沿空留巷巷旁充填工藝研究
2015-04-29 00:00:00梁德
【摘 要】某煤礦五采區(qū)采用綜合機(jī)械化采煤方法后，為緩解采掘失衡帶來的生產(chǎn)壓力，在該煤礦五采區(qū)45051工作面實(shí)施沿空留巷巷旁充填技術(shù)。根據(jù)該煤礦五采區(qū)工作面現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件，從充填材料準(zhǔn)備及儲(chǔ)存、充填材料摻和工藝、巷旁充填設(shè)備選取、巷旁充填工藝過程和充填技術(shù)要求五個(gè)方面闡述了該煤礦沿空留巷巷旁充填的工藝流程。
【關(guān)鍵詞】沿空留巷；充填材料；巷旁充填；工藝
某煤礦五采區(qū)位于礦井東部，井田內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，東部被FA1和FC2斷層所截，西部被FA2和FC1斷層所截，受斷層影響將采區(qū)內(nèi)的煤分割成三大塊段，中間兩個(gè)斷層間煤層穩(wěn)定，平均走向800米。
根據(jù)五采區(qū)地質(zhì)特征，五采區(qū)兩個(gè)斷層中部所夾的54#層和58#層適宜大傾角綜合機(jī)械化開采，該段煤層賦存穩(wěn)定，采高在1.6～2.0m之間，傾角在40°～50°之間，平均45°，平均走向800m，傾向190m。采用綜合機(jī)械化采煤方法后，由于其開采強(qiáng)度大，推進(jìn)速度快，以礦井現(xiàn)有的掘進(jìn)技術(shù)與組織，將無法按時(shí)準(zhǔn)備出四片回采巷道，不能保證下一工作面的正常接替。為緩解采掘失衡帶來的生產(chǎn)壓力，采用沿空留巷技術(shù)，在該煤礦五采區(qū)45051工作面實(shí)施沿空留巷巷旁充填技術(shù)，充填材料為混凝土充填。
1.充填材料準(zhǔn)備及儲(chǔ)存（The Preparation and Storage of Packing Material）
水泥選用強(qiáng)度等級(jí)為42.5的普通硅酸水泥，出廠日期在一個(gè)月以內(nèi)；粗骨料選用GB/T14685-2001規(guī)定的Ⅱ類碎石，符合水泥砂漿材料輸送泵的要求，最大粒徑25mm；細(xì)骨料選用中砂，符合GB/T14684-2001規(guī)定的Ⅱ類砂要求。
各種材料必須分倉貯存，并有明顯的標(biāo)識(shí)；水泥應(yīng)防止受潮及污染。骨料的貯存應(yīng)保證骨料的均勻性，不使大小顆粒分離；同時(shí)應(yīng)將不同品種、規(guī)格的骨料分別貯存，避免混雜或污染；骨料的貯存地面應(yīng)為能避雨的硬質(zhì)地面[1]。
2.充填材料摻和工藝（The Blending Process of Packing Material）
充填材料的配制情況直接影響著充填墻體的凝固時(shí)間和后期強(qiáng)度[2]。因?yàn)榫聴l件艱苦，在井下配制充填材料誤差大，效率低，質(zhì)量不可靠，所以必須在地面嚴(yán)格按照配合比加工，混合好之后再下井充填。地面充填材料摻和必須是干料摻和，否則充填材料充填之前就已經(jīng)硬化了，所以需要把砂、碎石烘干。
（1）用鏟車將砂、碎石分別裝入配料機(jī)內(nèi)的各自儲(chǔ)料倉中，按照配合比、砂、碎石含水率，計(jì)算砂、碎石用量，混合后通過送料皮帶進(jìn)入旋轉(zhuǎn)干燥爐中干燥。
（2）砂、碎石混合料通過送料皮帶進(jìn)入旋轉(zhuǎn)干燥爐進(jìn)行烘干，烘干時(shí)，根據(jù)砂、碎石的含水率及日烘干量，調(diào)節(jié)烘干溫度和轉(zhuǎn)筒速度，來滿足烘干要求。
（3）冷卻后的砂、碎石通過皮帶進(jìn)入儲(chǔ)料箱，按照配合比，稱取相對(duì)應(yīng)的水泥與復(fù)合外加劑在混料機(jī)中混合，混合均勻后，進(jìn)入儲(chǔ)料箱。
（4）儲(chǔ)料箱通過斜軌，提升到攪拌機(jī)上面，儲(chǔ)料箱內(nèi)的混合料倒入攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌機(jī)攪拌均勻后，裝袋機(jī)將充填材料裝入防潮編織袋。
3.巷旁充填設(shè)備選取（The Equipment selection of Roadside Packing）
水泥充填泵是將混合好的充填干料，經(jīng)攪拌成水泥砂漿材料，通過水平或垂直管道壓送到澆注點(diǎn)，主要分四個(gè)部分：供料系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、泵送系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)[3]。下井后設(shè)備布置空間凈尺寸：長4200mm，寬2000mm，高1800mm。
充填泵為HBGS60-13-90型灌漿泵，充填泵系統(tǒng)安裝在皮帶道距工作面切眼300米處，外形尺寸為11.5×2.1×3.5m，在皮帶道或石門原有外形尺寸上進(jìn)行挑頂及臥底，保證充填泵正常安裝，充填管路安裝采用5吋無縫鋼管，法蘭盤對(duì)接。
4.充填技術(shù)要求（The Technique Demand of Roadside Packing）
4.1烘干要求
砂的含水率小于0.5%、碎石的含水率小于0.2%時(shí)，為干料，不需要烘干。否則要進(jìn)行烘干，烘干至含水率達(dá)到干料要求。烘干后砂、碎石經(jīng)皮帶進(jìn)入儲(chǔ)料罐，待骨料冷卻至室溫后使用。
4.2計(jì)量要求
計(jì)量設(shè)備按照有關(guān)規(guī)定由法定計(jì)量單位進(jìn)行檢定，使用期間定期進(jìn)行校準(zhǔn)；各種原材料的計(jì)量均按重量計(jì)；原材料的計(jì)量允許偏差不超過規(guī)定的范圍，如水泥±3%；砂±5%；碎石±5%；外加劑±2%。
4.3防潮要求
（1）充填材料裝入防潮編織袋后，如需儲(chǔ)存，儲(chǔ)存于通風(fēng)干燥處。運(yùn)輸時(shí)，編織袋應(yīng)該保持密封性，不能破裂，防止充填材料受潮。
（2）應(yīng)盡量做到第一天生產(chǎn)的充填材料第二天澆注。
5.結(jié)論（Summary）
（1）根據(jù)礦井工作面現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件及巷旁充填參數(shù)選擇充填泵型號(hào)為HBGS60-13-90灌漿泵。水泥充填泵將混合好的充填干料，經(jīng)攪拌成水泥砂漿材料，通過水平或垂直管道壓送到澆注點(diǎn)，下井后設(shè)備布置空間凈尺寸：長4200mm，寬2000mm，高1800mm。
（2）設(shè)充填帶有效寬度取2m，煤層傾角為45°，則工作面每推進(jìn)一刀0.8m，所需矸體積為4.8m3；每天推進(jìn)六刀，則需要矸石28.8m3。巷旁充填材料要求在3小時(shí)以內(nèi)凝固并能達(dá)到7MPa，24小時(shí)內(nèi)抗壓強(qiáng)度能高于22.8MPa，最終抗壓強(qiáng)度要求高于33MPa。
【參考文獻(xiàn)】
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