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。

（3）本标准的编制坚持普遍性原则，广泛征求各生产单位、使用单位、科研单位与检测单位的意见和建议。

（二）主要内容说明

本标准规定了综合机械化超高水材料袋式充填开采的术语和定义、适用条件、制浆输送工艺系统、袋式充填工作面、袋式充填开采工艺流程、地表变形及井下矿压监测等技术要求。

本标准适用于煤矿井下综合机械化壁式开采，不适合俯采和放顶煤开采工作面。

1 规范性引用文件

列出了该标准的规范性引用文件。

2 术语与定义

收录了本标准中涉及的19条术语和定义，包括超高水材料、充填袋、制浆系统、混合装置等。

3 超高水材料强度要求

基于各使用单位的广泛要求、生产单位的实际生产情况，同时国家能源充填采煤技术重点实验室化学材料研究所通过长期大量的实验，对全国多个生产厂家和使用单位的产品进行实验检测，最终确定了本标准中规定的单轴抗压强度指标，见表1，其中河北紫晨超高水材料有限公司检测报告见附件1，其实验方法按本标准附录A的规定进行，该方法以MT/T 420-1995中的实验方法为基础，结合当前国内生产企业标准（其中Q/HBCT 01-2016见附件2）中广泛应用的检测方法，确定了本标准附录A（见附件3）中规定的实验方法。

表1 工业品各龄期单轴抗压强度（下限值）

单位为兆帕

4 超高水材料充填系统组成

超高水材料中AA料、BB料预先加水搅拌活化，之后分别与A料、B料制备成成品浆，分别输送到存储池（二级搅拌系统）中，由输送泵（或自流管）通过双液匹配及流量控制系统送入井下，经过混合装置将混合浆体输送至工作面采空区充填袋内。

整个充填系统主要由制浆系统、输送系统和相应的控制系统等组成，制浆系统和控制系统一般布置在充填站中。

充填制浆系统主要包括粉料仓、蓄水池、称量及投料装置、一级搅拌装置、二级搅拌池（储浆池）等。

储料能力满足生产能力要求，可根据运输条件、储料能力设定储料比例；制浆系统用水满足充填能力要求，水温大于18°C，pH值宜大于7。

根据矿井深度、管路工况条件，确定输送方式。输送系统整体主要由输送泵（或自流管）、输送管路与浆体混合装置组成。输送系统能力应与制浆能力相匹配。

4.5 袋式充填工作面

综合机械化超高水材料袋式充填开采的采煤作业面系统布置与传统的完全垮落法综合机械化采煤作业面相同。

充填作业面布置在充填支架后顶梁控顶区域，充填袋吊挂在袋式充填支架掩护梁和后顶梁上，充填浆体通过掩护梁预留孔输送至充填袋内。分浆管安装有三通和阀门控制流入充填袋内浆体的流速。充填完毕后，对管路进行清洗，待充填体凝固后（根据不同条件确定凝固时间）进行移架工作。

4.6 综合机械化袋式充填液压支架

基本支架为多立柱支撑式液压支架。顶梁分为前顶梁与后顶梁，前顶梁掩护采煤作业，后顶梁掩护充填作业。在同等采矿地质条件下，多立柱支撑式液压支架支护强度参照综合机械化采煤工作面的液压支架。

在基本支架的基础上，在后部顶梁下、底座上安装垂直于煤壁的纵向隔板，使基本架分组隔离充填。

充填袋材料质量满足GB/T20105-2006《风筒涂覆布》要求。充填袋拼接抗拉强度宜大于0.15MPa，在0.01MPa下不能出现渗水现象。

4.7 袋式充填开采工艺流程

浆体制备及输送工艺流程包括生产前的准备、制浆与输送、清洗与清理、维护与检修四个步骤。制浆输送工艺流程如下：

（1）计算采空充填区域体积，确定制浆方数。

（2）开启制浆系统。

（3）开启流量控制及双液匹配系统，开始进行浆体输送。

（4）根据井下充填空间的大小，调整制浆方数。

（5）充填完毕后，采用高压风水对管路进行清洗。

（6）充填作业工艺流程及技术要求

4.8 充填作业工艺流程包含充填前的准备、充填、管路清洗和现场清理四个步骤。

充填作业工艺流程如下：

（1）采煤移架后，充填空间达到要求的充填步距，清理充填空间并挂设充填袋。

（2）挂设好充填袋后，对充填袋进行压风充气，使充填袋处于鼓起状态。

（3）充填袋充气后，将分浆管与注浆袖孔连接并扎紧。

（4）通知地面充填站进行制浆并输送。

（5）地面充填站进行制浆、输送并通知井下作业人员。

（6）打开进入充填袋阀门，进行充填。

（7）对充填区域和充填管路进行巡查，防止出现漏浆现象。

（8）充填完毕后，对全部管路进行清洗。

4.9 地表变形及井下矿压监测