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煤矿高水充填技术及专用增强、膨胀剂

2016-01-27    来源:    作者:  浏览次数:658

应用范围:三下压煤置换开采

关键词:主动接顶,成本低,自主流动,强度高

近年来,我国煤炭需求快速增长,导致开采速度加快,资源枯竭矿井大量增加,延长矿井使用年限和减少资源浪费成为迫在眉睫的技术障碍,而高水充填开采技术正好缓解了以上问题,现已在全国多家煤矿企业得到推广使用。其主要优势特征为:

(1)含水量大,流动性好

一般情况下水固比为1:1.因此浆体流动性非常好,充填施工时不需要泵压就可以快速充填,不仅不堵塞管道,而且大幅度降低了运行成本,优于膏体充填的设备和人员投入。

(2)材料广泛,成本低廉

充填主料为粉煤灰或矸石、赤泥等工业废料,占到总固体用量的80%以上。辅料为少量的水泥、氧化钙及微量的增强、膨胀剂,辅料一般不超过20%。每充填一立方直接成本约100元,此项技术还能解决工业废料在地面上造成的环境污染,符合国家环境保护的相关政策,社会效益巨大。

(3)强度高,后期强度可再生

高水充填材料固化体的抗压强度随龄期增加而增大,并且后期体积表现为膨胀,不会像一般水泥砂浆一样体积倒缩。0。8水固比情况下7天抗压6。5MPA,28天17。5MPA。       0。9水固比7天5。0 MPA,28天为14 MPA,       1。0水固比7天3。2 MPA,28天8。5 MPA。高水材料硬化后,如果遇到地压或地层变化而断裂后,在井下环境不失去水的情况下自身还能恢复大部分强度,即:再生强度性能。在密闭约束条件下,充填体的强度会增大几倍到几十倍的抗压系数,并具有恒阻性能,对支护和地压控制有着非常重要的贡献。

(4)主动接顶,膨胀可控

充填材料在制浆过程中,加入1%的增强、膨胀剂,即可保证体积不坍塌,并有2%左右的膨胀率,随着充填高度的增加,适当增加添加剂的用量,可以使充填体主动和顶板接触,充满死角、缝隙,彻底解决其它充填方式浆体不能接顶的弊病。添加剂一般控制在1.5%以下,膨胀率能达到5%左右,并且能增加后期强度。

以上所述方案已在山东王庄煤矿,辽宁阜新集团,山西晋煤集团等单位大面积充填使用。



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