新型巷旁充填材料的研究

合集下载

一种新型沿空留巷巷旁支护材料

一种新型沿空留巷巷旁支护材料一种新型沿空留巷巷旁支护材料，主要作为煤矿井下回采工作面沿空留巷时巷旁支护的充填材料，也可用于支架的壁后充填和冒落孔洞充填。

这种轻质混凝土由水泥、骨料和水等混合而成。

它取材方便，工艺简单，质量易于控制，设备占用少，墙体强度高，７天的拉压强度达到９．８ＭＰａ，此高水固化充填材料的最终抗压强度提高９６％，完全能够承受滞后工作面压力的作用，满足沿空留巷的强度要求。

分层开采后退式超前掘进巷旁支护沿空留巷技术采用黄泥浆与碎煤组成的混合料在淮南李一矿厚煤层倾斜分层走向长壁采煤法后退式超前掘进巷道中进行巷旁支护沿空留巷，通过现场观测表明，该项技术可行。

所采用的巷旁支护材料可就地取材，成本低，巷旁支护操作简便，支护质量易于保证。

扼要介绍巷旁支护材料及支护工艺，以及巷旁支护沿空留巷效果。

煤矸石膏体巷旁充填材料的研究煤矸石膏体充填材料由煤矸石、粉煤灰、PL膏体胶结料和水组成。

在目前PL膏体胶结料基础上，通过正交设计试验，改变煤矸石、膏体胶结料的用量，调整水灰比，测定充填材料的坍落度和抗压强度（1d、3d和7d），在满足沿空留巷所需的力学性能条件下．得出了一种较为合理的配比方案，以及确定合理配比的方法，为煤矸石膏体巷旁充填材料的选择与应用提供了科学的依据。

沿空留巷技术在薄、中厚煤层中应用较多，但在3 m以上较大采高工作面中应用极少，究其主要原因是已往建立的沿空留巷力学模型欠妥、巷内与巷旁支护方式不合理。

从如何提高岩层的自我承载能力入手，提出了一种主动的巷旁加强支护方式——巷旁采用锚索加强支护，巷内采用锚杆支护。

建立了考虑巷帮煤体承载作用和巷旁锚索加强作用的沿空留巷力学模型，并分析了巷内锚杆支护和巷旁锚索加强支护的作用机理。

利用理论分析所得结论，对淮北朱庄矿3625较大采高工作面风巷进行巷旁支护设计及工程实践。

研究成果为较大采高工作面沿空留巷技术提供了理论依据和借鉴经验。

无人工巷旁充填沿空留巷支护技术与工艺研究

马念杰，白忠胜。
（．中国矿大学（京）资源与环境丁群学院，北京１０８１北００３；２．冀中能源股份有限公司，河北邢台０４０）５００
［摘要］利用矿山压力基础理论、锚杆支护设计理论方法，综合目前高地压支护围岩松动圈理论，根据相近地段采样的标本进行数值模拟计算，比照沿空掘巷的支护方案，结合回采巷道维修时被动支护方案的比较分析，融合巷道岩层深部的岩体力学特性，选择合理的巷道围岩控制方法及锚梁网支护技术参数、单体液压支柱配合十字铰接顶梁，回采期间还预埋注浆锚杆并采用迈步垛式支架控
ＭＡＮｉｎｉ，Ｂｈｎ —ｈｎａ —ｉｅＡＩＺｏｇｓｅｇ
（．ｅｏｒｓＥｖｒｎｅｔｎｉｅｒｇＳｈｏ，ｈｎｎｖｒｉｆＭｉｉｇ＆ＴｃｎｌｇＢｉｎ）ｅｉｇ１０８Ｃｉａ１Ｒｓｕｃ＆ｎｉｍｎＥｇｎｅｉｃｏｌＣｉａＵｉｅｓｙｏｎｎｅｏｎｔｅｈｏｙ（ｅｉｇ，Ｂｉｎ００３，ｈｎ；ｏｊｊ
第１５卷第４期（第９总５期）
２１００年８月
煤矿开采
ＣｏａｎｎｇＴｅｈｏｏｙｌｍｉｉｃｎｌｇ
Ｖ１１Ｎ．（ｅｉｏ９）ｏ．５ｏ４ＳｒｓＮ．５ｅ

巷旁充填沿空留巷技术及矿压显现规律

巷旁充填沿空留巷技术及矿压显现规律本文就巷旁充填沿空留巷技术及矿压显现进行简要分析和阐述，从充填材料、系统布置、充填参数及工艺等方面进行研究，并对充填沿空留巷段进行矿压观测。

结果证实：巷旁充填沿空留巷技术有效保证了顶板的稳定性和完整性，保障了充填体控制顶板的下沉、适应其活动规律的要求。

标签：巷旁充填沿空留巷矿压显现规律0 引言沿空留巷这项技术是我国在采煤技术这一行业的一项重大突破，不仅降低了巷道的掘进率，而且提升了煤炭资源的回采率，这样一来完全取消了区段煤柱，改善了大部分矿井的生产条件，使我国的矿井进入一种新的生产模式——集中化生产，是我国采煤领域的重大技术变革。

为了满足矿井生产条件不断变化的需要，研究一套适合的技术是十分必要的，通过实地考察调研及井下工业性实验后，我们认为沿空留巷技术最为合理，改造沿空留巷填充设备，在系统地改善布置及充填工艺后，我们在采矿工作方面取得了较大的成功。

我在矿机掘二队就职管理人员期间，主要负责掘进巷道施工，修巷等工作，下面结合工作实际谈谈一些施工规律。

工程背景：从沿空留巷技术的出现到现在，它在薄煤层或中厚煤层的采煤工作上已经获得了宽泛的开展，并且在我国薄煤层及中厚煤层的开采中日益趋于完善。

巷内支护以及巷旁支护等技术发展到现在已经非常地成熟。

工作项目第一次使用了巷旁充填顺着空留巷以及Y型通风的施工方式，在使用这样的填充之后，运用导轨槽进行运输和送风。

同时借用了巷道和边界煤层回风的特殊性，应用高水速凝材料进行整体浇筑充填，克服了以前巷道增加阻力速度慢、初始支撑力度小的缺点，使得项目顺利开展并完成。

1 巷旁充填沿空留巷技术根据每个工作面的不同，首先考虑工作面沿空留巷采矿的地质条件和开展沿空留巷所存在的一些困难。

从充填材料的选择、巷旁充填体支护参数的选择、系统布置和充填工艺等方面进行严谨细致的研究及实践。

1.1 选择合适的充填材料充填材料强度是沿空留巷充填技术的重中之重，同时其凝固速度也关系着沿空留巷充填技术的成败，根据多次试验的结果，充填材料最佳使用的原材料主要包括：水和硅酸盐、粉煤灰等混合之后进行搅拌支撑膏体混凝土，同时加入添加剂制作而成，在进行填充施工的工序中要指定施工人员使用人力进行袋装的填充。

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°。

沿空留巷巷旁充填体合理参数探讨

沿空留巷巷旁充填体合理参数探讨侯俊山【摘要】分析了矸石充填沿空留巷采煤方法替代预留煤柱沿空掘巷采煤方法的可行性和合理性,以弹性极限平衡理论为基础提出了充填体合理宽度的计算公式,讨论了留巷深度、采煤厚度、接触面力学性质、巷旁支护阻力等因素对充填体宽度的影响及规律,为采区合理科学的巷旁充填体的支护方法提供合理的理论依据.【期刊名称】《机械管理开发》【年(卷),期】2017(032)002【总页数】4页(P7-10)【关键词】巷旁充填体;参数探讨;数理分析【作者】侯俊山【作者单位】山西汾西矿业集团宜兴煤业,山西孝义032302【正文语种】中文【中图分类】TD353一般常见的工作面回采巷道布置形式有完全沿空掘巷、预留小煤柱沿空掘巷、预留宽煤柱掘巷、沿空留巷四种类型。

在工作面采动周期性压力作用下，采空侧覆岩顶板以实体煤帮侧为支撑点扭转变形，使其下方的预留煤柱发生严重变形。

如果采用完全沿空掘巷的形式来布置巷道，巷道将会处于破碎区域，在这种情况下很难保证沿空巷道的维护效果，同时很多矿井的生产实例也表明了该留巷方式在技术上是很难执行的[1]。

结合上述分析的沿空侧向覆岩应力分布规律，虽然煤壁前方的支承压力集中程度有所降低，但支承压力峰值强度和峰值区宽度明显增大，留宽煤柱使沿空巷道处于应力峰值区，使得巷道稳定性控制难度增加。

所以仅是依靠留设宽煤柱的方式来避开应力峰值区留巷方式，会导致大面积煤柱无法回采，降低了煤炭采出率，无论从经济效益出发，还是从充分合理利用资源的角度考虑，都说明该巷道布置方式是不可行的。

选择预留小煤柱的留巷方式在技术上还有很多不完善之处，比如合理煤柱的宽度选择、位置的选择仍然有很多问题需要解决，因而预留小煤柱沿空掘巷的方式还有很多不足之处。

随着沿空留巷理论和技术的不断完善，该技术逐渐得到重视并在多个矿井得到的了成功实施。

对于一般的矸石充填沿空留巷所形成采场内和外应力场同时并存的应力分布和对应的支持压力规律如下：采动应力集中系数随留巷深度的增大而呈减小的趋势；煤壁前方支承压力集中程度明显降低，煤壁前方支承压力峰值区域显著增大[2]。

薄煤层巷旁充填沿空留巷支护技术与工艺研究

（１）巷旁主动支护
科技信息
薄煤层巷旁充填沿空留营支护技术与工艺砜夯
同煤集团矿井建设管理处孟杰
［摘要］薄煤层开采过程中，半煤岩巷的掘进极大的制约了采掘关系的衔接，采用巷旁充填沿空留巷技术，减少巷道掘进，提高效率。通过理论分析巷道围岩结构及沿空留巷支护原理，采用单体支柱配调角双楔顶梁进行加强支护的方式，选择合理的沿空留巷支护形式及参数，进行巷旁充填体及围岩稳定性分析且简化了施工工艺。实践证明该支护方式在薄煤层中安全可靠、经济合理，使巷旁充填沿空留巷效果达到了预期要求。【关键词］薄煤层沿空留巷巷旁充填巷旁支护我国很多地方的煤矿企业在经过了多年的开采后，近年来随着原先赋存条件较好的煤层的开采完毕，煤炭的开采逐步向着薄煤层及埋藏较深的煤层方向开采。对于薄煤层的开采，为了解决半煤岩巷的掘进速度慢、掘进效率低而导致的采掘衔接矛盾的凸显，引入巷旁充填沿空留巷技术。此技术可有效减少巷道掘进量，缩短工作面准备时间，缓解采掘接替矛盾，提高矿山的生产效率；同时可有效减少维护巷道的煤柱，提高煤炭资源采出率，延长矿井服务年限，提高矿井经济效益” 。
（２）巷旁被动支护
大同煤矿集团大同地煤姜家湾煤矿建成投产于１９６４年，是一家具有四十多年开采历史的国有中型煤矿，矿井井田面积为８．２７９９平方公里，设计生产能力为９Ｏ万吨／年。截止２０１０年底，矿井工业储量为５４３０．６万吨，可采储量为２８４８．６万吨，可布面储量为７７４万吨，服务年限为８．６年。其中，在可采储量中有１５２８５万吨为０．８ｍ～１．１ｍ厚度的煤量，属难采煤层。现在我矿已初步解决了１．０～１．５ｍ厚度煤层的开采难题，但是，南于所掘巷道均为半煤岩，巷道高度要求在２．４ — ２．６ｍ之间，需要起底０．９～１．６ｍ，直接制约了掘进效率的提高，采掘衔接紧张的矛盾进

沿空留巷巷旁充填文献综述(全面总结)

沿空留巷研究综述：1.巷旁充填材料的研究与应用综述1.1国外巷旁充填材料的研究与应用综述前苏联在沿空留巷巷旁支护技术方面做了大量的研究工作。

例如用矸石、水泥炉渣以及粉煤灰等不同配比轻质混凝土砌墙，代替人工矸石袋、木垛填石以及丛柱等[1]。

英国煤矿对沿空留巷技术的研究较多[2]。

沿空留巷发展从早先的人工垒矸石带，到机械化风力构筑充填带巷旁支护技术取得了突破，但都存在固体运量大，充填效率低，留巷效果差等缺点。

上世纪七十年代末，英国国家煤炭局又加紧研究巷旁充填技术，材料只要是两种浆液，一种是粉煤灰+水泥+悬浮剂，另一种是水泥+膨润土，将这两种浆液混合注入充填袋中，该方式存在的问题硬化体抗压强度低，达不到要求；随后他们又研究了一种新的充填技术，同样由两种原料组成：一种是由矾土水泥、无水碳酸钙、硅酸水泥等八种原料混合而成，另一种是由膨润土等原料组成。

在此基础上，英国相关研究机构又进行了深入研究，于1979年试验成功了高水材料巷旁充填技术，这是一种更为先进的充填技术，至今仍居世界领先地位，高水材料充填已占全英巷旁充填的90%左右。

德国是世界采煤业技术最发达的国家之一[3]。

早在西德时期，应用无煤柱开采沿空留巷巷旁支护主要是风力充填，60年代后充填材料大体分为三类：一是天然石膏或合成石膏，其粒度<8mm，石膏充填占整体巷道充填总量的2/3；二是粉煤灰和水泥；三是矸石加胶凝剂。

这些低水材料在巷旁支护中取得了良好经济效益。

膏体充填技术是1979年德国在格伦德铅锌矿首先发展起来的。

其在进行高浓度胶结充填试验研究同时，又进一步改进充填材料的组成和级配，提高料浆浓度，于是产生并发展了膏体泵送胶结充填工艺。

1.2国内巷旁充填材料的研究与应用综述上世纪80年代初，原煤炭工业部为了改变我国在沿空留巷技术方面的落后局面，先后从英国、德国引进了充填材料和充填设备，并在阳泉、开滦、平顶山等矿区进行了工业性试验，取得了较好的效果。

煤为骨料的巷旁充填材料试验研究

工业技术
ＳＥＥＥＨＬＧ０Ｎ＆ＴＣＯＯＹＪＣＮ
煤为骨料的巷旁充填材料试验研究 ①
勾峰勾密ห้องสมุดไป่ตู้ 。（．南理工大学能源科学与工程学院河南焦作１河４４０；２平煤建工集团有限公司土建处河南平顶山５０３．３河南理工大学材料科学与工程学院河南焦作．４４０）５０３
４．５，Ｏ７，
２．６３１１．８
Ｏｌ２２
Ｏ２４４．
３４３．２２０．ｌＯ
０２４４．
５８７．７８８８
ｌ６９Ｏ
ＯＯＯ
９．８Ｏ
Ｏ０Ｏ
９．９８Ｏ
３０ｇ、５／）按照５０干砂试样由粗到０／ｎ１０．，ｏｎ０ｇ细依次过筛，后称得余留在各个筛上的然砂的质量，计算出各筛上的分计筛余百并分率ａ … ａ、ａ和ａ（筛上的筛余量占，ａａ、５各砂样总量的百分率）累计筛余百分率Ａ、及Ａ，Ａ、Ａ和Ａ（个筛和比该筛粗的所、Ａ、各有分计筛余百分率相加在一起）砂的粗细。用细度模数表示，度模数的计算公式如细公式（１所示：１）
）：（１１）
表１砂颗粒级配区
筛孔尺寸级配区ｌ区级配区２区级配区３区累计筛余（质量计：按（％）

薄煤层开采高水材料巷旁充填沿空留巷技术研究

１工程概况及支护条件南屯矿３６０２工作面运输顺槽位于十三采区东南部。工作面长１６４．５ｍ，推进长度１１４７ｍ，平均煤厚
０．９２ｍ。北部为采区四条上山；东部为３６０４工作面（未开采）；西为３６０１工作面（未开采支架对煤帮的支护阻力；
Ａ一侧压系数；
一
作者简介：李树荣（１９６２一），男，汉族，山东寿光人，中共党员，工程技术应用研究员。博士学位。现任兖矿集团南屯煤矿矿长。
采高；上覆岩层平均容重；
日一开采深度；
柱。直接顶为十下灰岩，厚５．３ｍ，基本顶为泥岩，厚８ｍ，直接底为铝质泥岩，厚１．２ｍ．
图１沿空留巷力学模型
３６０２运输顺槽顶板无支护，帮采用ｑｂ２０ｍｍ× １５００ｍｍ螺纹钢等强锚杆，锚固剂ＣＫ２８６０型，１支／孔，帮部锚杆排距１３００ｍｍ，每排布置２根，上部一根布置在煤岩界面以下１００ｍｍ处，下部一根布置在距底板不
认为其间的剪力为零；（３）基本顶的自重沿平行岩层和垂直岩层方向分
解成两组力；
筋等强螺纹钢锚杆，顶锚杆问距确定为１５００ｍｍ，排距为１３００ｍｍ，顶锚固剂选用ＣＫ２８６０型，每孔一支，菱形金属网护顶等作为补强支护。
一
１１４

薄煤层综采新型高水材料巷旁充填沿空留巷技术研究

充填体的稳定性。结果表明：所留巷道围岩变形量较小，留巷效果很好，说明该技术能够很好地
适应薄煤层综采工作面沿空留巷的围岩活动规律，具有很高的推广价值。
关键词：沿空留巷；薄煤层；综采；新型高水材料；巷旁充填
中图分类号：ＴＤ３５３文献标识码：Ｂ文章编号：１６７１— ０９５９（２０１３）０８－００５０－０４
作。
５０
２０１３年第８期
煤
炭
工
程
否需要再架设调节模板。若距离大于１００ｍｍ，则需要架设
一
层调节模板；反之则不需要架设。２）充填袋。由７８２８工作面生产技术条件可知，工作面每日推进４．２ｍ。因此，充填班必须构筑４．２ｍ的充填体。
侧的推力及顶板压力等复合作用下，充填体可能会失去稳
支护结构体系满足留巷要求，它不但应具有早期承载性能和足够的最终承载能力，而且应具有稳定可靠的承载结构，保证顶板不离层，使采空侧顶板能较好地破断垮落。这定性，向巷道侧滑移。７８２８工作面煤层倾角较小，且不存在采空矸石向充填
展前景。
薄煤层综采技术因煤层薄、设备配套不易、操作不方便等原因在我国应用较少，此种条件下的沿空留巷更
是少之又少。
临沂矿业集团各矿煤炭资源紧缺，采掘接替紧张，集团公司与各矿领导一直重点关注如何解决该问题，邱集煤矿主采的７煤层剩余服务年限仅有８ａ。为此，邱集煤矿与中国矿业大学进行技术合作，在７８２８薄煤层综采工作面轨

膏体充填开采沿空留巷技术国内外研究现状

膏体充填开采沿空留巷技术国内外研究现状摘要：通过研究膏体充填综采沿空留巷围岩活动特征、充填体滞后阻力，围岩应力场演化规律，揭示中厚煤层膏体充填综采沿空留巷围岩结构运动特征，据此形成针对性的沿空留巷围岩控制技术，指导沿空留巷工程实践的开展，对提供煤炭资源采出率、减少巷道掘进量，以及实现Y型通风、治理瓦斯超限等难题、推动我国无煤柱护巷技术的进步，具有极为重要的理论意义和实践价值。

推行沿空留巷，不仅对生产矿井进行技术改造、缓和采掘关系和延长矿井寿命具有现实意义，而且也是使煤炭企业改善安全条件和技术经济指标，增产、增盈减亏的主要途径之一，文章分析了膏体充填开采沿空留巷技术的国内外研究现状。

关键词：煤层开采；膏体充填；沿空留巷0引言我国是煤炭生产和消费大国，长期以来煤炭在我国的能源结构中一直占主导地位，从1998～2008年煤炭在我国一次能源消费中所占比例始终在70%以上，2012年我国的煤炭消费量达到24.27亿t，占我国能源消费总量的67.1%，预计在今后20年内煤炭依然是我国的主要能源，且在能源消费结构中所占比例达65%左右。

我国煤炭储量虽然很多，然而人均占有量很少。

我国95%以上的煤炭资源靠井工开采，在煤炭开采中每年新掘巷道约2万km，其中采区顺槽进尺约占2/3以上，绝大部分采区顺槽长期以来一直沿用留煤柱护巷。

留煤柱护巷虽然短期内对防治窜风、自然发火起到一定作用，但造成煤炭资源的浪费。

因此，研究区段不留煤柱，实现无煤柱护巷、提高煤炭回收率和降低巷道掘进率，对矿井安全生产、增加经济效益和社会效益都具有十分重要的意义。

工作面采用膏体充填处理采空区使得基本顶运动特征、覆岩变形演化规律及其力学机制与垮落法处理采空区有显著不同，同时也区别于部分充填沿空留巷基本顶三角块的回转运动形式。

其特殊的上覆岩层活动规律也给巷道支护带来新的问题，开采引起的支承压力也区别于垮落法开采，沿空巷道的受力环境和围岩控制要区别与常规的沿空巷道，且沿空留巷一侧为煤帮，另一侧为充填体，属于大变形围岩，同时还要承受掘进和采动的采场应力的影响。

高水材料巷旁充填沿空留巷技术应用研究

第44卷第2期2021年2月煤炭与化工Coal and Chemical IndustryVol.44No.2Feb.2021采矿与井巷工程局水材料巷芳充填沿空留巷技术应用研究赵昕楠1,2,3（1.煤炭科学技术研究院有限公司矿用油品分院，北京100013;2.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室，：!匕京100013;3.国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室，北京100013）摘要：煤矿沿空留巷具有提高煤炭回采率、减少掘进巷道工程量和利于采掘接替等优势。

常村煤矿为减少巷道成本，缓解采掘压力，采用高水材料巷旁充填技术替代小煤柱护巷，根据现场条件，高水材料水灰比为2:1,巷旁充填宽度为lm,并辅以巷道补强支护、超前加固技术保证沿空留巷效果，实施后，工作面实现无煤柱开采，减少巷道掘进量，一条沿空留巷就为矿井节约成本700余万元，为矿井高效生产提供了保障。

关键词：沿空留巷；加固支护；高水材料充填；采掘接替中图分类号：TD353文献标识码：B 文章编号：2095-5979（2021）02-0062-04 Study on the application of goaf retention in highwater material roadway fillingZhao Xirman1,23(1.Mine Oil Products Branch,Coal Science and Technology Research Institute Company,Beijing100013,China;2.Coal Resources Exploitation and the State Key Laboratory of E nvironmental Protection,Beijing100013,China;3.NationalEnergy Technology and Equipment Laboratory of Coal Utilization andEmission Control,Beijing100013,China) Abstract：Goaf roadway retention in coal mines had the advantages of improving coal recovery rate,reducing the amount ofmining roadway and facilitating the replacement of mining.In order to reduce the cost of roadway in Ghangcun Mine,alleviate the pressure of the excavation,the filling technology on high water material instead of small coal pillar roadwayprotection was adopted,according to the field condition,high water material water cement ratio of2:1,beside the roadwaywidth was1m,filling and supplemented by strengthening technology with advance roadway supporting and reinforcingguarantee for the effect,after implementation,working face coal pillar mining was realized,mining was decreased,savingmore than7million yuan,the technology provided the safeguard for the mine production efficiency.Key words：goaf retention roadway;support reinforcement;high water material filling;mining succession0引言煤矿沿空留巷技术通过各个科研单位的不断研究和各矿区试验的不断改进下，已取得一定的成熟经验，目前在各大矿区均有推广应用X。

平煤股份一矿戊8-22180工作面沿空留巷膏体充填材料的应用研究

紧张的局面，具有广阔的推广应用前景。
３．４求解巷旁支护体控顶高度对于巷旁支护究竟要控制多大范围的顶板岩层，就近水平煤层情况下的控制高度建立模型，计算得巷旁支护控顶高度为８ｍ。此外，工作中还对巷旁支护体可缩量进行了研究。
４充填工艺充填工艺流程见图ｉ所示。
ＭＰａ，ｌｄ达到１．９ＭＰａ以上，可以有效支撑采空区后方巷道顶板、
通过膏体充填泵泵送膏体材料，由钢管输送至充填点。（４）充填点的准备主要有构筑模板、清理充填点、对充填区域附近支护等。（５）构筑巷旁充填体
ＷＲＢ一２００／３１５。（３）泵送
图ｉ巷旁充填工艺流程
２膏体充填材料力学性能由胶结料１２５ｋｇ／ｍ，３２５号水泥１２５ｋｇ／ｍ３，矸石１６００ｋｇ／ｍ。，质量浓度８５％配比组成的支护体。从抗压强度增长情况可见，膏体材料巷旁支护体具有早期强度大、增阻速度快的特点，４ｈ达到Ｏ．７
标高一３２０ —３９０ｍ，埋深５６０￣６５０ｍ。
卧式搅拌机
混凝土泵或砂浆泵
钢管
Байду номын сангаас
运巷为矩形断面，宽×高：４．０ ×２．４ｍ，采用锚杆支护，顶板锚（１）煤矸石准备．杆参数为直径２０ｍｍ、长度２０００ｍｍ的等强锚杆，间距７５０ｍｍ、排距在地面破碎煤矸石，使煤矸石的粒径小于２５ｍｍ，达到泵送要求。７００ｍｍ，每排６根，铺设１０＃钢丝网、１４圆钢焊接的钢筋梯子梁、－（２）配料、搅拌锚索６．５ｍ，两帮支护为直径４１ｍｍ、长度１８００ｍｍ的管缝式锚杆，间通过搅拌机的螺距实现按比例配料，主要有：煤矸石、添加剂、距７００ｍｍ，每排每帮４根。水泥、水。将煤矸石、添加剂、水泥分别卸入各自的料仓，由搅拌采面设备：支架ＺＹ２６００ — １２／２６，采煤机２００ｋＷ，运输机机直接配料。ＳＧＺ一７６４／４００，转载机ＳＺＺ一７６４／１６０，破碎机ＰＣＭ一７５Ｂ／７６４，泵站

新三矿高水材料充填沿空留巷技术应用研究

冀中能源峰峰集团南部矿井生产稀缺煤种一冶炼焦精煤，具有低灰、低硫、低磷、挥发分适中、黏结性强的特点。但由于技术限制，当前煤炭产出率较低。而高水速凝材料具良好塑性，既适应回采工作面顶板活动规律，又能有效控制围岩变形，是理想的巷旁充填材料。因此，为探索更高效的开采技术，实现更高的经济效益，在新三矿１６２５０６工作面实施了高水材料巷旁充填沿空留巷技术应用研究。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍａｋｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｍａｋｉｎｇｌａｎｅａｌｏｎｇｇｏａｆｔｈｒｏｕｇｈｉｆｌｌｉｎｇｗａｔｅｒ—ｒｉｃｈｍａｔｅｉｒａｌｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙａｐ — ｐｌｉｅｄｔｏｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｍｉｎｉｎｇｏｆｔｈｉｃｋｃｏｌａＳＯｔｈａｔｐｏｄｒｕｃｉｎｇｒａｔｅｏｆｃｏａｌａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃｌａｂｅｎｅｉｆｔｓｃａｎｂｅｉｍｐｏｖｒｅｄ，ｃｏｎｓｔｒｕｃ－
ｒｏｃｋｃｏｎｄｉｉｔｏｎｏｆｍｅｃｈｎｉａｚｅｄｍｉｎｉｎｇｏｆｔｈｉｃｋｃｏｌ，ａａｎｄｗａｔｅｒ—ｒｉｃｈｍａｔｅｒｉｌａｍｅｅｔｎｅｅｄｏｆｍａｋｉｎｇｌａｎｅｌｏａｎｇｇｏａｆｂｅｓｉｄｅｔｈｉｃｋｃｏ１．ａＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｋｉｎｇｌａｎｅｌｏａｎｇｇｏａｆ；ｒｏｃｋｓｅｐｒａａｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ；ｒａｐｉｄｈａｒｄｅｎｉｎｇｍａｔｅｉｒａｌ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｉｔｎｇｗａｌｌｈｒｔｏｕｇｈｉｆｌｌ —

《沿空留巷巷旁改性混凝土充填体的蠕变特性及失稳机理研究》范文

《沿空留巷巷旁改性混凝土充填体的蠕变特性及失稳机理研究》篇一一、引言在矿山工程中，沿空留巷技术是提高采矿效率和安全性的重要手段。

巷旁改性混凝土充填体作为该技术的重要组成部分，其力学特性和稳定性直接关系到矿山的整体安全。

因此，对充填体的蠕变特性及失稳机理进行研究，对优化采矿设计和预防矿井事故具有重要意义。

本文将就沿空留巷巷旁改性混凝土充填体的蠕变特性及失稳机理进行深入探讨。

二、充填体蠕变特性研究1. 蠕变现象概述充填体的蠕变现象是指在一定应力作用下，充填体随时间发生持续的变形。

这种变形不仅影响矿山的稳定性，还可能对周边环境造成不良影响。

因此，研究充填体的蠕变特性，对于掌握其力学行为和稳定性具有重要意义。

2. 蠕变试验及分析通过对巷旁改性混凝土充填体进行蠕变试验，可以观察到充填体在不同应力作用下的变形情况。

试验结果表明，充填体的蠕变过程可分为三个阶段：初期蠕变阶段、稳定蠕变阶段和加速蠕变阶段。

在初期和稳定蠕变阶段，充填体的变形速度较慢；而在加速蠕变阶段，变形速度明显加快。

这一特性对于预测充填体的长期稳定性和设计合理的采矿方案具有重要意义。

三、充填体失稳机理研究1. 失稳现象概述充填体失稳是指充填体在应力作用下发生破坏，导致沿空留巷的稳定性丧失。

失稳现象的发生往往与充填体的力学性能、围岩条件、地下水状况等多种因素有关。

因此，研究充填体的失稳机理，对于预防和控制矿井事故具有重要意义。

2. 失稳机理分析充填体失稳的机理主要包括以下几个方面：一是由于充填体的强度不足或应力分布不均，导致充填体在某一部位发生局部破坏；二是由于围岩的变形或移动，对充填体产生额外的应力，导致充填体失稳；三是由于地下水的作用，降低了充填体的力学性能，从而引发失稳。

这些因素相互影响、相互制约，共同决定了充填体的稳定性。

四、结论与展望通过对沿空留巷巷旁改性混凝土充填体的蠕变特性和失稳机理进行研究，我们可以得出以下结论：1. 充填体的蠕变特性表现为初期、稳定和加速三个阶段，这一特性对于预测充填体的长期稳定性和设计合理的采矿方案具有重要意义。

新型矿山充填胶凝材料的研究与应用综述

新型矿山充填胶凝材料的研究与应用综述梁志强【摘要】伴随着采空区胶结充填技术的发展，充填胶凝材料的研究与应用技术取得了长足的发展。

介绍了高水速凝充填胶凝材料、粉煤灰充填胶凝材料、矿渣基充填胶凝材料等新型充填胶凝材料在矿山行业的研究及应用概况，分析了不同充填胶凝材料的特点和局限性，提出了开发具有潜在胶凝活性的工业固体废料、降低充填胶凝材料成本和改善胶凝材料性能将是充填材料今后发展的方向。

%With the development of cementing filling technology in mined-out area,backfill material research and appli-cation technology has made great development. The features and performances of different cementing materials such as high-wa-ter rapid-setting cementing material, fly ash backfill cementing materials and blast furnace slag backfill cementing materials were reviewed. It is suggested that the solid wastes with potential cementing activity,backfill material with low costs,methods can improve gelled material properties will be the future development direction.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】7页(P164-170)【关键词】充填胶凝材料;水泥;高水速凝材料;粉煤灰;高炉矿渣【作者】梁志强【作者单位】中钢集团工程设计研究院有限公司石家庄设计院，河北石家庄050021【正文语种】中文【中图分类】TD80对采空区进行胶结充填，不仅能够控制矿山地压活动、避免地表塌陷、保障采矿安全，而且能够消耗大量的尾矿、矸石等矿山固体废弃物［1-7］。

邢东矿充填巷式开采数值模拟与现场实测研究

邢东矿充填巷式开采数值模拟与现场实测研究一、内容综述邢东矿充填巷式开采数值模拟与现场实测研究是一项关于煤矿充填巷道开采技术的研究课题。

本研究旨在通过数值模拟和现场实测相结合的方法，对邢东矿充填巷道开采过程进行深入研究，以期为我国煤矿充填巷道开采技术的发展提供理论依据和实践指导。

本研究首先对邢东矿充填巷道开采的现状进行了详细的调查和分析，包括充填材料的选择、充填工艺的实施以及巷道的支护等方面的内容。

在此基础上，本研究采用数值模拟方法，对充填巷道开采过程中的力学性能、渗透性、稳定性等方面进行了详细的分析和预测。

通过对数值模拟结果的对比分析，本研究发现了充填巷道开采过程中存在的问题，并提出了相应的改进措施。

为了验证数值模拟结果的可靠性，本研究还对邢东矿的部分充填巷道进行了现场实测。

通过对比现场实测数据与数值模拟结果，本研究进一步证实了数值模拟方法在充填巷道开采技术研究中的有效性。

同时本研究还对现场实测数据进行了统计分析，以评估数值模拟方法在实际工程中的应用价值。

邢东矿充填巷式开采数值模拟与现场实测研究是一项具有重要意义的研究课题。

本研究不仅为我国煤矿充填巷道开采技术的发展提供了理论依据和实践指导，而且对于提高煤矿安全生产水平、降低生产成本具有重要的现实意义。

1. 研究背景和意义随着采矿行业的不断发展，充填巷式开采作为一种高效、环保的采矿方式逐渐受到广泛关注。

邢东矿作为我国煤炭资源丰富的地区之一，充填巷式开采技术的研究和应用具有重要的现实意义。

然而目前关于充填巷式开采的研究主要集中在理论层面，缺乏对实际工程的深入探讨和验证。

因此开展邢东矿充填巷式开采数值模拟与现场实测研究具有重要的理论和实践价值。

首先数值模拟技术可以为充填巷式开采提供科学的理论依据，通过建立合理的数学模型，可以对充填巷式开采过程中的各种物理现象进行精确描述，从而为优化设计和施工提供有力支持。

同时数值模拟还可以预测不同工况下的巷道稳定性、充填体质量等关键参数，为实际工程的选择和调整提供参考依据。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

新型巷旁充填材料的研究
【摘要】本文介绍了一种新型巷旁充填材料——煤矸石膏体巷旁充填材料，由煤矸石、粉煤灰、pl膏体胶结料和水组成。

通过试验，改变各组分用量，测定充填材料的力学性能参数，得出了一种较为合理的配比方案，为巷旁充填材料的选择与应用提供了有效的途径。

【关键词】煤矸石膏体；巷旁支护；坍落度；抗压强度
煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，排放矸石形成的环境问题主要有：影响土地资源的利用，污染大气，危害水土，全国国有煤矿现有矸石山1500余座，累计储存
量已超过30亿t，占地55 km2，而且以年排放量1.2亿t的速度增长，产生大量的烟尘及so2，h2s，co 等有毒气体，降低矸石山周围的环境空气质量，影响矿区居民的身体健康 [1]。

利用煤矸石膏体充填材料进行巷旁充填是中国矿业大学提出的沿空留巷巷
旁充填技术新途径，是钱鸣高院士提出绿色开采技术体系的重要组成部分[2]。

巷旁充填成本中充填材料费用一般占70%～80%，因此研制价格低廉、性能优良的充填材料是巷旁充填技术能否发展与应用的关键。

1.材料组成
（1）胶结料：试验采用的胶结料为中国矿业大学充填重点实验室所研制的pl胶结料，它是以普通水泥或普通水泥熟料为基材的一类复合材料[3]。

（2）煤矸石：来自达竹金刚煤矿。

（3）粉煤灰：来自达州电厂，为二级灰。

2.正交试验设计
2.1 基本要求
（1）工艺性能。

满足输送要求，坍落度在20cm以上。

（2）强度性能。

1d强度要达到4mpa，后期强度达到10mpa。

（3）经济性。

控制胶结料的用量，胶结料用量不应高于
250kg.m-3。

2.2配合比计算和试配
（1）胶结料j的确定：根据基本要求，煤矸石膏体巷旁充填材料中胶结料的用量取200～250kg.m-3。

（2）粉煤灰f的确定：根据基本要求，煤矸石膏体巷旁充填材料中粉煤灰的用量取300 kg.m-3左右。

（3）浓度w的确定：经实验室试配，煤矸石膏体巷旁充填材料的浓度取0.85左右。

（4）矸石量g和水量s的确定：
（5）砂率的确定：最佳的砂率，即在保证膏体强度和可泵性的情况下、胶结料用料最少的砂率。

根据宝钢的泵送混凝土施工经验，本次煤矸石膏体巷旁充填材料的砂率取44%。

2.3 正交试验设计中因素、水平的确定
影响煤矸石膏体巷旁充填材料性能的因素较多，如集料级配（a）、胶结料掺量（b）、混合料质量浓度（c）、粉煤灰掺量（d）等。

在
试验中，重点考虑矸石级配的影响，对该因素选择四个水平，分别为48%、52%、56%、60%，而胶结料掺量、浓度取值、粉煤灰掺量均选两个水平。

分别为250 kg.m-3 和225kg.m-3，85%和86%，300 kg.m-3 和350kg.m-3。

2.4 各组合状态的基本试验
我们选用正交表l16（41×212）进行正交试验。

试验中按照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（gbt/50080-2002）和《普通混凝土力学性能试验方法标准》（gb50081-2002）进行操作测定，测定煤矸石膏体巷旁充填材料的坍落度和抗压强度。

3.测试结果及分析
3.1 测试结果
经过正交试验设计的材料，测得的坍落度、1天和7天抗压强度见表1。

3.2 测试结果分析
在煤矸石膏体巷旁充填材料配合比的设计中，因为要同时考虑强度和坍落度等，试验结果分析采用功率系数法。

这种方法在多指标正交设计的分析中不比较单个指标，只比较多个指标的总功效系数，使结果分析大大简化。

极差计算结果经直观分析坍落度极差计算结果可知从极差的大小得出各因素及其交互作用对坍落度的影响：膏体浓度是影响坍落度的主要因素，而粉煤灰也是重要因素，胶结料的用量与矸石粒级的级配不同也比较重要。

在考虑的因素中，说明浓度和粉煤灰由交
互作用，胶结料和粉煤灰存在交互作用。

抗压强度直观分析1天和7天强度极差计算结果可知：胶结料的用量是影响1天和7天强度的主要因素，而浓度也是重要因素，粉煤灰的用量与矸石粒级的级配不同也比较重要。

在考虑的因素中，胶结料和浓度存在交互作用，对膏体充填材料的性能影响较大。

功率系数的极差计算结果可以看出1天、和7天的强度中，试验号为四的功率系数最大，分别为0.92、0.91，其组合条件是
a4b1c2d1。

分别计算坍落度与1天和7天强度的功率系数的极差计算结果，直观分析 1天强度较优的组合条件是a4b2c0d2（c0为因素的任意水平），7天强度较优的组合条件是a4b1c1d1，由于因素c 与因素d给功率系数的影响在试验误差范围之内，因此，优选结果为a4b1c1d1。

4.结语
（1）本试验的结果表明为了控制充填成本，且能符合现场实际要求的情况下，煤矸石膏体巷旁充填材料的最优配合比为胶结料250kg.m -3，矸石粉的用量1237kg.m-3，矸石粒级组成为粗矸石占0.48%，细矸石占0.52%，浓度为85%，粉煤灰加量为300 kg.m -3。

（2）煤矸石膏体巷旁充填材料的早期强度高，后期强度增长快。

（3）粉煤灰的作用虽然没有胶结料、浓度和矸石级配起的作用大，但它能改善煤矸石膏体巷旁充填材料的和易性，便于输送，并能降低充填成本。

参考文献：
[1] 吕永桃，孙道胜.煤矸石堆放及其利用中产生的污染[j]. 安徽建筑工业学院学报（自然科学版）， 2007，（05） .
[2] 缪协兴，钱鸣高.中国煤炭资源绿色开采研究现状与展望[j].采矿与安全工程学报，2009，26（1）.
[3] 周华强.固体废弃物膏体充填不迁村采煤[j ]. 中国矿业大学学报，2004，33（2）.。