柏建彪高水充填材料沿空留巷技术

1、高水充填材料沿空留巷技术,中国矿业大学 柏建彪（博士、教授） ,柏建彪教2,主要内容,1 沿空留巷的意义 2 国内外研究现状 3 沿空留巷巷旁支护机理 4 高水充填材料巷旁充填沿空留巷技术 5 高水充填材料充填实例,柏建彪教3,1 沿空留巷的意义,沿空留巷：在工作面回采时将1条巷道保留下来作为邻近工作面的1条巷道使用。,柏建彪教4,1 沿空留巷的意义,1）提高煤炭资源采出率、延长矿井服务年限，针对焦煤2m厚，留巷1米多回收36万元焦煤，留巷费用每米5000元左右； 2）少掘进1条巷道，解决采

2、掘接替紧张的难题；,柏建彪教5,1 沿空留巷的意义,3）减少下井人数，掘进1条巷道每天用工4050个，沿空留巷每天用工610个； 4）实现Y型通风，解决隅角瓦斯积聚的问题；增加1条回风通道和抽放采空区及下区段和邻近煤层瓦斯的场所，实现煤与瓦斯共采。,柏建彪教6,2 国内外研究现状,巷旁支护是沿空留巷维护效果好坏的关键。 传统的巷旁支护如矸石带、密集支柱、木垛等普遍存在增阻速度慢、支承能力小、压缩变形量大、密闭性能差、劳动强度大，力学性能与沿空留巷围岩变形不相适应等缺点，不利于沿空留巷。,柏建彪教7,2 国内外研究现状

3、,膏体材料充填沿空留巷充填工艺较复杂、设备投资较大（一套设备300400万元）、辅助运输工作量大（是高水充填材料的10倍）。,柏建彪教8,2 国内外研究现状,高水充填材料-中国矿业大学承担“七五”、“八五”国家科技攻关项目成果。1吨材料充填23m3、2030 min内凝结，强度达到812 MPa。 高水充填材料具有支护阻力大、增阻速度快、适量可缩，巷道维护效果好，充填工艺及充填设备简单的优点，已经在徐州矿务集团、沁新集团、焦煤集团、天安煤业、新汶矿业集团、潞安集团、邯郸矿业集团等得到推广应用，即将在联盛集团、兖州、窑街、贵州大方等地应用。,柏建彪教授139513590

4、87,9,3 沿空留巷巷旁支护机理,3.1 巷旁支护体作用机理 （1） 巷旁支护体早期强度大、支护直接顶、防止直接顶离层，切断采空区的直接顶。 （2）充填体快速（一般35天）达到切顶阻力，切断采空区侧老顶。冒落矸石支撑更上位岩层。,柏建彪教10,3 沿空留巷巷旁支护机理,3.1 巷旁支护体作用机理 （3）巷旁支护体具有适量的可缩量。 （4）采空区顶板破断、运动稳定后，充填体维持巷道上方已切断岩层的平衡。,柏建彪教11,3 沿空留巷巷旁支护机理,3.2 沿空留巷力学模型,沿空留巷力学模型平面图,沿空留巷力学模型剖面图,柏建彪教授13951359

5、087,12,3 沿空留巷巷旁支护机理,3.3巷旁支护阻力求解,柏建彪教13,4 高水充填材料巷旁充填沿空留巷技术,柏建彪教14,高水充填材料（BX）性能水平,柏建彪教15,高水充填材料力学性能适应沿空留巷围岩活动规律，留巷效果好。,柏建彪教16,高水充填材料巷旁充填工艺 充填系统和充填工艺简单。,充填泵及搅拌桶,地面培训,浆液可以远距离输送，充填设备可以放在上、下山，不影响顺槽使用、减少辅助运输工作量,柏建彪教17,高水充填材料巷旁充填沿空留巷特点： 高水充填材料

6、用量少、成本低，辅助运输工作量小； 远距离输送，输送距离2000m； 快速凝固、增阻速度快，能快速支撑顶板； 固化体有一定压缩率，适应沿空留巷大变形； 充填系统费用较低，一套设备30万元左右，充填工艺简单。,柏建彪教18,沿空留巷经济效益分析（以采高2m计算）,多回收焦煤产生的效益,柏建彪教19,5 高水充填材料充填实例 中国矿业大学成功应用高水充填材料先后在徐州庞庄矿东城井炮采工作面、徐州夹河煤矿综采对拉工作面、新汶翟镇煤矿综采工作面、潞安常村煤矿综放工作面、沁新集团的沁新矿和新源矿、邯郸矿务局、焦煤集团和天安煤业实施高水充填材料沿空留巷。

7、 即将在联盛、兖州南屯煤矿、窑街海石湾煤矿、大方小屯煤矿等推广应用。,柏建彪教20,沿空留巷成功案例之一：1992年徐州庞庄矿东城井，采高2.0m，直接顶页岩2.5m，向上3.0m的砂页岩互层。,模板成型,采空区切顶情况,柏建彪教21,沿空留巷成功案例之二：1994年新汶翟镇煤矿1201西综采工作面，面长155m、留巷长800m，采高2.2m，直接顶粉砂岩7m，中间夹一层平均厚0.6m的煤层、老顶为210m的砂岩。,沿空留巷成功案例之三：焦煤九里山矿，煤厚6m、巷道底板为3m厚煤层，解决高瓦斯煤层抽放和采掘接替难题,沿空留巷施工,沿空留巷顶板

8、状况,沿空留巷维护,柏建彪教沿空留巷维护,沿空留巷成功案例之四：山西沁新集团沁新煤矿和新源煤矿，开采焦煤，解决高瓦斯通风、提高回收率和邻近采空区巷道维护困难的难题。,柏建彪教沿空留巷成功案例之五：天安煤业二矿,第二个工作面回采前方巷道维护效果,留巷施工期间巷道维护效果,柏建彪教柏建彪教25,高水充填材料充填冒顶空巷实例：潞安集团王庄煤矿，综放工作面面长270m、前方有1条空巷、巷道沿底板掘进。,柏建彪教26,高水充填材料充填空巷实例：冒顶高度最高9m、长度130m。,柏建彪教27,充填空巷实例：应用高水充填材料充填冒落空间,形成人工假顶,采煤机截割充填体情况,柏建彪教授139513