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摘要：随着我国经济的快速发展，煤炭资源也在不断的开采，为了可以解决老城区建下压煤，煤矿引进超高水材料充填开采技术，根据井下实际的条件，设计比较合理的充填系统，表明充填系统操作简便，生产能力大，上料、制浆、输送系统间配合正常，可以实现浆液的连续生产、输送，而且超高水材料浆液流动性很好，比较适合长距离管路输送，超高水材料充填开采技术是一种新型先进的充填技术，设备初期投资很低，机械化的程度很高。
关键词：超高水充填材料；采矿工程；应用；展望
一、超高水充填材料简介
压煤问题、工作面过空巷问题和煤炭自然发火问题是现在比较严重的问题，尤其是对可采资源不足的老矿井，问题十分突出，超高水充填材料是我国研制出的矿用新型充填材料，在2008年这种材料在邯郸矿业集团进行充填采煤试验，而且效果很好，并且在其他矿应用广泛，随着超高水材料被人们熟悉，基于超高水材料的性质，对超高水材料充填开采技术、预充空巷开采技术及注浆防灭火技术进行详细的介绍，对现在工程的应用情况进行分析，并且提出需要不断完善的工作发展方向，促进充填开采、工作面过空巷、煤矿井下防灭火等技术的发展应用超高水材料十分广泛。
超高水材料由A、B两部分配比形成单浆液组成的，A由铝土矿为主烧制并复合超缓凝剂组成，而B部分由石膏等材料与复合速凝剂组成，其体积配比为1：1，单浆液混合后形成混合浆液经过一段时间就可以凝固并且形成具有一定强度的充填体，这种材料制备工艺十分简单，对于人和设备无毒无害。
二、超高水材料充填开采技术及应用
1.超高水材料充填开采技术
超高水材料采空去充填方法主要有开放式充填法、袋式充填法、混合式充填法等，所以应该根据现场的实际情况选择不同的充填方法，超高水材料充填开采技术有充填工艺系统和采空区充填方法，其中由材料储运、浆体制备、浆液输送、混合采空区充填等几个子系统组成的，对于浆体制备系统的核心部分由PLC自动化控制。
2.超高水材料充填开采覆岩控制原理
过去使用的垮落法进行煤炭开采，就是把采空区上覆岩层形成冒落带、裂隙带和弯曲下沉带，这种方法有延滞的情况，需要一定时间，超高水材料充填开采需要尽量的把采空区域充满，并且尽可能的胶结形成整体，使得采空区顶板不能垮落，覆岩中的裂隙也不再扩张，对冒落带及裂隙带空隙的密实充填，使得地表下沉量满足相应的要求。
3.应用情况及效果
现在的煤矿开采会尝试开放式、袋式和混合式充填法，充填方法与充填开采的效果观测在所有应用矿井中十分的全面，在对煤矿充填开采的过程时，其工作面没有出现基本顶的初次来压和周期来压现象，使得采空区得到充填而变得减缓，而且工作面采动影响范围很小，当采用袋式充填法，采空区直接顶会有掉渣，不会有整体垮塌的情况，在井下挖掘的时候，在开放式充填开采条件下，超高水材料可以把采空区及顶底板中导通的裂隙充填密实。
三、超高水材料预充空巷开采技术及应用
对于工作面过空巷是整合矿井和老矿井煤矿开采十分常见的问题，也是人们比较关注的问题，巷道原有的支护无法承受工作面超前支撑压力，可能会导致基本顶断裂的情况发生，引起发端面冒顶，使得工作面无法正常工作，对于工作面过空巷采用过去的加强支护方法成本很高，而且工作量比较大，效果也不是十分的明显。
1.超高水材料预充空巷开采技术
对于超高水材料预充空巷开采的技术主要有空巷充填工艺和充填方法，超高水材料充空巷工艺主要包括充填泵站和充填点，对于超高水材料充填空巷方法也主要包括开放式充填法、混合式充填法和分段阻隔式充填法等。
2.超高水材料预充空巷开采围岩控制原理
采用超高水充填材料把空巷充满以后，可以使得恢复原来的情况，这就相当于充填材料替换煤体的工作面，这样就不需要对空巷进行维护，空巷与工作面之间的煤柱也不会破碎，并且由很大的承载能力，当工作面过空巷的时候，采煤机能直接的切割充填体，超高水材料固结以后具有很强的承载能力，还有很好的变形能力，可以有效的支撑基本顶，以确保充填体墙壁及顶板的完整情况，还可以发那个纸充填体出现片帮、冒顶的情况，对于流动性和渗透性强的超高水材料浆液可渗透到空巷围岩纵横交错的裂隙中并固结，固结体具有很好的韧性和黏结性，在围岩中形成网络股价结构，把破碎的围岩黏结成一个整体，防止围岩出现片帮或冒落。
3.应用情况及效果
对超高水材料预充空巷开采技术是在2011年在潞安矿业集团煤矿进行应用试验，后来得到不断的推广和应用，而且效果十分的明显，对于冒落区巷道顶板极其破碎，就会出现网兜的情况，而且会有大量的积水，施工作业的环境就会有严重的安全隐患，为了可以保证综放工作面顺利的通过该空巷，经过分析应该采用超高水材料分段阻隔式充填法预充空巷开采技术，事实证明工作面过高冒区回采期间，煤墙顶板是完整的，工作面也会恢复正常，没有其他不良情况出现，所以使用超高水材料预充空巷技术，可以有效的保证回采工作面安全而且快速的通过高冒空巷，这是一种经济高效、安全可行的方法，也是未來超高水材料技术发展的主要方向。
四、超高水充填防灭火原理与方案实施
1.超高水充填灭火原理
超高水材料具有很好的流动性和很好的渗透性，这样能密实采空区或者是老硐冒落带，而且还能渗透到裂缝带煤层的大小裂缝中，超高水材料进入火区煤体以后，可以快速包裹煤体，占据了采空区或者老硐内空间及煤层裂缝，并且可以排除空间内氧气等气体，阻止煤氧复合，封堵漏风通道，防止遗煤氧化，超高水充填材料含有很多的水分，可以吸收热量，降低其氧化速度，超高水材料固结体最终凝结以后，具有一定的强度，对围岩可以进行加固。
2.超高水充填防灭火方案实施
超高水充填材料是我国矿业大学研制出的新型充填防灭火材料，由铝土矿、石膏等高温烧制成的，还有石膏、石灰混磨成的，复合超缓凝分散剂，复合速凝剂，这种材料含水量很高，水体积在95%-97%，固结体抗压强度根据水体积和外加剂配方的不同进行有效的调节，这种材料具有速凝早强、抗变形、高结晶水、在胶结与强度再生性。
3.超高水材料充填工艺及过程
超高水充填系统主要包括超高水材料制浆系统、输送系统、充填区域，其中制浆系统由两条生产线组成的，配制单料浆分别放入相应的缓冲池，输送系统由柱塞泵、输送管路和混合器组成，等到缓冲池内单料浆液累计带一定的量以后，还开启柱塞泵，经过输送管把浆液输送到工作面附近的混合器中，混合浆液最后经过混合管达到充填作业目的。
结语：
超高水充填材料充填自然发火老硐，浆体可以快速的充填巷道内的裂缝及巷道空间，有效的抑制火区或采空区内氧化遗煤复燃，这一技术的投资相对较少，而且见效很快，这种材料的经济价值和社会效益十分的明显，超高水充填灭火技术的成功实践，对于类似自然发火条件的矿井具有重要的借鉴意义，所以应该不断的完善超高水材料充填开采的相关理论，为充填工艺及参数选取的合理化与科学化提供有力的依据。
参考文献：
[1]殷术明；冯光明；顾威龙；马广兴；程本柱；李乃梁；；城郊煤矿超高水材料充填系统设计研究与应用[J]；煤炭工程；2012年04期
[2]冯光明；王成真；李凤凯；贾凯军；；超高水材料袋式充填开采研究[J]；采矿与安全工程学报；2011年04期
[3]冯光明；王成真；李凤凯；韩晓东；周振；连小林；；超高水材料开放式充填开采研究[J]；采矿与安全工程学报；2010年04期
[4]丁玉；冯光明；王成真；；超高水充填材料基本性能试验研究[J]；煤炭学报；2011年07期
[5]胡炳南；；我国煤矿充填开采技术及其发展趋势[J]；煤炭科学技术；2012年11期
[6]刘建功；；千米深井充填开采技术及装备研究与应用[J]；煤炭科学技术；2013年09期
关键词：超高水充填材料；采矿工程；应用；展望
一、超高水充填材料简介
压煤问题、工作面过空巷问题和煤炭自然发火问题是现在比较严重的问题，尤其是对可采资源不足的老矿井，问题十分突出，超高水充填材料是我国研制出的矿用新型充填材料，在2008年这种材料在邯郸矿业集团进行充填采煤试验，而且效果很好，并且在其他矿应用广泛，随着超高水材料被人们熟悉，基于超高水材料的性质，对超高水材料充填开采技术、预充空巷开采技术及注浆防灭火技术进行详细的介绍，对现在工程的应用情况进行分析，并且提出需要不断完善的工作发展方向，促进充填开采、工作面过空巷、煤矿井下防灭火等技术的发展应用超高水材料十分广泛。
超高水材料由A、B两部分配比形成单浆液组成的，A由铝土矿为主烧制并复合超缓凝剂组成，而B部分由石膏等材料与复合速凝剂组成，其体积配比为1：1，单浆液混合后形成混合浆液经过一段时间就可以凝固并且形成具有一定强度的充填体，这种材料制备工艺十分简单，对于人和设备无毒无害。
二、超高水材料充填开采技术及应用
1.超高水材料充填开采技术
超高水材料采空去充填方法主要有开放式充填法、袋式充填法、混合式充填法等，所以应该根据现场的实际情况选择不同的充填方法，超高水材料充填开采技术有充填工艺系统和采空区充填方法，其中由材料储运、浆体制备、浆液输送、混合采空区充填等几个子系统组成的，对于浆体制备系统的核心部分由PLC自动化控制。
2.超高水材料充填开采覆岩控制原理
过去使用的垮落法进行煤炭开采，就是把采空区上覆岩层形成冒落带、裂隙带和弯曲下沉带，这种方法有延滞的情况，需要一定时间，超高水材料充填开采需要尽量的把采空区域充满，并且尽可能的胶结形成整体，使得采空区顶板不能垮落，覆岩中的裂隙也不再扩张，对冒落带及裂隙带空隙的密实充填，使得地表下沉量满足相应的要求。
3.应用情况及效果
现在的煤矿开采会尝试开放式、袋式和混合式充填法，充填方法与充填开采的效果观测在所有应用矿井中十分的全面，在对煤矿充填开采的过程时，其工作面没有出现基本顶的初次来压和周期来压现象，使得采空区得到充填而变得减缓，而且工作面采动影响范围很小，当采用袋式充填法，采空区直接顶会有掉渣，不会有整体垮塌的情况，在井下挖掘的时候，在开放式充填开采条件下，超高水材料可以把采空区及顶底板中导通的裂隙充填密实。
三、超高水材料预充空巷开采技术及应用
对于工作面过空巷是整合矿井和老矿井煤矿开采十分常见的问题，也是人们比较关注的问题，巷道原有的支护无法承受工作面超前支撑压力，可能会导致基本顶断裂的情况发生，引起发端面冒顶，使得工作面无法正常工作，对于工作面过空巷采用过去的加强支护方法成本很高，而且工作量比较大，效果也不是十分的明显。
1.超高水材料预充空巷开采技术
对于超高水材料预充空巷开采的技术主要有空巷充填工艺和充填方法，超高水材料充空巷工艺主要包括充填泵站和充填点，对于超高水材料充填空巷方法也主要包括开放式充填法、混合式充填法和分段阻隔式充填法等。
2.超高水材料预充空巷开采围岩控制原理
采用超高水充填材料把空巷充满以后，可以使得恢复原来的情况，这就相当于充填材料替换煤体的工作面，这样就不需要对空巷进行维护，空巷与工作面之间的煤柱也不会破碎，并且由很大的承载能力，当工作面过空巷的时候，采煤机能直接的切割充填体，超高水材料固结以后具有很强的承载能力，还有很好的变形能力，可以有效的支撑基本顶，以确保充填体墙壁及顶板的完整情况，还可以发那个纸充填体出现片帮、冒顶的情况，对于流动性和渗透性强的超高水材料浆液可渗透到空巷围岩纵横交错的裂隙中并固结，固结体具有很好的韧性和黏结性，在围岩中形成网络股价结构，把破碎的围岩黏结成一个整体，防止围岩出现片帮或冒落。
3.应用情况及效果
对超高水材料预充空巷开采技术是在2011年在潞安矿业集团煤矿进行应用试验，后来得到不断的推广和应用，而且效果十分的明显，对于冒落区巷道顶板极其破碎，就会出现网兜的情况，而且会有大量的积水，施工作业的环境就会有严重的安全隐患，为了可以保证综放工作面顺利的通过该空巷，经过分析应该采用超高水材料分段阻隔式充填法预充空巷开采技术，事实证明工作面过高冒区回采期间，煤墙顶板是完整的，工作面也会恢复正常，没有其他不良情况出现，所以使用超高水材料预充空巷技术，可以有效的保证回采工作面安全而且快速的通过高冒空巷，这是一种经济高效、安全可行的方法，也是未來超高水材料技术发展的主要方向。
四、超高水充填防灭火原理与方案实施
1.超高水充填灭火原理
超高水材料具有很好的流动性和很好的渗透性，这样能密实采空区或者是老硐冒落带，而且还能渗透到裂缝带煤层的大小裂缝中，超高水材料进入火区煤体以后，可以快速包裹煤体，占据了采空区或者老硐内空间及煤层裂缝，并且可以排除空间内氧气等气体，阻止煤氧复合，封堵漏风通道，防止遗煤氧化，超高水充填材料含有很多的水分，可以吸收热量，降低其氧化速度，超高水材料固结体最终凝结以后，具有一定的强度，对围岩可以进行加固。
2.超高水充填防灭火方案实施
超高水充填材料是我国矿业大学研制出的新型充填防灭火材料，由铝土矿、石膏等高温烧制成的，还有石膏、石灰混磨成的，复合超缓凝分散剂，复合速凝剂，这种材料含水量很高，水体积在95%-97%，固结体抗压强度根据水体积和外加剂配方的不同进行有效的调节，这种材料具有速凝早强、抗变形、高结晶水、在胶结与强度再生性。
3.超高水材料充填工艺及过程
超高水充填系统主要包括超高水材料制浆系统、输送系统、充填区域，其中制浆系统由两条生产线组成的，配制单料浆分别放入相应的缓冲池，输送系统由柱塞泵、输送管路和混合器组成，等到缓冲池内单料浆液累计带一定的量以后，还开启柱塞泵，经过输送管把浆液输送到工作面附近的混合器中，混合浆液最后经过混合管达到充填作业目的。
结语：
超高水充填材料充填自然发火老硐，浆体可以快速的充填巷道内的裂缝及巷道空间，有效的抑制火区或采空区内氧化遗煤复燃，这一技术的投资相对较少，而且见效很快，这种材料的经济价值和社会效益十分的明显，超高水充填灭火技术的成功实践，对于类似自然发火条件的矿井具有重要的借鉴意义，所以应该不断的完善超高水材料充填开采的相关理论，为充填工艺及参数选取的合理化与科学化提供有力的依据。
参考文献：
[1]殷术明；冯光明；顾威龙；马广兴；程本柱；李乃梁；；城郊煤矿超高水材料充填系统设计研究与应用[J]；煤炭工程；2012年04期
[2]冯光明；王成真；李凤凯；贾凯军；；超高水材料袋式充填开采研究[J]；采矿与安全工程学报；2011年04期
[3]冯光明；王成真；李凤凯；韩晓东；周振；连小林；；超高水材料开放式充填开采研究[J]；采矿与安全工程学报；2010年04期
[4]丁玉；冯光明；王成真；；超高水充填材料基本性能试验研究[J]；煤炭学报；2011年07期
[5]胡炳南；；我国煤矿充填开采技术及其发展趋势[J]；煤炭科学技术；2012年11期
[6]刘建功；；千米深井充填开采技术及装备研究与应用[J]；煤炭科学技术；2013年09期