泡沫混凝土材料由于具有重量輕、保溫和絕熱性能好、有抗震吸能及減噪等功能,目前在國內建筑、地暖、園藝等諸多領域得到了應用。在不久的將來,泡沫混凝土會在礦井回填材料、支護材料和堵水材料上有用武之地。
1 回填材料
傳統(tǒng)水泥膠結混凝土充填材料中所用水泥一般為42.5普通硅酸鹽水泥,用量為150~300kg/m3,水灰比約1.2~1.3,28d 混凝土抗壓強度5.0~10.0MPa ,水泥在膠結充填成本中占30~60%。一般噸煤成本約增加40元/噸。降低水泥用量及成本,是尋找適用于礦山新型充填材料的有效途徑。泡沫混凝土具有輸送方便、流動性好、價格*,利用不同級配的尾礦礦粉和水泥進行配比,可以保持一定的強度,*可以作為一種新型的充填體在煤礦采空區(qū)回填中使用。
冒落空洞充填
采掘工作面**板冒**后會形成一定范圍和高度的空洞,若不及時處理及充填,將會造成支護體無法發(fā)揮其支撐作用,可能造成更大范圍的**板事故及經濟損失,也可能造成瓦斯積聚。
傳統(tǒng)的處理這些冒頂空洞的方法是用人工搭設木垛或采用聚胺脂類材料化學加固。木垛施工速度慢,材料消耗大,木垛與**板接觸面小,控制作用差,且作業(yè)十分危險。化學加固存在成本高、易發(fā)熱著火等弊端。
2 礦山支護
泡沫混凝土由于具有一定的柔性、可壓縮性大,具有一定的強度等優(yōu)點,可以作為礦井以下幾種支護形式中進行應用:
a. 作為可縮性支護的墊層
減輕和緩和支架的受力,保持支架承載均勻,并能有效釋放圍巖的初始彈性變形能。
b. 制成泡沫混凝土砌塊,用于巷道砌筑和立即支護
用于構筑承重墻體和通風密閉墻,近年來,利用泡沫混凝土砌塊構筑通風密閉的工作,已經在我國諸多礦井推廣應用,由于具有可縮性好、整體密閉性能優(yōu)越,受到現(xiàn)場工程技術人員的一致**。
c.罐性墩柱
一種名為Can的泡沫混凝土支架在美國、澳大利亞等地區(qū)的應用已經有10余年的歷史,近年來,該墩柱在我國已經開始使用。2009年3月,山西亞美大寧煤礦從澳大里亞引進一批墩柱,較大載荷達到200噸。該墩柱在大寧礦井下雙測回采的402沿空動壓巷道中進行了科學試驗,試驗取得較為滿意的效果,墩柱的較大承載力為125.6噸,平均承載力為75.75噸,分別為木垛的3.75倍和2.66倍。從巷道的表面位移量來看,使用墩柱支護的區(qū)域,**底板平均移近量為85.37mm,兩幫平均移近量為34.2mm,分別為木垛的38.5%和22.1%。墩柱的支護效率是普通木垛的3-5倍。
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