專利名稱：一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要應(yīng)用于各種礦井下巷旁充填支護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種以水泥、粉煤灰、石膏 為主要膠凝材料的膏體泵充材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
在礦山安全問(wèn)題日益重要的今天，沿空留巷技術(shù)的發(fā)展對(duì)巷旁支護(hù)材料的要求也在不斷 提高。沿空留巷從空間上使巷道處于開采后應(yīng)力重新分布的低應(yīng)力區(qū)，但從時(shí)間上無(wú)法避免 采動(dòng)支承應(yīng)力重新分布過(guò)程中的劇烈作用，巷道需要經(jīng)受兩次采動(dòng)影響，礦壓顯現(xiàn)強(qiáng)烈，沿空 留巷具有煤炭回采率高、回采工作面銜接合理、巷道掘進(jìn)率低、掘進(jìn)排矸少的優(yōu)點(diǎn)，尤其是 掘進(jìn)速度僅為80 100米/月的煤與瓦斯突出煤層，采用沿空留巷可以解決采掘接替緊張的 難題，并通過(guò)風(fēng)巷抽取采空區(qū)內(nèi)瓦斯，因而，沿空留巷一直是煤炭開采技術(shù)的重要發(fā)展方向。 然而，巷旁填充材料是制約沿空留巷技術(shù)發(fā)展最關(guān)鍵的因素。目前，巷旁填充材料采用水泥 作為膠凝材料，生產(chǎn)中需要對(duì)原材料進(jìn)行煅燒與粉磨，給環(huán)境帶來(lái)污染，浪費(fèi)了能源且成本 高，不利于市場(chǎng)推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料及制備方法，使其能滿足 于各種礦井巷道在發(fā)展礦井開采技術(shù)時(shí)所需要的多種性能。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明是一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料，其特征在于，其各組分及重量百分比
為
天然無(wú)水石膏15%-18%
水泥15%-20%
粉煤灰或礦渣18%-25%
引氣劑0. 03%-0. 08%
激發(fā)劑0. 5%-1. 0%
早強(qiáng)劑1.5-2. 5%
速凝劑0. 40%-1.2%
減水劑0. 5%—1. 0%石子 20%_25%河砂 20%-25%
所述引氣劑采用十二烷基苯璜酸鈉、十二垸基苯璜酸鉀，可以為任意一種；所述激發(fā)劑包括鈉鹽系列激發(fā)劑，過(guò)渡金屬硫酸鹽，可以為任意一種或兩種以上的混合，兩種以上的混合時(shí)為任意配比；所述早強(qiáng)劑為非硫酸鹽類早強(qiáng)劑；所述速凝劑為低堿礬土礦類速凝劑；所述減水劑選用奈系超早強(qiáng)高效復(fù)合低引氣型減水劑。
所述的一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料,其特征為選用水泥強(qiáng)度標(biāo)號(hào)為42. 5P. 0。
所述的一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料，其特征為粉煤灰采用一級(jí)或二級(jí)粉煤灰，可以為任意一種或兩種以上的混合，兩種以上的混合時(shí)為任意配比。
所述的一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料，其特征為河砂要求含泥量小于1%，含水率小于1%，細(xì)度模數(shù)不大于2. 2。
所述的一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料，其特征為石子要求含泥量小于1%，含
水率小于1%,直徑4mm方孔篩篩余為0。
所述的一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料，其特征為硬石膏粉為天然無(wú)水硬石膏利用工業(yè)球磨機(jī)粉磨，細(xì)度控制在200目篩余量小于1%，比表面積在4000—5000cm7g。
一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料的制備方法，其特征在于依次按以下步驟進(jìn)行1)將天然硬石膏利用工業(yè)球磨機(jī)粉磨，細(xì)度控制在200目篩余量小于1%,比表面積在4000一5000cm7g; 2)、將引氣劑、激發(fā)劑、速凝劑、早強(qiáng)劑、減水劑按給定重量百分比比例充分混合后，與給定重量百分比的河砂、石子、硬石膏粉、水泥和粉煤灰，在混料機(jī)中混合均勻，袋裝后得到一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料的成品。
使用時(shí)，以一定的拌和用水量將其攪拌成具有一定流動(dòng)度、穩(wěn)定性很好的膏狀砂漿，由氣泵加壓經(jīng)輸送管道輸入由活動(dòng)模板在沿空留巷巷旁制成的充填空間內(nèi)，在模內(nèi)自密實(shí)成型硬化，具有早期強(qiáng)度高與混凝土類似，但材料成本相對(duì)大大降低。
本發(fā)明是采用天然無(wú)水石膏，粉煤灰替代部分水泥經(jīng)外加劑激發(fā)后，成為超高早強(qiáng)沿空留巷巷旁支護(hù)膏體填充材料。天然無(wú)水石膏，粉煤灰具有潛在水化活性，在一定外加劑激發(fā)作用下，使本發(fā)明具有硬化強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、凝結(jié)時(shí)間可適當(dāng)調(diào)整的特點(diǎn)。本發(fā)明所用原料均為成品粉劑，生產(chǎn)中不需要煅燒與粉磨，能節(jié)約能源、減少污染，且由于減水劑用量減少，降低了生產(chǎn)成本，提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，極大推動(dòng)未來(lái)礦井生產(chǎn)的技術(shù)發(fā)展；本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,施工采用機(jī)械泵送，操作簡(jiǎn)單，給礦井安全生產(chǎn)帶來(lái)更大的保障。
具體實(shí)施方式
一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料，其各原料的重量百分比為 實(shí)施例1
15%_18% 15%-20% 18%-25% 0. 03%-0. 08%
0. 5%-1.0%
1. 5-2. 5% 0. 6%-0. 8% 0. 5%-0. 8% 20%-25% 20%-25%
制備時(shí)，首先將天然無(wú)水石膏利用工業(yè)球磨機(jī)粉磨，細(xì)度控制在200目篩余量小于1%， 比表面積在4000—5000cm7g;再將引氣劑、激發(fā)劑、速凝劑、早強(qiáng)劑、減水劑按給定比例充 分混合后，與給定比例的河砂、石子、硬石膏粉、水泥和粉煤灰在混料機(jī)中混合均勻，即成 一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料，將其袋裝后即成產(chǎn)品。此實(shí)施例得到的一種礦井留 巷支護(hù)用膏體泵送填充材料凝結(jié)時(shí)間適中，凝結(jié)硬化快，強(qiáng)度高，表面光潔細(xì)膩，適合于通 常巷道的充填支護(hù)工作。
天然無(wú)水石膏 水泥
粉煤灰或高爐礦渣
引氣劑
激發(fā)劑
早強(qiáng)劑
速凝劑
減水劑
石子
河砂
實(shí)施例2
天然無(wú)水石膏 水泥
粉煤灰或礦渣
引氣劑
激發(fā)劑
早強(qiáng)劑
速凝劑
減水劑
石子
2%-3% 15%-25% 18%-25% 0. 01%-0. 04% 0. 5%-1.0% 0. 5-1. 5% 0.8%-1.2% 0. 5%-0, 8% 20%-25%河砂 20%-25%
制備時(shí)，首先將天然無(wú)水石膏利用工業(yè)球磨機(jī)粉磨，細(xì)度控制在200目篩余量小于1%，比表面積在4000—5000cm7g;再將引氣劑、激發(fā)劑、速凝劑、早強(qiáng)劑、減水劑按給定比例充分混合后，與給定比例的河砂、石子、硬石膏粉、水泥和粉煤灰在混料機(jī)中混合均勻，即成一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料，將其袋裝后即成產(chǎn)品。此實(shí)施例得到的一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料流動(dòng)性好，凝結(jié)時(shí)間短，早期強(qiáng)度高，適合于礦井掘進(jìn)速度快，材料需要拆模速度快，礦井頂板壓力過(guò)大的巷道，以免影響掘進(jìn)進(jìn)度耽誤工作進(jìn)尺。實(shí)施例3
天然無(wú)水石膏薦-15%
水泥150/0_20%
粉煤灰礦渣18%-25%
引氣劑0. 03%-0. 08%
激發(fā)劑0. 5%-1. 0%
早強(qiáng)劑1.0-1. 5%
速凝劑0. 3%-0. 6%
減水劑0. 6%-1. 0%
石子20%-25%
河砂20%-25%
制備時(shí)，首先將天然無(wú)水石膏利用工業(yè)球磨機(jī)粉磨，細(xì)度控制在200目篩余量小于1%，比表面積在4000—5000cm7g;再將引氣劑、激發(fā)劑、速凝劑、早強(qiáng)劑、減水劑按給定比例充分混合后，與給定比例的河砂、石子、硬石膏粉、水泥和粉煤灰在混料機(jī)中混合均勻，即成一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料，將其袋裝后即成產(chǎn)品。此實(shí)施例得到的一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料屬于高流態(tài)型充填材料、凝結(jié)時(shí)間適中、強(qiáng)度高，適合于礦井巷道有多處拐角或在坡度較大的地方需要充填,由于高度落差太大，平距較遠(yuǎn)容易造成管道堵塞等影響工作進(jìn)度的巷道。
使用時(shí)，以一定的拌和用水量將其攪拌成具有一定流動(dòng)度、穩(wěn)定性很好的膏狀砂漿，由氣泵加壓經(jīng)輸送管道輸入由活動(dòng)模板在沿空留巷巷旁制成的充填空間內(nèi)，在模內(nèi)自密實(shí)成型硬化。
權(quán)利要求
1. 一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料，其特征在于，各組分及重量百分比為天然無(wú)水石膏 15％-18％水泥 15％-20％粉煤灰或礦渣 15％-20％引氣劑 0.03％-0.08％激發(fā)劑 0.5％-1.0％早強(qiáng)劑 1.5-2.5％速凝劑 0.40％-1.2％減水劑 0.5％-1.0％石子 20％-25％河砂 20％-25％所述引氣劑采用十二烷基苯璜酸鈉、十二烷基苯璜酸鉀，可以為任意一種；所述激發(fā)劑包括鈉鹽系列激發(fā)劑，過(guò)渡金屬硫酸鹽，可以為任意一種或兩種以上的混合，兩種以上的混合時(shí)為任意配比；所述早強(qiáng)劑為非硫酸鹽類早強(qiáng)劑；所述速凝劑為低堿礬土礦類速凝劑；所述減水劑選用奈系超早強(qiáng)高效復(fù)合低引氣型減水劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料，其特征為選用水泥強(qiáng) 度標(biāo)號(hào)為42. 5P. 0。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料，其特征為粉煤灰采 用一級(jí)或二級(jí)粉煤灰，可以為任意一種或任意一種與礦渣的混合，兩種以上的混合時(shí)為任意 配比。礦渣采用高爐水淬礦渣，可單獨(dú)替代粉煤灰，也可與粉煤灰以任意配合比混合使用。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料，其特征為河砂要求 含泥量小于1%，含水率小于1%，細(xì)度模數(shù)不大于2.2。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料，其特征為石子要求 含泥量小于1%，含水率小于1%,直徑4皿方孔篩篩余為0。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料，其特征為硬石膏粉為天然無(wú)水硬石膏利用工業(yè)球磨機(jī)粉磨，細(xì)度控制在200目篩余量小于1%，比表面積在4000 —5000cmYg。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料的制備方法，其特征在于依次按以下步驟進(jìn)行1) 、將天然硬石膏利用工業(yè)球磨機(jī)粉磨，細(xì)度控制在200目篩余量小于1%，比表面積在 4000—5000cm2/g;2) 、將引氣劑、激發(fā)劑、速凝劑、早強(qiáng)劑、減水劑按給定重量百分比比例充分混合后， 與給定重量百分比的河砂、石子、硬石膏粉、水泥和粉煤灰，在混料機(jī)中混合均勻，袋裝后 得到一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料的成品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料及其制備方法，首先將天然無(wú)水石膏利用工業(yè)球磨機(jī)粉磨，細(xì)度控制在200目篩余量小于1％，比表面積在4000-5000cm²/g；再將引氣劑0.03％-0.08％；激發(fā)劑0.5％-1.0％；早強(qiáng)劑1.5％-2.5％；速凝劑0.40％-1.2％；減水劑0.5％-1.0％混合后，與天然無(wú)水石膏15％-18％；水泥15％-25％；粉煤灰18％-25％；石子20％-25％；河砂20％-25％在混料機(jī)中混合均勻，得到一種礦井留巷支護(hù)用膏體泵送填充材料。本發(fā)明生產(chǎn)中不需要煅燒與粉磨，能節(jié)約能源、減少污染，且由于減水劑用量減少，降低了生產(chǎn)成本，提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，極大推動(dòng)未來(lái)礦井生產(chǎn)的技術(shù)發(fā)展；生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，施工采用機(jī)械泵送，操作簡(jiǎn)單，給礦井安全生產(chǎn)帶來(lái)更大的保障。
文檔編號(hào)C04B28/14GK101486556SQ20091011627
公開日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月5日
發(fā)明者余洪玲, 敏 劉, 歡 周, 張永泰, 李太啟, 李祥飛, 毛宏開, 許月明 申請(qǐng)人:安徽省皖北煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司含山恒泰非金屬材料分公司