矿用高水基填充材料.doc

矿用高水基填充材料可行性报告一、概述：高水泵送速凝人工石巷旁填充技术是国外80年后开发的先进采煤技术，它具有以下几方面的主要优点：(1) .先进的前进式开采法将使煤炭开采真正实现机械化连续作业，由于其具有快速施工的特点，可适应采煤作业快速推进的需要，因而大大提高了劳动生产率，降低了劳动强度。(2) .取代了我国传统的后退式采掘方法，避免了因留煤柱护巷而造成的煤炭损失(该损失达到总开采量的10%左右)，大大节约了宝贵的煤炭资源。(3) .护巷密封性好，有利于封闭老塘瓦斯的渗出，杜绝了自然发火现象，有效地保证了井下安全生产。 高水泵送速凝人工石巷旁填充技术主要由以下四部分组成：a.井下填充技术b.填充设备c.填充袋d.填充材料其中以第四项填充材料为技术关键。该材料由甲、乙两部分组成，甲组份为凝结硬化组份，乙组份速凝剂。将甲、乙等量各一份，分别加大量水搅拌成浆体，泵送至工作面充入填充袋中进行溅射混合。(混合后注入填充袋)，则急剧凝固形成具有一定承载能力的人工石。用该材料代替传统的留煤柱护巷的办法、改变用石材白土封闭瓦斯工艺，大大加快掘进速度，提高开采率，改善劳动安全条件。A、产品品质指标：1.比表面积：甲料不小于500m2/Kg；乙料不小于500m2/Kg；4900孔筛余不大于3%；2.水灰比：2.5：1(据工程需要、施工条件可以调整)3.稠化和凝结时间：甲、乙料混浇三次即开始稠化，初凝时间在15-40分钟(可根据需要调节)4.可泵性：分别搅拌好的甲、乙料装入容器中，24小时内不得有粘底结块、凝结现象，在管道中流水，可以全部冲出。5.强度：分三个级别3AWDS335 3天达到3.5MPa3AWDST45 7天达到4.5MPa3AWDST5.0 7天达到5.0MPa B、特 性：该材料具有大流动度、强渗透力、强粘结力、凝结时间的可调性、结构的密实性等特点。C、用 途：用于矿井巷旁填充、封堵瓦斯、固井堵水、岩石空洞、上下水管建筑地基周边的充填和固结。二、国内外情况项目进展情况高水泵送速凝巷旁充填技术在英国应用多年，这项技术实现了机械化连续作业，取代了西德梯森公司的风力充填技术。劳动强度低，材料消耗少，在单位体积中水占90%以上，效率高，经济效益显著。我国煤炭工业的决策机构，对这项技术十分感兴趣，多次派人赴英考察，先后引进填充设备和充填材料，在矿井下实际充填巷道，取得了良好的示范作用，也为国内同行和有关的技术人员提供了感性认识和学习机会。英国Fosec公司所生产的填充材料，基本材料是采用高铝水泥(甲料)，乙料主要由硬石膏、石灰、膨润土以及调节凝结硬化的无机碱金属盐类构成。英国计划向我国出售产品和技术。据我国煤炭专家统计和计算，若采用英国技术生产，除需要大笔的外汇购买生产技术和为适应英国技术而又要大量的资金进行建生产线，在我国煤炭价格较低的情况下，尽管充填技术有着许多优点，但是终因成本高，也不会被煤矿广泛采用。因此我们协同国家建材院采用获国家发明二等奖的硫铝酸盐水泥作为甲料，再配制以硬石膏、石灰、膨润土等为乙料的填充材料。它的原料选择、配料、烧成工艺、冷却、粉磨等方面完全可以满足高水基填充材料专门的需要，而且在2006年-2007年我们公司出口甲料约2万吨；之后因国际金融危机影响出口量有所下降。在平顶山矿务局一矿、开滦矿务局、甘肃金昌镍业公司、东北红旗岭镍业公司、海钩金矿、南京栖霞山镍钴公司使用受到了亲睐。三、成果的技术水平居世界领先的英国Fosec公司，研究开发生产多种矿用材料，水基填充材料是它的产品之一。据专家赴英国参加试验工作并考察了该公司的一些情况，我们除材料研制方面有所创新外，我们还提出了关于今后胶凝材料的另一个发展趋势向高水高流动度方向发展。这种趋势如果付于实践，将会产生巨大的经济技术效益，因此我们认为不仅研制的材料是世界的首创，在理论上也具有世界的先进水平，理由如下：成果的技术水平分析：a.我们提出今后胶凝材料的发展不再是或不完全是仅仅为了提高材料强度性能和其它性能而采用高效外加剂向干硬性混凝土方向发展，而是向高水、大水灰比、大流动度方向发展，将对开发和改进施工条件获得某些特殊性能和特殊用途的新产品提供非常宽广的前途。b.高水材料的硬化机理，不仅仅局限在英国人认为生成针状钙矾石作为理论基础，我们认为在高水填充人工石中水化产物中形成了可以大量保水的水化氧化铝凝胶体和C-S-H凝胶体等，后者的保水量将比拥有32个结晶水的钙矾石保水量要大的多。c.采用了我们自己研制的并加以改进的硫铝酸盐水泥为基材，生产高水基材料，从材料性能、价格等方面都比英国所使用的铝酸盐水泥具有竞争性，在完成工业化生产的条件下我们是世界上首创的成果，这也是英国大量进口我们材料的原因。四、经济效益分析：由于我们对采煤工艺是外行，显然这些数据可能有片面性，但的确说明：经济效益是极其显著的，关于这一点是不容置疑的。五、综合社会效益：对煤炭生产部门的效益：采用高水基填充材料进行巷旁支护，是我国煤炭行业改变落后的后退式开采法，改为采用先进的前进式开采法的技术关键，这一变革将极大地提高采煤业的劳动效率，降低劳动强度和提高煤炭生产的安全性。据有关煤矿提供的资料，采用高水泵送速凝人工石巷旁支护技术充填500米巷道(计用填充材料910吨)计算(以下数据是92年煤炭部专家提供)A.填充费用-54万元。B.减少因留煤柱护巷而造成的留煤损失-60万元。C.因采用前进式开采法而少开掘辅助巷道节省的开掘及维护费用-100万元。D.节省综采设备搬迁费用-10万元。E.避免因设备搬迁而造成的停产损失-10万元。所以采用填充材料的综合经济效益为：(B+D+C+E)-A=126万元。其综合效益是相当显著的，按上述数据计算每吨填充材料所创造的综合效益