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高水材料巷旁填充工藝：充填系統(tǒng)

高水材料巷旁充填布置包括充填泵站與充填點兩部分。

充填泵站包括一臺充填泵、四臺攪拌桶，通過高壓膠管或鋼管將漿液泵送到充填點的充填袋內即可。

充填點工作包括：根據(jù)充填設計方案，定位好充填空間，支護好充填空間區(qū)域頂板。隨后清理浮煤、吊掛充填袋、打牢單體液壓支柱、聯(lián)接好鋼筋網(wǎng)，穿上對拉錨桿，背實鋼筋網(wǎng)等立模工作。將袋子掛在頂板，保證充填時能有效接頂。

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高水材料特點：

1）強度大、有一定的壓縮率，適應留巷圍巖變形，沿空留巷成本低。

2）漿液濃度小，水體積85%以上，遠距離輸送料漿，水平輸送距離大于3000m，輔助運輸工作量小，沿空留巷墻體高水材料用量400~500kg/m3，其它均為水。

3）快速凝固、增阻速度快，能快速支撐頂板。

4）充填速度快、工藝簡單、用工少，8小時5~8人可以沿空留巷4~5m（充填體高度3.5m）。

5）充填系統(tǒng)費用低，1套充填設備40~80萬元（不含管路費用）。

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15103軌道順槽采用高水材料留巷260m后開始試驗切頂卸壓沿空留巷，由于15#煤層屬于Ⅱ類自燃煤層，為防止采空區(qū)漏風引起采空區(qū)遺煤自燃，礦上采用切頂卸壓沿空留巷配合0.5m寬高水材料巷旁充填墻體進行留巷，達到防止采空區(qū)漏風導致遺煤自燃及有害氣體涌出的效果。

施工了170m，巷道頂?shù)装逡平吭?00mm，頂板出現(xiàn)較大傾斜，二次采煤幫與高水材料墻體高差為1.1m；兩幫移近二次采煤幫及高水材料墻體變形明顯，U型伸縮支柱、部分單體液壓支柱出現(xiàn)折損及柱底蹬出，兩幫移近量在300mm；由于切頂卸壓沿空留巷的橫阻錨索、單體液壓支柱及U型可伸縮支柱承載力達不到巷旁支護要求，導致高水材料巷旁充填墻體受壓嚴重，留巷后接頂處及墻體之間出現(xiàn)漏風，需采用封堵材料進行堵漏，增加了二次維護的成本。

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為解決原有高水材料存在韌性差、可收縮量小等問題，通過分析現(xiàn)場充填體破壞特征，運用"讓抗"支護機理將充填體劃分為充填體層和讓壓層，采用正交配比試驗對高水材料性能缺陷進行改進，并對改性前后的材料固結體進行微觀對比分析。同時采用施加不同支護的方式模擬試驗得到充填體在側向約束條件下的支護條件。

試驗結果表明：改性后的高水材料充填層28 d強度達到12.18 MPa，讓壓接頂層膨脹率為9.60%，引入發(fā)泡劑、纖維等外部添加物劑對材料生成鈣礬石等水化產物無影響，側向約束條件下的支護組合表面位移僅占試樣寬度的3.65%。

將改性后的高水材料應用現(xiàn)場，現(xiàn)場試驗結果表明：充填體側表面位移僅為229 mm，頂板下沉量控制在216 mm左右，改性后的高水材料能夠很好地滿足沿空留巷要求。