綜合機械化超高水材料袋式充填采煤技術(shù)要求-編制說明

《綜合機械化超高水材料袋式充填采煤技術(shù)規(guī)范》編制說明標準編制組一、工作簡況（一）任務來源本標準的制定計劃由中國煤炭工業(yè)協(xié)會歸口上報并執(zhí)行，經(jīng)中國國家標準化管理委員會批準，正式列入 2016年國家標準制修訂項目計劃，項目編號為20161825-T-603，項目名稱為《綜合機械化高水材料充填采煤技術(shù)要求》 ，起草單位為中國煤炭工業(yè)協(xié)會生產(chǎn)力促進中心、冀中能源邯鄲礦業(yè)集團有限公司等。（二）協(xié)作單位本標準制定的協(xié)作單位主要有冀中能源集團有限責任公司、國家能源充填采煤技術(shù)重點實驗室、河北充填采礦技術(shù)有限公司、冀中能源股份有限公司、河北煤炭科學研究院。（三）主要工作過程（1）建立標準起草組該標準提出后，于2016年獲國家標準化管理委員會立項，2016年12月成立了由冀中能源邯鄲礦業(yè)集團有限公司、國家能源充填采煤技術(shù)重點實驗室等組成的標準起草組。（2）形成標準草案標準起草組于2016年12月啟動本文件的調(diào)研工作，并于2017年5月底前完成了相關(guān)資料的收集和分析工作。起草組經(jīng)多次組內(nèi)研討，確定了標準的框架和主要內(nèi)容，并于2017年10月形成了標準草案稿。（3）征求意見階段標準起草工作組先后召開了多次組內(nèi)研討會，對標準草案進行了討論。根據(jù)專家意見，起草組對草案內(nèi)容進行了修改，于2018年12月底形成標準征求意見稿。（四）主要起草人及所做的工作本標準主要起草人為楊忠東、張黨育、孫春東、高會春、盧志敏、李繼升、楊洪增、秦大健、宋佳、劉富、鄭厚發(fā)等。根據(jù)任務分工，孫春東主要做了制定詳細工作計劃，盧志敏、李繼升、楊洪增、秦大健等進行了前期資料的收集、標準制訂初稿的起草以及標準征求意見稿的討論修改等工作，其他人員也都一起參與了調(diào)研，多次開會討論，共同修改1完善標準。二、編制原則和主要內(nèi)容說明（一）編制原則本標準的編制原則主要包括：（1）本標準在結(jié)構(gòu)和編寫上嚴格按照 GB/T1.1-2009的規(guī)范要求。（2）本標準的編制注意協(xié)調(diào)一致的原則，與已經(jīng)發(fā)布的相關(guān)國家標準、行業(yè)標準和規(guī)范相協(xié)調(diào)。（3）本標準的編制堅持普遍性原則，廣泛征求各生產(chǎn)單位、使用單位、科研單位與檢測單位的意見和建議。（二）主要內(nèi)容說明本標準規(guī)定了綜合機械化超高水材料袋式充填開采的術(shù)語和定義、適用條件、制漿輸送工藝系統(tǒng)、袋式充填工作面、袋式充填開采工藝流程、地表變形及井下礦壓監(jiān)測等技術(shù)要求。本標準適用于煤礦井下綜合機械化壁式開采， 不適合俯采和放頂煤開采工作面。規(guī)范性引用文件列出了該標準的規(guī)范性引用文件。術(shù)語與定義收錄了本標準中涉及的19條術(shù)語和定義，包括超高水材料、充填袋、制漿系統(tǒng)、混合裝置等。超高水材料強度要求基于各使用單位的廣泛要求、生產(chǎn)單位的實際生產(chǎn)情況，同時國家能源充填采煤技術(shù)重點實驗室化學材料研究所通過長期大量的實驗， 對全國多個生產(chǎn)廠家和使用單位的產(chǎn)品進行實驗檢測，最終確定了本標準中規(guī)定的單軸抗壓強度指標，見表1，其中河北紫晨超高水材料有限公司檢測報告見附件1，其實驗方法按本標準附錄A的規(guī)定進行，該方法以MT/T420-1995中的實驗方法為基礎(chǔ)，結(jié)合當前國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)標準（其中Q/HBCT01-2016見附件2）中廣泛應用的檢測方法，確定了本標準附錄 A（見附件3）中規(guī)定的實驗方法。2表1工業(yè)品各齡期單軸抗壓強度（下限值）單位為兆帕水灰比單軸抗壓強度4h1d3d7d3:11.001.601.802.004:10.500.751.001.155:10.300.500.650.806:10.200.400.500.607:10.150.250.350.408:10.100.200.250.30超高水材料充填系統(tǒng)組成超高水材料中AA料、BB料預先加水攪拌活化，之后分別與A料、B料制備成成品漿，分別輸送到存儲池（二級攪拌系統(tǒng)）中，由輸送泵（或自流管）通過雙液匹配及流量控制系統(tǒng)送入井下，經(jīng)過混合裝置將混合漿體輸送至工作面采空區(qū)充填袋內(nèi)。整個充填系統(tǒng)主要由制漿系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)和相應的控制系統(tǒng)等組成，制漿系統(tǒng)和控制系統(tǒng)一般布置在充填站中。充填制漿系統(tǒng)主要包括粉料倉、蓄水池、稱量及投料裝置、一級攪拌裝置、二級攪拌池（儲漿池）等。儲料能力滿足生產(chǎn)能力要求，可根據(jù)運輸條件、儲料能力設(shè)定儲料比例；制漿系統(tǒng)用水滿足充填能力要求，水溫大于18°C，pH值宜大于7。根據(jù)礦井深度、管路工況條件，確定輸送方式。輸送系統(tǒng)整體主要由輸送泵（或自流管）、輸送管路與漿體混合裝置組成。輸送系統(tǒng)能力應與制漿能力相匹配。4.5袋式充填工作面綜合機械化超高水材料袋式充填開采的采煤作業(yè)面系統(tǒng)布置與傳統(tǒng)的完全垮落法綜合機械化采煤作業(yè)面相同。充填作業(yè)面布置在充填支架后頂梁控頂區(qū)域， 充填袋吊掛在袋式充填支架掩護梁和后頂梁上，充填漿體通過掩護梁預留孔輸送至充填袋內(nèi)。 分漿管安裝有三通和閥門控制流入充填袋內(nèi)漿體的流速。 充填完畢后，對管路進行清洗，待充填體凝固后（根據(jù)不同條件確定凝固時間）進行移架工作。4.6綜合機械化袋式充填液壓支架3基本支架為多立柱支撐式液壓支架。 頂梁分為前頂梁與后頂梁，前頂梁掩護采煤作業(yè)，后頂梁掩護充填作業(yè)。在同等采礦地質(zhì)條件下，多立柱支撐式液壓支架支護強度參照綜合機械化采煤工作面的液壓支架。在基本支架的基礎(chǔ)上，在后部頂梁下、底座上安裝垂直于煤壁的縱向隔板，使基本架分組隔離充填。充填袋材料質(zhì)量滿足 GB/T20105-2006《風筒涂覆布》要求。充填袋拼接抗拉強度宜大于0.15MPa，在0.01MPa下不能出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。4.7袋式充填開采工藝流程漿體制備及輸送工藝流程包括生產(chǎn)前的準備、 制漿與輸送、清洗與清理、維護與檢修四個步驟。制漿輸送工藝流程如下：（1）計算采空充填區(qū)域體積，確定制漿方數(shù)。（2）開啟制漿系統(tǒng)。（3）開啟流量控制及雙液匹配系統(tǒng)，開始進行漿體輸送。（4）根據(jù)井下充填空間的大小，調(diào)整制漿方數(shù)。（5）充填完畢后，采用高壓風水對管路進行清洗。（6）充填作業(yè)工藝流程及技術(shù)要求4.8充填作業(yè)工藝流程包含充填前的準備、充填、管路清洗和現(xiàn)場清理四個步驟。充填作業(yè)工藝流程如下：（1）采煤移架后，充填空間達到要求的充填步距，清理充填空間并掛設(shè)充填袋。（2）掛設(shè)好充填袋后，對充填袋進行壓風充氣，使充填袋處于鼓起狀態(tài)。（3）充填袋充氣