俯采條件下超高水材料充填開采技術研究與應用.pdf

1、超高水材料是一種新發(fā)明的井下充填材料,其固結體水體積可達97％,具備單漿流動性好,早強快硬,初凝時間及固結體強度可調等特點,充填工藝簡單,易于組織管理,成本低廉。在其不斷應用推廣過程中,必將會面臨到更多的復雜地質條件,本文針對大莊煤礦充填工作面存在俯采段的情況,研究了超高水材料在俯斜開采條件下的充填方法。
　　首先通過研究傾斜長壁充填開采采場的支承壓力分布及覆巖活動規(guī)律,分析了充填開采情況下影響巖層活動的主要因素及相對的控制手段。

2、得知在俯斜充填開采時,上覆巖層的壓力和充填體自身重力均對充填體產生向煤壁端的水平應力,在向前移架后,充填體未完全凝結、外側得不到支撐,充填體易在水平應力作用下發(fā)生失穩(wěn)。因此控制充填體的穩(wěn)定是俯采充填成功的關鍵。
　　其次對充填體的穩(wěn)定性控制進行了研究,建立了充填體的受力模型,對超高水材料充填體的強度特性和破壞機理,總結出充填體穩(wěn)定性與采礦工程、工程地質條件及充填體的物理力學性能有關;提出了控制充填體穩(wěn)定性的技術方法:提高材料強度、

3、合理的充填高度和寬度、施加外力等。
　　最后,利用上述研究成果在大莊煤礦進行了超高水材料俯斜開采充填實踐,闡述了在俯采情況下充填遇到的難題,系統(tǒng)的分析了超高水材料袋式充填法在俯斜開采條件下的使用方法,包括充填工作面布置、充填步距、充填袋設計的選取等,以及實踐過程中出現(xiàn)的問題和解決方法,并通過分析充填工作面對應地表下沉觀測數(shù)據(jù),證明了該充填法充填效果良好。超高水材料在俯采條件下應用的成功是充填開采前進路上又一重大進步,有助于解決我國