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超高水材料充填

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基本顶岩性及厚度对超高水充填的影响。

基本顶岩石的力学特性和基本顶的厚度直接决定了顶板垮距的大小。岩石的抗拉强度越高，基本顶初次垮落的步距越大，超高水充填技术越容易实施，充填之后的固结体也就越容易接顶。而基本顶的厚度越大，高水填充甲乙料费用，则说明在相同岩性条件下基本顶的刚度越强，越不易发生断裂。

需要注意的是，有些基本顶，例如以石灰岩为主要构成的基本顶，在整个充填过程中经常不发生破断，但随着工作面的逐步推进会呈现出弯曲下沉的情况。弯曲下沉的基本顶，压缩了下部的充填空间，同时上部岩层会逐步发生离层形成弯曲下沉带，甚至对地表产生影响。

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15#煤层15103工作面采用高水材料沿空留巷后，实现了“Y”型通风，在15103轨道顺槽进行原位沿空留巷，轨道顺槽掘进断面4.5×3.2m（宽×高），留巷断面4m×3.2m（宽×高），充填体长×宽×高为3.6×2×3.2m，其中充填体0.5m置于巷内、1.5m置于采空区。

由于煤层顶板为坚硬灰岩，为保证留巷效果需提前对采空区顶板进行预裂施工。高水材料留巷段，巷道顶底板移近以底鼓为主，顶底板移近量在500mm，顶板无明显倾斜；两帮移近以二次采煤帮变形为主，高水材料巷旁充填墙体无明显变形，两帮移近量在150mm以内；高水材料巷旁充填墙体接顶严密，承压后适量可缩，未出现漏风情况，不需要进行二次维护，完全满足下一个工作面的运输顺槽使用要求。

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超高水材料固结体稳定性：钙矾石的化学稳定性

从钙矾石的形成角度分析，钙矾石属不一致溶四元化合物。大量研究结果表明，钙矾石失去稳定的主要因素是风化，即将超高水材料固结体完全置于空气中。失稳的主要机理为：

钙矾石在空气中，即在干燥条件下，与CO2作用会分解为碳酸钙、硫酸钙和氢氧化铝（或成碳铝酸钙），高水填充甲乙料价格，造成钙矾石风化崩解。其反应式为：

3CaOAl2O33CaSO432H2O

3（CaSO42H2O） 3CaCO3 Al2O3xH2O (26-x)H2O

在封闭状态下，上述风化条件是不存在的。因此，钙矾石在封闭条件下，或在完全潮湿状态下，可长期稳定。当超高水充填材料用于采空区充填时，其完全处于封闭状态下，只要所处环境不受大的地质运动破坏，超高水材料可以保持稳定。

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