《综合机械化超高水材料袋式充填采煤技术要求GBT 39337-2020》详细解读

《综合机械化超高水材料袋式充填采煤技术要求GB/T39337-2020》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4超高水材料强度要求5超高水材料充填系统组成5.1充填站布置contents目录5.2制浆系统布置5.3浆体输送系统6袋式充填工作面6.1工作面布置6.2充填液压支架6.3充填袋contents目录7袋式充填开采工艺流程7.1采煤与充填的时间配合7.2充填作业工艺流程及技术要求7.3制浆输送工艺流程及技术要求7.4充填体强度要求8地表变形及井下矿压监测contents目录8.1等效采高计算8.2地表变形监测8.3井下矿压监测附录A(规范性附录)超高水材料单轴抗压强度试验方法011范围煤矿企业该标准主要适用于采用综合机械化超高水材料袋式充填采煤技术的煤矿企业。相关设备制造商为煤矿企业提供相关设备和技术的制造商也需遵循此标准。适用对象技术内容涵盖范围术语和定义标准中明确了与综合机械化超高水材料袋式充填采煤技术相关的专业术语及其定义。超高水材料强度要求详细规定了超高水材料应满足的强度标准，以确保采煤过程中的安全性和稳定性。超高水材料充填系统组成对超高水材料充填系统的各个组成部分进行了详细说明，包括制备系统、输送系统和充填系统等。袋式充填工作面规定了袋式充填工作面的设计、布置和作业要求，以确保采煤效率和工作安全。022规范性引用文件《煤矿安全规程》《煤炭工业矿井设计规范》国家标准《煤矿用充填材料安全性能要求及测试方法》《煤矿科技术语》《煤矿井下安全标志》行业标准《煤矿安全生产标准化管理体系基本要求及评分方法（试行）》这些规范性引用文件为《综合机械化超高水材料袋式充填采煤技术要求》（GB/T39337-2020）提供了术语定义、技术要求、安全规范以及测试和评估方法的参考。通过引用这些文件，确保了该国家标准的科学性和实用性，同时也为相关企业和人员提供了明确的指导和依据。《煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法（试行）》其他规范性文件033术语和定义该技术是指在采煤过程中，利用综合机械化设备，将超高水材料充填袋置于采空区，以达到控制地表沉陷、提高资源回收率和保护环境的采煤方法。定义该技术结合了机械化采煤的高效性和超高水材料充填的环保性，实现了煤炭资源的绿色开采。特点3.1综合机械化超高水材料袋式充填采煤技术定义超高水材料是一种具有高水灰比、快硬、早强、高强等特点的新型建筑材料，主要由铝酸盐、硫酸盐等无机盐类和水按一定比例配制而成。用途在采煤过程中，超高水材料被用于充填采空区，以控制地表沉陷和保护环境。3.2超高水材料3.3充填袋材质充填袋一般采用高强度、耐磨损、抗老化的聚丙烯（PP）或聚酯（PET）编织布制成。定义充填袋是用于装载超高水材料的柔性容器，具有良好的耐磨、抗拉伸和防水性能。定义综合机械化设备是指用于实现综合机械化超高水材料袋式充填采煤技术所需的各种机械设备的总称。组成3.4综合机械化设备综合机械化设备主要包括采煤机、刮板输送机、充填设备、液压支架等。这些设备协同工作，实现煤炭的开采、运输和充填等作业。0102044超高水材料强度要求抗压强度的具体要求应根据采煤工作面的地质条件和开采要求进行确定。在充填体受到采动压力时，应能保持其完整性，防止因充填体破裂而导致的安全问题。超高水材料应具备一定的抗压强度，以确保充填体的稳定性。4.1抗压强度4.2抗剪强度超高水材料应具备一定的抗剪强度，以抵抗采煤过程中可能产生的剪切力。抗剪强度的具体要求应根据采煤工作面的实际情况进行确定，以确保充填体在受到剪切力时不会发生破坏。4.3耐久性超高水材料应具有良好的耐久性，能够长期保持其强度性能。在采煤工作面使用过程中，应定期对充填体进行质量检查和维护，确保其长期稳定性。超高水材料应能适应采煤工作面的环境条件，如温度、湿度等。在不同的环境条件下，超高水材料应能保持其强度性能，确保充填体的稳定性。4.4环境适应性055超高水材料充填系统组成超高水材料生产线包括配料、混合、搅拌等设备，用于生产超高水充填材料。材料储存与输送系统确保充填材料的稳定供应，包括储料仓、输送泵和管道等。充填材料制备系统生产符合规格要求的充填袋，确保充填袋的质量和性能。充填袋生产线包括吊装设备和定位装置，确保充填袋能够准确、快速地安装在指定位置。充填袋安装设备充填袋制备与安装系统充填设备包括充填泵、管道和阀门等，用于将超高水材料充填到充填袋中。控制系统对整个充填过程进行自动化控制，确保充填作业的准确性和高效性。充填作业系统VS实时监测充填袋内的压力和变形情况，确保充填作业的安全性和稳定性。环境监测对充填作业现场的环境进行监测，包括温度、湿度、有害气体等，确保作业环境的安全。压力与变形监测监测系统065.1充填站布置应确保充填站与采矿区之间有足够的空间，以便进行充填材料的运输和储存。应考虑地质条件，确保充填站建设在地质稳定、无洪水等自然灾害风险的区域。应考虑充填材料运输距离，选择距离采矿区较近且交通便利的地点。充填站选址010203应根据采矿区的实际情况，设计合理的充填站规模和布局。应考虑充填材料的储存、搅拌、输送等工艺流程，确保充填站能够满足生产需求。应配备先进的自动化控制系统，实现充填站的智能化管理，提高生产效率。充填站设计应符合国家及地方安全环保法规要求，确保充填站建设和运营过程中的安全性和环保性。充填站安全环保要求应建立完善的安全管理制度和应急预案，确保在紧急情况下能够及时应对。应加强充填站废水、废气、废渣等污染物的治理，减少对周边环境的影响。075.2制浆系统布置为减少输送距离，提高充填效率，制浆车间应尽量靠近充填工作面布置。靠近充填工作面制浆车间应设有足够的空间用于超高水材料的运输和临时储存，确保制浆的连续性。便于材料运输与储存制浆车间位置选择制浆设备配置自动化控制系统配备自动化控制系统，实现制浆过程的自动化控制，降低人工操作强度。高效制浆机选用高效、可靠的制浆设备，确保制浆质量和效率。浆液输送管道应采用耐磨、耐腐蚀的材料制成，以确保长期使用性能。耐磨、耐腐蚀材料根据充填工作面的实际情况，合理布置浆液输送管道，减少弯头、接头等阻力点，降低能耗。合理布置管道浆液输送管道设计制浆车间应采取有效的防爆、防火措施，确保生产安全。防爆、防火措施制定浆液泄漏应急处理预案，配备必要的应急处理设备和物资，确保在发生浆液泄漏时能够及时、有效地进行处理。浆液泄漏应急处理安全防护措施085.3浆体输送系统浆体制备超高水材料需按照一定比例混合制备成浆体，制备过程中需严格控制材料比例、搅拌速度和温度，确保浆体质量。浆体输送制备好的浆体需通过管道输送至充填工作面，输送过程中需保持稳定的流速和压力，以确保充填的均匀性和密实性。浆体制备与输送管道系统浆体输送管道需具备耐磨、耐腐蚀、抗压等性能，同时需合理布局，减少弯头和接头，以降低输送阻力。01管道系统与设备输送设备包括泵、阀门、压力表等设备，需定期检查和维护，确保设备处于良好状态，提高输送效率和安全性。02质量控制对制备好的浆体进行质量检测，包括密度、粘度、凝固时间等指标，确保浆体满足充填要求。实时监测在输送过程中对浆体的流速、压力等参数进行实时监测，及时调整输送参数，保证充填效果。浆体质量控制与监测安全与环保措施对制备和输送过程中产生的废水、废渣等污染物进行合理处理，减少对环境的影响。环保措施制定严格的安全操作规程，加强员工培训，确保浆体输送过程中的安全。安全措施096袋式充填工作面工作面布置充填袋布置根据采煤工作面的实际情况，合理布置充填袋的位置和数量，确保充填效果和工作效率。设备配置选用适合的充填设备，包括制浆设备、输送设备和充填设备等，确保设备的性能满足袋式充填的要求。充填材料制备按照规定的配比，制备超高水材料，确保材料的质量满足充填要求。充填袋灌注将制备好的超高水材料灌注到充填袋中，注意控制灌注速度和灌注量，避免充填袋破损或材料浪费。充填袋封口与固化对灌注完成的充填袋进行封口处理，并采取措施使充填材料在袋内固化，形成稳定的充填体。充填作业流程在采煤工作面采取适当的支护措施，确保工作面的稳定性和安全性。工作面支护对充填区域进行实时监测，包括充填体的稳定性、地表变形情况等，及时发现问题并采取措施处理。充填区域监测对参与袋式充填工作的人员进行安全培训和教育，提高他们的安全意识和操作技能。安全培训与教育安全防护措施106.1工作面布置工作面布置原则安全高效确保工作面的布置能够保障采煤过程的安全，并提高采煤效率。工作面的布置应便于生产管理和人员操作。便于管理在保障安全和效率的前提下，尽可能降低布置成本。经济合理确定合理的采煤工作面长度根据地质条件、设备能力和生产管理要求，确定合理的工作面长度。工作面布置要求选择适当的采煤方法根据煤层厚度、倾角、顶底板条件等因素，选择适合的采煤方法，如走向长壁采煤法或倾斜长壁采煤法等。合理布置回采巷道回采巷道的布置应满足通风、行人、运输等需求，并确保巷道的稳定性和安全性。液压支架用于支撑工作面顶板，防止冒顶事故的发生，应根据顶板条件和采煤方法选择合适的液压支架型号和参数。采煤机根据煤层厚度和硬度，选择合适的采煤机型号和功率。刮板输送机用于将采出的煤炭运输到指定地点，应根据采煤工作面的长度和产量选择合适的型号和规格。工作面设备配置116.2充填液压支架充填液压支架采用双伸缩立柱，能够满足不同采高的需求，同时提高了支架的支撑能力和稳定性。推移千斤顶是充填液压支架的重要组成部分，用于推移刮板输送机和充填模板，实现工作面的连续推进。平衡千斤顶能够调整支架的平衡状态，防止因地质条件变化而导致的支架失稳。护帮板能够有效防止煤壁片帮，保护工作人员的安全，同时提高采煤效率。结构与功能双伸缩立柱推移千斤顶平衡千斤顶护帮板技术特点充填液压支架具有较高的支撑强度，能够承受工作面的顶板压力，确保采煤工作的安全进行。高强度支撑充填液压支架的立柱和千斤顶均采用液压控制，操作灵活方便，能够适应不同地质条件下的采煤需求。灵活性高通过平衡千斤顶和护帮板等部件的调整，充填液压支架能够保持良好的稳定性，减少因地质变化而导致的安全风险。稳定性好适用于综合机械化壁式工作面充填液压支架是综合机械化采煤的重要设备之一，适用于采高5米以下的综合机械化壁式工作面。适用于不同地质条件由于充填液压支架具有较高的灵活性和稳定性，因此能够适应不同地质条件下的采煤需求，如坚硬顶板、破碎顶板等复杂地质环境。适用范围126.3充填袋材质充填袋应采用具有高耐磨性、高强度、抗老化、耐腐蚀等特性的材料制作，以确保在井下恶劣环境中的使用寿命。规格充填袋的规格应根据采煤工作面的实际情况进行定制，包括袋子的尺寸、容量以及连接方式等，以满足不同采煤条件下的充填需求。充填袋的材质与规格充填袋的制作与安装在安装充填袋时，应确保袋子与采煤工作面之间紧密贴合，避免出现空隙，影响充填效果。同时，要确保充填袋的固定牢固，防止在充填过程中出现移动或破损等情况。安装充填袋的制作应严格按照相关标准进行，确保袋体的质量可靠，同时要考虑到便于运输、储存和使用等因素。制作使用在使用充填袋进行采煤时，应严格按照工艺流程进行操作，确保充填的均匀性和密实性，以达到预期的采煤效果。维护在采煤过程中，应定期对充填袋进行检查和维护，及时发现并处理破损、老化等问题，确保充填袋的正常使用。同时，要做好充填袋的回收和再利用工作，降低生产成本，提高资源利用效率。充填袋的使用与维护137袋式充填开采工艺流程该流程包括充填材料制备、充填袋制作与运输、充填作业以及后续监测等多个步骤。通过科学合理的工艺流程，实现煤炭资源的高效开采与地表环境的保护。袋式充填开采工艺流程是综合机械化超高水材料袋式充填采煤技术的核心环节。工艺流程概述010203根据技术要求，选用合适的超高水材料作为充填材料。对超高水材料进行强度测试，确保其满足充填作业的需求。按照规定的配比，将超高水材料与其他添加剂进行混合，制备出充填材料。充填材料制备123根据工作面的实际情况，设计并制作出合适的充填袋。充填袋应具有良好的韧性和强度，能够承受充填材料的重量和压力。将制作好的充填袋运输至工作面，确保充填作业的顺利进行。充填袋制作与运充填作业对充填后的充填袋进行检查，确保其密封性和稳定性。将制备好的充填材料注入充填袋中，确保充填均匀且密实。在工作面合适的位置，进行充填袋的铺设和固定。010203后续监测与维护对充填区域进行地表变形监测，及时发现并处理可能出现的问题。对井下矿压进行实时监测，确保充填作业的安全进行。根据监测结果，对充填区域进行必要的维护和加固措施。147.1采煤与充填的时间配合采煤与充填的同步性采煤与充填应密切配合，确保采煤后立即进行充填，以防止顶板垮落和地表沉陷。充填材料的制备和输送应与采煤速度相匹配，避免充填滞后或过早充填影响采煤作业。充填时间的确定根据采煤工作面的推进速度和地质条件，合理确定充填时间，确保充填体能够及时支撑顶板。在采煤过程中，要实时监测顶板压力和变形情况，及时调整充填时间，以保证工作面的安全。““建立健全的采煤与充填协调管理机制，明确各部门的职责和配合要求。加强采煤与充填作业人员的沟通与协作，确保两项作业能够有序进行，提高工作效率。充填与采煤的协调管理157.2充填作业工艺流程及技术要求充填材料制备按照一定比例混合超高水材料和添加剂，制备成具有流动性和自硬性的充填材料。充填袋灌装将制备好的充填材料灌装到特制的充填袋中，确保充填袋的密封性和强度。充填袋运输将灌装好的充填袋运输到采煤工作面，注意避免充填袋破损或泄漏。充填作业在工作面将充填袋打开，使充填材料流入采空区进行充填，确保充填均匀且密实。充填作业工艺流程充填材料的质量必须符合国家或行业标准，确保充填效果和安全性。充填袋必须具备足够的强度和密封性，能够承受充填材料的重量和压力，防止泄漏。充填作业前必须对采煤工作面进行安全检查，确保无安全隐患。充填作业过程中必须严格遵守安全操作规程，确保作业人员的安全。充填完成后必须对充填效果进行检查和评估，确保充填质量符合要求。技术要求167.3制浆输送工艺流程及技术要求选用符合标准的超高水材料，按照一定比例混合，准备好制浆所需的水和其他添加剂。原材料准备将原材料投入制浆机中，加入适量的水进行搅拌，直至形成均匀的浆液。制浆机操作对制好的浆液进行质量检测，确保其符合超高水材料袋式充填采煤技术的要求。浆液质量检测制浆工艺流程010203输送压力控制根据实际需要调整输送压力，确保浆液能够顺畅地输送到充填工作面。浆液均匀性保持在输送过程中要采取措施保持浆液的均匀性，防止出现沉淀或分层现象。输送速度控制合理控制浆液的输送速度，避免过快或过慢导致的问题，确保充填工作的顺利进行。管道选择选用耐磨、耐腐蚀的管道材料，确保浆液在输送过程中不会泄漏或堵塞。输送技术要求177.4充填体强度要求充填体抗压强度充填体应具有一定的抗压强度，以保证采煤工作面的稳定性和安全性。抗压强度的具体要求应根据采煤工作面的地质条件、采煤方法、充填材料等因素综合确定。充填体抗拉强度充填体应具有一定的抗拉强度，以防止充填体在采煤过程中产生裂缝或断裂。抗拉强度的要求应根据充填材料的性质和采煤工作面的实际情况进行确定。充填体应具有良好的稳定性，能够在采煤过程中保持形状和尺寸的稳定。稳定性的评估应基于充填体的物理性质、采煤工作面的地质条件以及充填工艺等因素进行。充填体稳定性充填体耐久性充填体应具有一定的耐久性，能够在长期采煤过程中保持其性能的稳定。耐久性的评估应考虑充填材料的老化、腐蚀等因素对充填体性能的影响。““188地表变形及井下矿压监测了解地表变形情况，评估采煤活动对地表的影响，为采取相应措施提供依据。监测目的通过设立地表观测站，定期观测地表变形数据，包括沉降量、水平位移等。监测方法对观测数据进行处理和分析，掌握地表变形的规律和趋势。数据分析地表变形监测010203监测目的实时监测井下矿压变化，预防矿压显现引发的安全事故。监测设备采用矿压监测仪器，如压力传感器、位移传感器等，对井下矿压进行实时监测。数据处理及时收集、整理和分析监测数据，为矿井安全生产提供决策支持。预警机制设定矿压预警值，当矿压超过预警值时，及时采取措施，确保矿井安全。井下矿压监测198.1等效采高计算等效采高定义等效采高是指在充填采煤过程中，由于充填体的压实作用，实际开采高度与充填体受压后的高度之差。这个差值反映了充填采煤过程中煤炭资源的实际采出量与充填体的压缩量之间的关系。等效采高计算方法010203根据充填体的压实特性和工作面的实际情况，可以采用不同的计算方法来确定等效采高。常用的计算方法包括理论计算法、经验公式法和实测法等。理论计算法基于充填材料的压实特性曲线和力学模型进行计算；经验公式法则是根据大量实测数据总结出的经验公式；实测法则是通过在实际工作面进行测量来确定等效采高。充填材料的性质不同充填材料具有不同的压实特性和强度，直接影响等效采高的大小。工作面条件工作面的地质条件、采煤方法、支护方式等因素也会对等效采高产生影响。充填工艺充填的均匀性、密实性以及充填速度等工艺参数同样会影响等效采高。影响等效采高的因素123等效采高是评价充填采煤技术效果的重要指标之一，它反映了充填采煤过程中煤炭资源的实际采出情况。通过优化充填材料和工艺参数，可以降低等效采高，提高煤炭资源的回收率，同时减少地表沉陷等环境问题。因此，在综合机械化超高水材料袋式充填采煤技术中，对等效采高的计算和控制具有重要意义。等效采高的意义208.2地表变形监测为采煤工作提供安全预警，及时采取应对措施。评估采煤活动对周边环境的影响，为环境保护提供依据。确保采煤过程中地表变形在可控范围内，防止因采煤引起的地质灾害。监测目的地表沉降监测检查地表是否出现裂缝，记录裂缝的位置、长度、宽度等信息。地表裂缝监测周边建筑物变形监测对采煤区域周边的建筑物进行定期观测，了解其变形情况。通过定期观测地表标志点的沉降情况，了解地表变形趋势。监测内容在采煤区域周边设立标志点，形成监测网，进行定期观测。设立地表变形监测网采用全站仪、水准仪等高精度测量仪器进行地表变形监测。使用高精度测量仪器对观测数据进行处理和分析，得出地表变形情况和趋势。数据处理与分析监测方法监测频率与预警机制根据采煤进度和地质条件，制定合理的监测频率，确保及时发现问题。建立预警机制，当地表变形超过一定阈值时，及时发出预警信息，采取相应措施。218.3井下矿压监测确保充填采煤过程中的安全通过对井下矿压的实时监测，可以及时发现潜在的矿压异常，从而采取相应的措施，确保采煤过