(1) 產品簡介
充填支柱材料是我公司獨立研發的一種無機充填材料，該材料包括充填材料和結頂材料，充填材料具有速凝、早強的特性，材料在加水后3～6分鐘失流，8～15分鐘硬化，在施工完成后能夠快速的支撐頂板。結頂材料具有發泡、讓壓特性，殘余強度較高，在充填支柱受壓過程中，能夠承擔一定的讓壓變形量，保證支柱的完整性。
(2) 性能參數
充填支柱材料可以滿足不同水灰比要求，水灰比根據現場具體情況調整，充填支柱材料在不同水灰比條件下的性能如下表所示。
不同水灰比條件下充填支柱性能參數
充填支柱材料特性如下：
1、材料具有速凝、早強特性，能夠在3～6分鐘失流，8～12分鐘硬化;
2、硬化體容重小，為0.5～1.5t/m³;
3、材料用料小，每方用料在500～800kg;
4、材料在不同配比下可壓縮率達10～20%;
5、結石體早期強度高，1d即可達到最終強度的80%。
(3) 典型工程
沿底完整型空巷沿底掘進，巷道頂部為頂煤，工作面回采過程中，采煤機可以從底部通過，因此沿底完整型空巷可以采用充填支柱支撐法，充填支柱具有良好的支撐性能和抗變形能力，可以抵抗支承壓力對空巷圍巖的影響，控頂護幫效果明顯，且充填支柱易于采煤機切割，能夠保證厚煤層綜采工作面安全快速通過沿底空巷。
寺河煤礦5301工作面未來需要通過空巷有平行于工作面傾向方向的三條空巷，位置為53011巷與53017巷之間，長度為40m。其中第二條空巷約與工作面傾向方向傾斜角度為45度左右。長度為49m。垂直于工作面傾向方向的空巷53017巷長度約194m，合計空巷長度為323m。
根據礦井具體情況，確定充填支柱的直徑為1m，充填支柱的高度為4.5m，支柱上部設置200～300mm具有一定讓壓變形的充填讓壓層。充填柱采用“三花”交錯布置，靠近回采側一排距幫500mm，離回采側較遠一排距幫800mm。單排支柱間間距為1500mm、兩排間間距為1700mm。
本次施工使用礦用螺桿充填泵，按照三班作業制度，每班6人，其中2人負責螺桿泵的搬運料、3人負責掛袋和充注支柱模袋、1人領班技術負責。每個班平均施工7～8個支柱。工期為14天。共施工充填支柱數量為186個支柱，用料280t。支柱質量合格率達到98%以上。
回采期間液壓支架壓力曲線
在液壓支架上安裝檢測設備，工作面在接近和通過三個空巷過程中，支架壓力變化如圖5所示，工作面的支架工作阻力十分平穩，沒有顯示異常突然增大現象，表明空巷的頂板穩定性可靠、頂板斷裂來壓沒有異常情況。支架工作阻力均在8000kN以下，說明工作面頂板來壓平穩，無異常情況。充填支柱及回采效果如圖6所示。
(4) 施工方法
充填支柱材料施工方便，充填設備采用我公司獨立研發的礦用螺桿充填泵，該設備具有施工方便、充填速度快的特點，充填速度為6m3/h。具體施工工藝如下：
首先設備接水電，掛柔模帶同時進行，然后連接管路;管路連接后打水試泵及管路;設備和管路正常時，開始充填;支柱充填至距頂板30cm處，停止充填，換袋繼續充填;施工完一定數量充填支柱后，更換結頂材料，將已充完的支柱頂部充滿結頂材料，扎緊袖口。
礦用螺桿充填泵
充填支柱施工工藝示意圖
(5) 主要用途
該材料主要適用于煤礦工作面區域廢棄巷道和硐室充填支撐，保證工作面正?；夭?。
