煤矿采空区充填、充填材料、充填设备和充填方法


煤矿采空区充填主要包括三方面的内容：充填材料、充填设备和充填方法。 充填材料方面：目前用于煤矿采空区充填的材料主要有水砂、矸石、膏体和超高水材料等。水砂充填优点在于地表减沉率较大，但其存在基础投资大、工作面环境差、劳动强度大、充填成本高等缺点。矸石充填的优点在于可以处理固体废弃物，变废为宝，但仍存在充填对开采的影响大、采空区密闭效果不好、劳动强度大等缺点
高水材料制浆充填设备

高水材料特点：

1）强度大、有一定的压缩率，适应留巷围岩变形，鞍山膏体充填站，沿空留巷成本低。

2）浆液浓度小，水体积85%以上，远距离输送料浆，什么叫膏体充填站，水平输送距离大于3000m，辅助运输工作量小，沿空留巷墙体高水材料用量400~500kg/m3，其它均为水。

3）快速凝固、增阻速度快，能快速支撑顶板。

4）充填速度快、工艺简单、用工少，8小时5~8人可以沿空留巷4~5m（充填体高度3.5m）。

5）充填系统费用低，1套充填设备40~80万元（不含管路费用）。

山东奥英重工科技设备有限公司座落于游城市，似膏体矿井充填站，古州—青州，是一家致力于产品研发、生产销售、服务为一体的综合性实体高新技术企业，膏体充填站设计，多年来从事矿山机械、筑路机械、建筑机械、水利水工机械、灌装设备、环保工程处理设备、三废处理设备、新型材料生产及设备。

为解决原有高水材料存在韧性差、可收缩量小等问题，通过分析现场充填体破坏特征，运用'让抗'支护机理将充填体划分为充填体层和让压层，采用正交配比试验对高水材料性能缺陷进行改进，并对改性前后的材料固结体进行微观对比分析。同时采用施加不同支护的方式模拟试验得到充填体在侧向约束条件下的支护条件。

试验结果表明：改性后的高水材料充填层28 d强度达到12.18 MPa，让压接顶层膨胀率为9.60%，引入发泡剂、纤维等外部添加物剂对材料生成钙矾石等水化产物无影响，侧向约束条件下的支护组合表面位移仅占试样宽度的3.65%。

将改性后的高水材料应用现场，现场试验结果表明：充填体侧表面位移仅为229 mm，顶板下沉量控制在216 mm左右，改性后的高水材料能够很好地满足沿空留巷要求。

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