本技术公开了一种FRP约束粉煤灰地聚物巷旁充填体构筑方法,涉及煤矿开采技术领域,先备好预制FRP管、充填模袋、含粉煤灰等的充填材料及相关充填系统。工作面推过后开展顶板支护等准备工作,接着安装预制FRP管与充填模袋形成待充填管柱。将粉煤灰等材料经搅拌站搅拌制成粉煤灰基地聚物充填材料注入管柱充填模袋,充填后用超高分子量聚乙烯带缠绕。再构筑含金属网、风筒布、钢筋网的防漏风墙并敷设混凝土层密闭采空区。此方法充分利用粉煤灰等废弃物,降低构筑成本,解决高温矿井充填体热损伤问题,借助FRP约束提升充填体承载能力,保障沿空留巷顶板支护效果,利于提高煤炭资源采出率,推动无煤柱连续开采。
背景技术
沿空留巷工法是实现无煤柱连续开采的重要技术,其中高水材料作为巷旁充填体的核心材料得到了广泛应用。FRP即纤维增强复合材料(FiberReinforced Polymer),是一种由纤维材料和基体材料复合而成的高性能材料,在诸多领域都有着广泛应用。
近年来,人们针对FRP材料约束法在混凝土提升材料强度方面进行了大量研究。科学研究和现场实践表明,FRP约束材料构筑巷旁充填体强度不仅与充填核心材料种类有关,还与材料的使用环境如温度等有关。受矿井温度和FRP使用方法的影响,内部充填材料的强度增长速度不同,达到峰值强度后的总体强度大小也并不理想,部分核心充填材料如高水材料在高温环境下还会发生热损伤,导致强度降低从而失去承载能力。
另外,为提高煤矿资源采出率、减小采矿活动对土地资源的占用消耗和破坏以及降低采矿成本,部分地区按地方政府政策,采用利用煤矸石充填网箱构筑沿空留巷护巷墙体的方法。该方法能充分利用煤矸石废物材料,有效降低沿空留巷护巷墙体的构筑成本,且在部分地区煤矸石不上井的要求下,可实现井下就地充填,极大方便了煤矸石的处理并减小处理成本。然而,该方法适用于东部地区高温矿井、部分地区深部矿井等矿井环境温度较高条件下沿空留巷,且煤矸石充填网箱护巷墙体由钢丝网箱和煤矸石构成,其结构强度有限,需要额外添加胶凝材料提高整体强度,往往存在支护阻力不足、增加胶凝材料成本等问题。
综上所述,现有的巷旁充填体构筑相关技术在不同矿井环境下存在各自的优势与局限。
实现思路