）注浆人员密切注意泵的压力，并随时观察注浆量。
4）注浆人员应保持浆液不吸空，随时观察泵的吸料情况，保持两种材料的比例合
理。
5）注浆完毕后，应立即用清洗剂（机油和水）清洗缸体和注浆管路，清洗完毕后应将泵、管路等规整码放整齐。
6）参与注浆人员要服从我方管理，避免现场管理混乱出现意外。
7）如注浆不慎溅到皮肤或眼睛内，应立即用大量清水冲洗，严重者应立即就医，人体不得接触化学注浆材料。
8）换孔时施工人员必须在注浆管内压力释放后再拆卸拔枪。
9）注浆连接管路时要保证各部位连接牢固。
10）施工前，要先排除顶、帮浮矸危岩后，再钻孔注浆。
11）任何参与注浆人员必须严格遵守施工措施，熟悉避灾路线并保证在实际工作中严格按措施施工。
12）汽车在作业时，其制动、转向系统和安全装置必须完好。
13）注浆人员在车厢内施工时车辆要停稳并熄火、利用手刹刹车，要在车轮下放置阻车器，或用方木及其它物料代替，防止刹车失灵出现意外。
14）车辆移动过程中车厢内人员严禁站立在车厢内，汽车起动后车厢内人员全部坐下或蹲下后司机确认车辆四周人员方可移动车辆。
九、矿方提供
（1）风源（风压0.4mpa—0.7mpa）。
（2）工程用防爆汽车一辆。
（3）棉纱（5kg）、铁丝14#（10Kg）、彩条布（150平方）、金属网（120平方）。
十、青岛新宇田公司提供: 多功能泵1台，施工技术服务人员。