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煤礦高水充填技術及專用增強、膨脹劑

2016-01-27    來源:    作者:  瀏覽次數:666

應用范圍:三下壓煤置換開采

關鍵詞:主動接頂,成本低,自主流動,強度高

近年來,我國煤炭需求快速增長,導致開采速度加快,資源枯竭礦井大量增加,延長礦井使用年限和減少資源浪費成為迫在眉睫的技術障礙,而高水充填開采技術正好緩解了以上問題,現已在全國多家煤礦企業得到推廣使用。其主要優勢特征為:

(1)含水量大,流動性好

一般情況下水固比為1:1.因此漿體流動性非常好,充填施工時不需要泵壓就可以快速充填,不僅不堵塞管道,而且大幅度降低了運行成本,優于膏體充填的設備和人員投入。

(2)材料廣泛,成本低廉

充填主料為粉煤灰或矸石、赤泥等工業廢料,占到總固體用量的80%以上。輔料為少量的水泥、氧化鈣及微量的增強、膨脹劑,輔料一般不超過20%。每充填一立方直接成本約100元,此項技術還能解決工業廢料在地面上造成的環境污染,符合國家環境保護的相關政策,社會效益巨大。

(3)強度高,后期強度可再生

高水充填材料固化體的抗壓強度隨齡期增加而增大,并且后期體積表現為膨脹,不會像一般水泥砂漿一樣體積倒縮。0.8水固比情況下7天抗壓6.5MPA,28天17.5MPA.       0.9水固比7天5.0 MPA,28天為14 MPA,       1.0水固比7天3.2 MPA,28天8.5 MPA.高水材料硬化后,如果遇到地壓或地層變化而斷裂后,在井下環境不失去水的情況下自身還能恢復大部分強度,即:再生強度性能。在密閉約束條件下,充填體的強度會增大幾倍到幾十倍的抗壓系數,并具有恒阻性能,對支護和地壓控制有著非常重要的貢獻。

(4)主動接頂,膨脹可控

充填材料在制漿過程中,加入1%的增強、膨脹劑,即可保證體積不坍塌,并有2%左右的膨脹率,隨著充填高度的增加,適當增加添加劑的用量,可以使充填體主動和頂板接觸,充滿死角、縫隙,徹底解決其它充填方式漿體不能接頂的弊病。添加劑一般控制在1.5%以下,膨脹率能達到5%左右,并且能增加后期強度。

以上所述方案已在山東王莊煤礦,遼寧阜新集團,山西晉煤集團等單位大面積充填使用。



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