專利名稱：一種煤巷高冒區(qū)充填材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤礦巷道高冒區(qū)充填技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤巷高冒區(qū)充填材料。
背景技術(shù)：
在煤礦開采過程中，在厚煤層煤巷或受構(gòu)造影響區(qū)域，巷道頂板穩(wěn)定性差，頂板易冒落，形成巷道高冒區(qū)，高冒區(qū)的長(zhǎng)期存在會(huì)給煤礦生產(chǎn)帶來安全隱患。巷道高冒區(qū)的存在不利方面主要表現(xiàn)以下方面其一是高冒區(qū)發(fā)生在易自燃的煤層中，高冒區(qū)頂端煤層處于無風(fēng)區(qū)易氧化，引起自燃；其二是高冒區(qū)的頂端易引起瓦斯積聚，出現(xiàn)瓦斯超限現(xiàn)象；其三是高冒區(qū)的穩(wěn)定性存在不確定性，還會(huì)出現(xiàn)冒頂現(xiàn)象。長(zhǎng)期以來，煤礦企業(yè)一直關(guān)注并及時(shí)的處理高冒區(qū)，處理高冒區(qū)的方法主要分為兩種一是人工木垛充填，以及使用粉煤灰，黃土或其他材料充填，該充填方法效率低、充填過程危險(xiǎn)性大，充填密閉效果不好；二是注射有機(jī)材料，如發(fā)泡樹脂、馬麗散、FCC化學(xué)材料、波雷因材料、羅克休材料以及瑞米材料等，雖然有機(jī)材料充填效率高，但充填成本較高， 尤其是充填材料在充填過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，放出大量熱量，易引起煤層的燃燒，曾經(jīng)發(fā)生高冒區(qū)充填有機(jī)材料自燃火災(zāi)的案例，給礦井造成較大損失，也為未來的安全生產(chǎn)留下隱患。因此，尋求新的不燃、輕質(zhì)、無機(jī)材料為冒頂區(qū)進(jìn)行充填，將對(duì)煤礦安全生產(chǎn)具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種不燃、輕質(zhì)的煤巷高冒區(qū)充填材料，用于煤礦厚煤層巷道掘進(jìn)過程中出現(xiàn)的巷道高冒區(qū)充填。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種煤巷高冒區(qū)充填材料，由以下質(zhì)量份數(shù)的原料組成膨脹珍珠巖25-30份、水泥 30-40份、陶粒8-15份、水35-45份、減水劑0. 2-8份、膨脹劑1. 5-3. 5份、速凝劑1. 5-3. 5 份和可再分散性乳膠粉0. 2-0. 9份。進(jìn)一步優(yōu)選，各原料的質(zhì)量份數(shù)為膨脹珍珠巖沈份、水泥33份、陶粒11份、水40 份、減水劑0. 6份、膨脹劑2. 64份、速凝劑2. 64份和可再分散性乳膠粉0. 66份。所述膨脹珍珠巖的粒徑為l_3mm，堆積密度為90_130kg/m3 ；陶粒的粒徑為6-12 mm。所述減水劑為FDN-8000、FDN-03、FDN-C或者KS-20高效減水劑；膨脹劑為鋁酸鹽類膨脹劑或硫鋁酸鹽類膨脹劑；速凝劑J85或8880型速凝劑。制備時(shí)按比例取各原料，混勻即可。本發(fā)明的煤巷高冒區(qū)充填材料用于煤礦厚煤層巷道掘進(jìn)過程中出現(xiàn)的巷道高冒區(qū)充填，充填時(shí)可采用風(fēng)動(dòng)噴射泵進(jìn)行充填，凝固后具有良好的變形性能，具有膨脹的滯后性，形成的充填體能夠較好地充填實(shí)巷道高冒區(qū)，實(shí)現(xiàn)較好的接頂效果；該充填材料的的優(yōu)點(diǎn)還在于材料不產(chǎn)生熱量，充填不燃燒，具有耐高溫的特性，具有較好密閉效果，從而避免了厚煤層高冒區(qū)煤層自燃帶來的充填體燃燒現(xiàn)象；充填材料自身較輕，充填之后能降低充填體的重量，充填體不易脫落，抗壓強(qiáng)度良好。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
煤巷高冒區(qū)充填材料，由以下質(zhì)量份數(shù)的原料組成膨脹珍珠巖25份、水泥30份、陶粒 8份、水35份、FDN-8000高效減水劑0. 2份、鋁酸鈣膨脹劑1. 5份、8880型速凝劑1. 5份和可再分散性乳膠粉0.2份。采用實(shí)施例1的充填材料對(duì)煤巷高冒區(qū)充填后，檢測(cè)充填體的性能數(shù)據(jù)為密度為620 Kg/m3，流動(dòng)度為120mm，凝結(jié)時(shí)間為初凝彡5min，終凝彡10min，3d抗壓強(qiáng)度1. 4MPa， 壓縮變形率為2%，性能良好。實(shí)施例2
煤巷高冒區(qū)充填材料，由以下質(zhì)量份數(shù)的原料組成膨脹珍珠巖26份、水泥33份、陶粒 11份、水40份、FDN-C高效減水劑0. 6份、硫鋁酸鈣膨脹劑2. 64份、J85型速凝劑2. 64份和可再分散性乳膠粉0. 66份。采用實(shí)施例2的充填材料對(duì)煤巷高冒區(qū)充填后，檢測(cè)充填體的性能數(shù)據(jù)為密度為640 Kg/m3,流動(dòng)度為130mm，凝結(jié)時(shí)間為初凝彡5min,終凝彡IOmin, 3d抗壓強(qiáng)度1. 6MPa， 壓縮變形率為2%，性能良好。實(shí)施例3
煤巷高冒區(qū)充填材料，由以下質(zhì)量份數(shù)的原料組成膨脹珍珠巖30份、水泥40份、陶粒 15份、水45份、KS-20高效減水劑8份、鋁酸鈣膨脹劑3. 5份、J85型速凝劑3. 5份和可再分散性乳膠粉0.9份。采用實(shí)施例3的充填材料對(duì)煤巷高冒區(qū)充填后，檢測(cè)充填體的性能數(shù)據(jù)為密度為650 Kg/m3，流動(dòng)度為140mm，凝結(jié)時(shí)間為初凝彡％iin，終凝彡8min，3d抗壓強(qiáng)度1. 7MPa， 壓縮變形率為1.5%，性能良好。實(shí)施例4
煤巷高冒區(qū)充填材料，由以下質(zhì)量份數(shù)的原料組成膨脹珍珠巖25份、水泥40份、陶粒 8份、水45份、FDN-8000高效減水劑0. 2份、硫鋁酸鈣膨脹劑3. 5份、8880型速凝劑1. 5份和可再分散性乳膠粉0.9份。采用實(shí)施例4的充填材料對(duì)煤巷高冒區(qū)充填后，檢測(cè)充填體的性能數(shù)據(jù)為密度為6450 Kg/m3,流動(dòng)度為155mm，凝結(jié)時(shí)間為初凝彡4min,終凝彡8min, 3d抗壓強(qiáng)度1. 8MPa， 壓縮變形率為1.0%，性能良好。實(shí)施例5
煤巷高冒區(qū)充填材料，由以下質(zhì)量份數(shù)的原料組成膨脹珍珠巖30份、水泥30份、陶粒 15份、水35份、FDN-8000高效減水劑8份、硫鋁酸鈣膨脹劑1. 5份、J85型速凝劑3. 5份和可再分散性乳膠粉0.2份。采用實(shí)施例5的充填材料對(duì)煤巷高冒區(qū)充填后，檢測(cè)充填體的性能數(shù)據(jù)為密度為635 Kg/m3，流動(dòng)度為125mm，凝結(jié)時(shí)間為初凝彡5min，終凝彡10min，3d抗壓強(qiáng)度1. 5MPa, 壓縮變形率為2%，性能良好。
實(shí)施例1-5中膨脹珍珠巖的粒徑為l_3mm，堆積密度為90_130kg/m3，陶粒的粒徑為6-12 mm，實(shí)施例1_5中的份數(shù)為質(zhì)量份數(shù)，制備時(shí)按比例取各原料，混勻即可。
權(quán)利要求
1.一種煤巷高冒區(qū)充填材料，其特征在于由以下質(zhì)量份數(shù)的原料組成膨脹珍珠巖 25-30份、水泥30-40份、陶粒8-15份、水35-45份、減水劑0. 2-8份、膨脹劑1. 5-3. 5份、速凝劑1. 5-3. 5份和可再分散性乳膠粉0. 2-0. 9份。
2.如權(quán)利要求1所述的煤巷高冒區(qū)充填材料，其特征在于各原料的質(zhì)量份數(shù)為膨脹珍珠巖沈份、水泥33份、陶粒11份、水40份、減水劑0. 6份、膨脹劑2. 64份、速凝劑2. 64 份和可再分散性乳膠粉0. 66份。
3.如權(quán)利要求1或2所述的煤巷高冒區(qū)充填材料，其特征在于所述膨脹珍珠巖的粒徑為l_3mm，堆積密度為90-130kg/m3 ；陶粒的粒徑為6-12 mm。
4.如權(quán)利要求1或2所述的煤巷高冒區(qū)充填材料，其特征在于所述減水劑為 FDN-8000、FDN-03、FDN-C或者KS-20高效減水劑；膨脹劑為鋁酸鹽類膨脹劑或硫鋁酸鹽類膨脹劑；速凝劑J85或8880型速凝劑。
全文摘要
本發(fā)明屬于煤礦巷道高冒區(qū)充填技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤巷高冒區(qū)充填材料。該煤巷高冒區(qū)充填材料由以下質(zhì)量份數(shù)的原料組成膨脹珍珠巖25-30份、水泥30-40份、陶粒8-15份、水35-45份、減水劑0.2-8份、膨脹劑1.5-3.5份、速凝劑1.5-3.5份和可再分散性乳膠粉0.2-0.9份。該充填材料的的優(yōu)點(diǎn)在于材料不產(chǎn)生熱量，充填不燃燒，具有耐高溫的特性，具有較好密閉效果，從而避免了厚煤層高冒區(qū)煤層自燃帶來的充填體燃燒現(xiàn)象；充填材料自身較輕，充填之后能降低充填體的重量，充填體不易脫落，抗壓強(qiáng)度良好。
文檔編號(hào)C04B28/00GK102491690SQ20111040585
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者張耀輝, 李東印, 李化敏, 熊祖強(qiáng), 王文, 袁瑞甫 申請(qǐng)人:河南理工大學(xué)