專利名稱：：一種新型沿空留巷巷旁支護(hù)材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種屬于巷道支護(hù)
技術(shù)領(lǐng)域：
的新型巷旁支護(hù)材料，主要作為煤礦井下回采工作面沿空留巷時(shí)巷旁支護(hù)的充填材料，也可用于支架的壁后充填，冒落孔洞充填等。沿空留巷無(wú)煤柱開(kāi)采具有能緩解采掘接替緊張，巷道掘進(jìn)率低及煤炭資源回收率高等優(yōu)點(diǎn)，要采用沿空留巷技術(shù)，必須解決巷旁支護(hù)技術(shù)問(wèn)題，關(guān)于沿空留巷時(shí)的巷旁支護(hù)問(wèn)題，大家都在各個(gè)方面尋找好的方法和材料，《世界煤炭技術(shù)》1988年第1期刊登的前蘇聯(lián)采用硬質(zhì)材料筑造回采巷道護(hù)墻的工藝，這種工藝的材料是采用灰漿泵灌注磷酸石膏膠結(jié)材料護(hù)墻，每袋45公斤的磷酸石膏用單軌吊車運(yùn)到運(yùn)輸平巷的堆放處，再用刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)至灰漿泵，然后灌注護(hù)墻?！睹禾靠茖W(xué)技術(shù)》1990年第10期公開(kāi)的國(guó)內(nèi)采用小煤垛保護(hù)沿空留巷的工藝，這種護(hù)巷工藝是在采區(qū)回采工作面推進(jìn)過(guò)程中，在工作面材料道巷道邊緣留設(shè)小煤垛來(lái)維護(hù)留巷巷道，為有效地支撐頂板，防止煤垛被壓垮和片邦，在煤垛留巷中每隔2米架一棚，煤垛邊緣再打兩根貼邦半圓木，加強(qiáng)巷道支護(hù)?！睹禾靠茖W(xué)技術(shù)》1992年第1期公開(kāi)的我國(guó)應(yīng)用國(guó)產(chǎn)泵送固化充填材料進(jìn)行沿空留巷的巷旁充填工藝，這種巷旁充填工藝采用我國(guó)自行研制的礦用泵送高水固化充填材料，沿著留巷的上邦采用模板填成1m×2.3m的巷旁充填墻，以此來(lái)維護(hù)所留設(shè)的巷道，這種充填材料能在5～30分鐘內(nèi)凝固，凝固后強(qiáng)度發(fā)展很快，混合均勻后，1小時(shí)強(qiáng)度可達(dá)0.5～1.0MPa，2小時(shí)可達(dá)1.5MPa以上，12～24小時(shí)強(qiáng)度可達(dá)3.0MPa以上，3天可以達(dá)到4.0MPa，最終可以達(dá)到5.0MPa以上，該數(shù)據(jù)取自實(shí)驗(yàn)室試塊試驗(yàn)。上述三種巷旁支護(hù)技術(shù)，各有其優(yōu)缺點(diǎn)，①采用硬質(zhì)材料構(gòu)筑回采巷道護(hù)墻，維護(hù)巷道是有效的，墻體強(qiáng)度比較高，但工藝比較復(fù)雜，成本比較高，工時(shí)消耗比較大。②采用小煤垛保護(hù)沿空留巷，工藝比較簡(jiǎn)單，成本比較低，但煤炭損失量比較大，又難于避免采空區(qū)發(fā)火，對(duì)傾斜煤層的適應(yīng)性比較差，垛木消耗量大。③采用礦用泵送高水固化充填材料進(jìn)行巷旁充填，丟失煤少，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度低，但施工工藝復(fù)雜，設(shè)備占用多，墻體的強(qiáng)度低，很難承受滯后工作面的壓力的作用，成本比較高，工時(shí)消耗量大。針對(duì)上述均不成熟的巷旁支護(hù)技術(shù)工藝和材料，為了克服上述現(xiàn)有工藝和材料的不足之處，進(jìn)一步擴(kuò)大沿空留巷的使用范圍，杜絕采空區(qū)煤層的自燃發(fā)火問(wèn)題，簡(jiǎn)化工藝過(guò)程，提高充填體的承載能力，降低工時(shí)消耗和成本，本發(fā)明研制出了一種新型的巷旁支護(hù)材料。本發(fā)明的目的是通過(guò)如下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的;本發(fā)明所指的支護(hù)材料主要由水泥，煤炭和水混合而成，形成一種適合于井下用的新型輕質(zhì)混凝土，其重量配比為①水泥在支護(hù)材料中所占的重量比為16～40%②煤炭在支護(hù)材料中所占的重量比為35～73%③水在支護(hù)材料中所占的重量比為11～28%所述的水泥為普通水泥，包括普通硅酸鹽水泥，礦渣硅酸鹽水泥，粉煤灰硅酸鹽水泥等。所述的煤炭，取自于井下回采工作面上的浮煤或巷道中的遺留煤，根據(jù)混凝土的石子粒徑最大為40mm，所以確定煤炭的最大塊徑不大于40mm。所述的水為井下用的防塵用水。這種新型的巷旁支護(hù)材料，取材方便，不需要從地面加工材料，減少了從地面到井下回采工作面的運(yùn)輸環(huán)節(jié)，工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備占用少，工時(shí)消耗少，與前蘇聯(lián)的硬質(zhì)材料筑造回采巷道護(hù)墻相比，平均每天節(jié)約16個(gè)工時(shí)，只需人工攪拌即可滿足留巷的巷旁支護(hù)墻的砌筑任務(wù)，墻體強(qiáng)度高，能有效地保護(hù)好留巷巷道，7天的抗壓強(qiáng)度達(dá)到9.8MPa，比高水固化充填材料的最終抗壓強(qiáng)度5MPa提高96%，完全滿足沿空留巷的強(qiáng)度要求，質(zhì)量易于控制，只要按照一般的施工要求將混合料拌勻，充填搗實(shí)即可，無(wú)需復(fù)雜的程序。實(shí)施例以1∶2.876∶0.516的水泥、煤炭和水重量配比混合而成的支護(hù)材料于1992年6月在張集礦9604工作面運(yùn)輸平巷中使用，至1992年11月30日，累計(jì)留巷長(zhǎng)度達(dá)120m，工作面推進(jìn)總長(zhǎng)為120m，所留的巷道質(zhì)量完好，墻體沒(méi)有因?yàn)槭芄ぷ髅娉醮蝸?lái)壓和周期來(lái)壓的影響而出現(xiàn)裂縫或壓垮現(xiàn)象。實(shí)施例中所用的支護(hù)材料性能及試驗(yàn)結(jié)果如下1.水泥為425＃礦渣硅酸鹽水泥，性能指標(biāo)如下稠度細(xì)度安定性凝結(jié)時(shí)間抗折強(qiáng)度(MPa)抗壓強(qiáng)度(MPa)初凝終凝3d7d28d3d7d28d256.8合格2:504:055.226.257.62535.849.8</table></tables>2.煤炭為煤礦井下原煤①工業(yè)分析Wf1.39%Af14.68Vf26.42%普氏系數(shù)f＝1～2②煤粒度分級(jí)表3.本實(shí)施例所述的支護(hù)材料試塊與凈水泥試塊抗壓強(qiáng)度對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下表根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果繪出實(shí)施例所述的支護(hù)材料與凈水泥試塊各齡期抗壓強(qiáng)度關(guān)系曲線。附圖1是實(shí)施例所述的支護(hù)材料與凈水泥試塊各齡期抗壓強(qiáng)度關(guān)系曲線。從附圖1可以看出，在一定的時(shí)間內(nèi)，凈水泥試塊的抗壓強(qiáng)度隨時(shí)間基本上成比例增長(zhǎng)，7天達(dá)到11MPa。而實(shí)施例所述支護(hù)材料的抗壓強(qiáng)度在起初3天之內(nèi)隨時(shí)間的增長(zhǎng)幅度遠(yuǎn)大于凈水泥試塊的增長(zhǎng)幅度，第3天的抗壓強(qiáng)度達(dá)8.68MPa，遠(yuǎn)大于凈水泥試塊第3天的抗壓強(qiáng)度5.64MPa，然后抗壓強(qiáng)度的增長(zhǎng)幅度漸緩，第7天為9.80MPa。權(quán)利要求1.一種新型的沿空留巷巷旁支護(hù)材料，主要作為煤礦井下回采工作面沿空留巷時(shí)巷旁支護(hù)的充填材料，其特征在于該材料是由水泥、煤炭和水混合而成的輕質(zhì)混凝土。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沿空留巷巷旁支護(hù)材料，其特征在于水泥為普通水泥，包括普通硅酸鹽水泥，礦渣硅酸鹽水泥，粉煤灰硅酸鹽水泥等，其在材料中所占的重量比為16～40%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沿空留巷巷旁支護(hù)材料，其特征在于煤炭直接取自于回采工作面上的浮煤和巷道中的遺留煤，最大塊徑不大于40毫米，其在材料中所占的重量比為35～73%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沿空留巷巷旁支護(hù)材料，其特征在于水直接取自于井下防塵用水，其在材料中所占的重量比為11～28%。全文摘要一種新型沿空留巷巷旁支護(hù)材料，主要作為煤礦井下回采工作面沿空留巷時(shí)巷旁支護(hù)的充填材料，也可用于支架的壁后充填和冒落孔洞充填。這種輕質(zhì)混凝土由水泥、骨料和水等混合而成。它取材方便，工藝簡(jiǎn)單，質(zhì)量易于控制，設(shè)備占用少，墻體強(qiáng)度高，7天的拉壓強(qiáng)度達(dá)到9.8MPa，此高水固化充填材料的最終抗壓強(qiáng)度提高96％，完全能夠承受滯后工作面壓力的作用，滿足沿空留巷的強(qiáng)度要求。文檔編號(hào)E21D11/04GK1089010SQ9311156公開(kāi)日1994年7月6日申請(qǐng)日期1993年6月26日優(yōu)先權(quán)日1992年12月26日發(fā)明者孫立亞,吉增福,劉益成,吳廣杰,朱貴三,周正富,任兆成申請(qǐng)人:徐州礦務(wù)局張集煤礦