Засыпные материалы для угольных шахт 

В угольной промышленности такие проблемы, как обрушение выработанных пространств, проседание поверхности и концентрация напряжений в угольных целиках, уже давно ограничивают безопасную и эффективную добычу угля и защиту экологической среды. Эти проблемы не только приводят к деформации подземных выработок и повреждению оборудования, увеличивая затраты на добычу, но и вызывают экологические проблемы, такие как уничтожение поверхностной растительности и сокращение пахотных земель, и даже угрожают жизни и имуществу жителей, проживающих вблизи шахт. Потеря крепления кровли в выработанных пространствах и превышение несущей способности угольных целиков являются основными механизмами, провоцирующими катастрофы. Использование сверхвысоководных заполнителей для заполнения и замены выработанных пространств стало ключевым техническим средством «зеленой добычи» и предотвращения катастроф в угольных шахтах. Эффективное заполнение выработанных пространств, заброшенных выработок и забоев позволяет эффективно поддерживать кровлю, контролировать деформацию окружающих пород, уменьшать проседание поверхности и обеспечивать рациональное извлечение угольных целиков, повышая эффективность использования ресурсов.

В настоящее время в угольной промышленности для заполнения выработанных пространств, помимо материалов со сверхвысоким содержанием воды, используются также традиционные пастообразные материалы и материалы, заполняющие пустую породу. Хотя эти материалы в некоторой степени обеспечивают заполнение выработанных пространств, они имеют существенные недостатки в практическом применении: традиционные пастообразные материалы требуют большого количества заполнителя (например, золы и речного песка), что приводит к высоким затратам на транспортировку и подготовку материала. Кроме того, высокая концентрация пульпы и плохая текучесть делают их склонными к засорению трубопроводов, что приводит к низкой эффективности заполнения. Материалы, заполняющие пустую породу, зависят от добычи пустой породы под землей; при ее недостатке ее необходимо закупать извне или транспортировать с поверхности, что увеличивает эксплуатационные расходы и трудозатраты. Кроме того, большие зазоры между частицами пустой породы приводят к низкой плотности заполнения, что затрудняет эффективный контроль просадки кровли. В то время как обычные материалы с высоким содержанием воды обладают высоким содержанием воды и хорошей текучестью, их прочность после затвердевания относительно низка, что делает их склонными к деформации при сжатии под длительными нагрузками и неспособными удовлетворить потребности в заполнении выработанных пространств в условиях интенсивной добычи.