赴冀中能源邯矿集团陶一矿
集团公司（超）高水材料充填技术考察组
电子束加工
201王术君背景5年3月30日
赴冀中能源邯矿集团陶一矿（超）高水材料充填技术
考察报告
为了缓解日益突出的煤炭资源的枯竭与企业发展的矛盾，有效地进行“三下”压煤开采，特别是一些具有经济价值的稀有煤种的开采，对充分利用地下资源，改善企业经济效益，延长矿井寿命，促进集团公司的健康发展具有重要意义。按照集团公司领导的安排，由集团公司生产技术部、通风管理部、机械动力部、技术中心的主任工程师和嘉乐泉煤矿、炉峪口煤矿的总工程师、龙泉煤矿通风副矿长及部分矿井的技术科科长组成的考察组一行10人，于3月26日-3月27日赴冀中能源邯矿集团陶一煤矿，就高水材料充填专项技术进行了考察学习。在认 真听取经验介绍的基础上，考察组成员参观了陶一矿井下（超）高水材料充填开采工作面充填现场和地面（超）高水材料充填制浆站，观看了有关充填开采的视频材料，还与有关人员进行了热烈的技术探讨。现将本次考察情况整理汇报如下：
一、陶一矿矿井概况
陶一煤矿隶属于冀中能源邯矿集团，位于河北省邯郸市邯郸县西部边缘。陶一井田为邯邢煤田陶庄井田一部分，井田中部有邯郸—长治公路通过，北部有邯郸—武安公路、邯郸—长治铁路支线通过。井田范围内水文网发育，但没有大的河流，均为季节性冲沟，雨后很快流失。曹寨沟系地形标高介于+160～+220米左右，近南北向贯穿一条呈“y”字型干沟——庆水河，向东南至牛叫村与时令性的牛叫河汇合。于1970年建井，1976年7月建成投产。矿井开拓方式为主斜井、副立井单水平开拓，设计生产能力30万t/a，矿井受断层和火成岩影响较为严重，增加了掘进、采煤的施工难度。2009年核定生产能力为65万t/a，矿井现生产能力为70万t/a。
矿井水文地质类型：中等，矿井正常涌水量角动量守恒定律474.4m3/h左右，最大涌水量为788m3/h。属于高瓦斯矿井。深部地区有动力现象，按照煤与瓦斯突出矿井管理，地面设有永久瓦斯抽
放泵站。主采煤层2#煤层为三类不易自燃煤层，煤尘不具有爆炸性。
陶一煤矿自投产以来，主采2#煤层，煤层厚3.33米。煤层中有夹石一层，为0.05～0.74米的含炭细粉砂岩。顶底板以粉砂岩为主，局部为中细砂岩。
图1 2#煤层综合柱状图
从2007年开始，陶一煤矿在12701综采工作面试验沿空留巷，获得成功。2008年以来，陶一煤矿采用综合机械化充填开采法开采井田范围内村庄下、铁路下、河流下压煤，共采出
煤炭约600万吨。现煤炭资源已枯竭，矿井已进入收尾阶段，预计2015年年底闭井。直流固态继电器
超高水材料充填开采技术2011年荣获中国煤炭工业协会科技成果一等奖；2012年获河北省政府科技成果一等奖。陶一煤矿2013年4月被中华人民共和国能源部授予国级绿矿山建设示范矿井，2014年被评为全国煤矿安全高效矿井。
二、（超）高水材料充填技术简介
（超）高水材料是由中国矿业大学冯光明教授经十余年研究而发明的一种采空区充填材料。该材料能较好地适应“三下”充填开采的要求，目前处于推广应用阶段。该材料由A、B料和AA与BB辅料构成。A、B两种材料构成，主要包括高铝水泥、石灰、石膏等组分，A料是以铝矾土等多种矿物按一定的比例混合烧制而成，B料以石膏等多种矿物按一定的比例混磨而成 ，辅料AA为复合超缓凝剂，辅料 BB为复合超速凝剂。使用时，A、B料以重量比1：1使用，水体积可达95％～97％，用水量超高，初凝时间为0.5～1.5h，终凝强度0.5～1.0MPa，2h强度达2 MPa，24h达4 MPa，7d以后可达5MPa以上，具有很好的强度性能，且生成的固结体不收缩，也不可压缩，是一种理想的采空区及巷旁充填材料。芜湖新型冠状肺炎
生产（超）高水材料的原料在我国非常丰富，且生产工艺简单。超高水材料具有早强快硬、两主料单浆(A 或B浆液)流动性好、初凝时间可调等特点。高水速凝充填材料水化反应后固化体主要形成钙矾石 (3CaO··3·32)晶体，生成的固 结体具有亲水性，在水环境中不收缩不扩散，稳定性良好的特点，在三向受力状态下有良好的不可压缩性。（超）高水材料唯一的不足就是抗风化及抗高温 (400℃以上)性能较差，即该材料不适于在干燥、开放、高温环境中使用。因此，（超）高水材料在井下潮湿、低温、封闭的采空环境下，是一种理想的“三下”充填材料。
