专利名称：矿用充填固结粉及其用途的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及充填用的固结材料，尤其是矿山包括煤矿和金属矿山采空区充填用的胶凝材料。
背景技术：
随着国民经济的不断发展，采矿业也在迅速发展，但是，当矿产资源开采结束后，会在地下形成了大量的采空区，给国家和人们造成大量的安全隐患。目前，矿山充填是解决采空区的一条理想途径，而矿山充填工艺中，充填胶结材料起着关键性的作用。在传统的充填工艺中，所用的充填胶结材料主要是水泥。但是应用水泥作为胶结材料时，存在以下问题充填时混合物的流动性差、早期强度低，成本高，难以满足井下充填的需求，尤其是由于管道输送的需要，井下充填用的骨料多为细粒，水泥无法发挥应有的作用。也有文献介绍使用高水材料作为充填固结剂，高水材料虽然克服了水泥固结材料的某些不足，改善了灰砂比的调控范围，不需脱水，但由于充填工艺复杂、成本高，充填体有析水现象，至今未能广泛·使用。由于井下充填材料用量非常大，因此对充填材料要求要有较好的流动性,一定的早期强度，充填体不能有析水现象，并且成本不能太高；但是，目前市场上出售的胶结材料成本低廉的，早期强度也低；早期强度高的，流动性反而差；如果早期强度高和流动性都能满足充填要求，成本就会大大提高；另外，作为充填用的固结材料，要求在充填时不脱水，否则在输送过程中容易引起输送管道堵塞，充填效果也差。因此，寻找一种流动性好、早期强度高、成本低、充填时不脱水的充填胶结材料一直是本领域技术人员长期以来急于解决的技术问题。中国专利公开号CN1500762A (申请号02135821. 4)公开了一种单浆胶结充填材料及其使用方法，它是由快硬硫铝酸盐熟料、磷石膏、生石灰、膨润土和炉渣按照配比混合粉磨而成，快硬硫铝酸盐熟料占15-25%，这种方法生产的胶结充填材料添加的快硬硫铝酸盐熟料较多，虽然早期强度较高，但是，由于快硬硫铝酸盐熟料价格较高，并且该胶结材料与尾矿砂的掺混比例仅为I :(3 5)，所以这种胶结充填材料成本较高，充填成本也较高。中国专利公开号CN102241493A (申请号201110098060. 8)公开了一种矿坑回填材料及其制备和使用方法。这种回填料是由100份水泥、200 400份煅烧活化煤矸石、100 250份钢渣粉、15 50份消石灰粉、35 90份磷石膏、20 80份膨胀剂、50 150份玻璃石英砂尾矿、4000 14000份机制砂、I. 5 3. 5份减水剂、O. I I. O份改性淀粉醚组成。该技术由于添加了聚羧酸系减水剂和改性淀粉醚，所以保水性和粘聚性较好，但由于其所述煅烧活化煤矸石的煅烧活化温度为750 900°C，需要消耗较多能源，加工过程也较为繁琐。并且，按此比例混合的填充料早期强度偏低，影响施工效率。中国专利公开号CN102190469A (申请号201010119043. 3)公开了一种新型尾砂固结剂及其制备方法，它是由9% 17. 54%的硅酸盐水泥熟料、6% 10%的生石灰、O. 2%0 6%。的Na2S04、0. 2%0 O. 5%。的羟甲基纤维素、5% 10%的粉煤灰、43. 65% 69. 96%高炉矿渣微粉经球磨机研磨制得而成。该技术使用了较多的硅酸盐水泥熟料，虽然早期强度高，但是成本也随之较高，与尾矿掺混后流动性较差。总之，现有文献所公开的充填固结材料，都无法同时达到流动性好、早期强度高、成本低的目的。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种流动性好、早期强度高、成本低、充填时不脱水的矿用充填固结粉。为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为一种矿用充填固结粉，它是由以下原料按所述重量百分比均匀混合并粉磨至400目 600目而制得的细粉娃酸盐水泥熟料3 5% ;偏高岭土 8 10% ；电石禮:5 15% ;磷石骨18 24% ;粉 煤灰18 22% ;赤泥9 14% ;高炉矿渣15 19% ;石灰石4 10% ;聚羧酸类减水剂O. 8 I. 2% ;氢氧化钠O. 4 O. 7%。本发明的组分均为市售产品或工业废料，其中所述的偏高岭土是以高岭土为原料，在600 900°C温度下经脱水形成的无定形娃酸招，市场有售；所述电石渣是电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣；所述粉煤灰是从煤粉炉烟道气体中收集的粉末；所述赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的废渣；所述高炉矿渣是在高炉冶炼生铁时，所得的以硅酸盐与硅铝酸盐为主要成分的熔融物，经淬冷成粒后形成的矿渣；所述的氢氧化钠是工业级氢氧化钠。本发明所述固结粉的生产方法是先按比例准确称量水泥熟料、高炉矿渣和石灰石，投入球磨机中研磨至细度为300目，再把其余材料按比例准确称量后投入球磨机中研磨至细度为400 600目即可。本发明所述的固结粉在金属矿山充填工艺中的应用方法是先将采矿尾砂与水按比例在混合机中混合成均匀料浆，再加入固结粉，固结粉与尾砂的重量比例为1:(6 12)，加入的水量应使料浆浓度控制在60% 80% (重量比)，混合均匀后，通过泵送或重力将该料浆经过管道输送到井下充填即可。经检测该固结粉与尾砂按1:10重量比混合，料浆浓度为71%时，充填材料的初凝时间为3 4小时，终凝时间为5 6小时，料浆的扩散度大于160mm，7天抗压强度大于
I.55MPa。本发明所述的固结粉在煤矿充填工艺中的应用方法是先将煤矸石破碎至平均粒径在I. 5mm左右,且最大粒径不超过5mm,然后将煤砰石粉与水按比例在混合机中混合成均匀料浆，再加入固结粉，固结粉与煤矸石粉的重量比例为I : (6 12)，加入的水量应使料浆浓度控制在60% 80% (重量比)，混合均匀后，通过泵送或重力将该料浆经过管道输送到井下充填即可。经检测该固结粉与煤矸石粉按1:10重量比混合，料浆浓度为68%时，充填材料的初凝时间为3 4小时，终凝时间为5 6小时，料浆的扩散度大于150mm，7天抗压强度大于 I. 45MPa。本发明的固结粉除了用于金属矿山和煤矿充填外，还可用在道路建设、地下注浆、采空区堵漏、灭火阻燃等领域。本发明的固结粉存在以下三个优点I、本发明固结粉中，水泥熟料的添加量仅占3 5%，并且利用了大量的工业废渣，所以成本较低，若按充填浆体28天抗压强度达到2MPa的技术性能为基准，用本发明固结粉拌合的充填材料每吨成本为50 70元，而同类充填固结粉成本在90 110元/吨，相对于现有技术，成本大大降低。2、在碱性环境下，偏高岭土和矿渣可反应生成偏高岭土 -矿渣基地聚合物 ，由于反应过程中溶胶的形成和脱水反应速度比较快，网络骨架比较容易形成，因此早期强度较高。又因为地聚合物网络结构比较稳定，因此其后期强度也较高，耐久性优良。3、本发明虽然成本低、流动性好，但强度并没有因此而降低，按固结粉与尾矿砂按I 10比例掺混均匀后，经检测，7天抗压强度达到I. 64MPa，完全符合充填材料的要求。4、本发明作为煤矿井下充填材料时，充填强度高，特别是早期强度高，容易接顶，控顶效果好，由于充填时不脱水，所以不会带来污染问题，管道易输送，管道损耗小，充填料可不需要分级，充填时对围岩支护作用好，采场采充交替时间短，劳动效率高。
具体实施例方式下面通过四个实施例进一步说明本发明的技术方案以及其在煤矿和金属矿山充填中的应用。其中实施例一和实施例二是在金属矿山充填工程中的应用实例，实施例三和实施例四是在煤矿充填工程中的应用实例。实施例一本发明固结粉中各组分的配比(重量)为水泥熟料4% ;偏高岭土 9% ；电石渣8% ;磷石膏22% ;粉煤灰20% ;赤泥12% ;高炉矿禮:16. 5% ;石灰石7% ;减水剂1% ;氢氧化钠O. 5%ο生产方法是，先按比例准确称量水泥熟料、高炉矿渣和石灰石，投入球磨机中研磨至细度为300目，再把其余材料按比例准确称量后投入球磨机中研磨至细度为400 600目即可。制备充填料浆时，先将采矿尾砂与水按比例混合成均匀料浆，再加入固结粉，固结粉与尾砂的比例为I: (6 12)，料浆浓度控制在60% 80%，在混合机中混合均匀后，通过泵送或重力将该料浆经过管道输送到井下即可。下表一是实施例一固结粉与尾砂按1:8，1:10,1:12三种重量比例混合后形成的金属矿山充填材料物理性能测试结果。表一
权利要求
1.一种矿用充填固结粉，其特征在于，它是由以下原料按所述重量百分比均匀混合并粉磨至400目 600目而制得的细粉 硅酸盐水泥熟料3 5% ;偏高岭土 8 10% ；电石渣5 15% ;磷石膏18 24% ;粉煤灰18 22% ;赤泥9 14% ;高炉矿渣15 19% ;石灰石4 10% ;聚羧酸类减水剂O. 8 I.2% ;氢氧化钠O. 4 O. 7%。
2.如权利要求I所述的矿用充填固结粉，其特征在于，所述的各原料配比为硅酸盐水泥熟料4% ;偏高岭土 9% ；电石渣8% ;磷石膏22% ;粉煤灰20% ;赤泥12% ;高炉矿渣16. 5% ;石灰石7% ;聚羧酸类减水剂1% ;氢氧化钠O. 5%。
3.如权利要求I所述的矿用充填固结粉，其特征在于，所述的各原料配比为硅酸盐水泥熟料5% ;偏高岭土 10% ；电石渣6% ;磷石膏24% ;粉煤灰19% ;赤泥9% ;高炉矿渣18. 5% ;石灰石7% ;聚羧酸类减水剂1%，氢氧化钠O. 5%。
4.如权利要求I所述的矿用充填固结粉，其特征在于，所述的各原料配比为硅酸盐水泥熟料3% ;偏高岭土 9% ；电石渣14% ;磷石膏20% ;粉煤灰18% ;赤泥12% ;高炉矿渣18. 3% ；石灰石4% ;聚羧酸类减水剂1%，氢氧化钠O. 7%。
5.如权利要求I所述的矿用充填固结粉，其特征在于，所述的各原料配比为硅酸盐水泥熟料3% ;偏高岭土 8% ；电石渣10% ;磷石膏22% ;粉煤灰20% ;赤泥12% ;高炉矿渣16. 5% ；石灰石7% ;聚羧酸类减水剂1%，氢氧化钠O. 5%。
6.如权利要求1-5任一所述的矿用充填固结粉的生产方法，其特征在于，先按比例准确称量水泥熟料、高炉矿渣和石灰石，投入球磨机中研磨至细度为300目，再把其余材料按比例准确称量后投入球磨机中研磨至细度为400 600目即可。
7.如权利要求1-3任一所述的的固结粉在金属矿山充填工艺中的应用方法，其特征在于，先将采矿尾砂与水按比例在混合机中混合成均匀料浆，再加入固结粉，固结粉与尾砂的重量比例为I: (6 12)，加入的水量应使料浆浓度控制在60% 80%重量比，混合均匀后，通过泵送或重力将该料浆经过管道输送到井下充填即可。
8.如权利要求I或4或5所述的的固结粉在煤矿充填工艺中的应用方法，其特征在于，先将煤矸石破碎至平均粒径在I. 5_左右，且最大粒径不超过5_，然后将煤矸石粉与水按比例在混合机中混合成均匀料浆，再加入固结粉，固结粉与煤矸石粉的重量比例为I :(6 12)，加入的水量应使料浆浓度控制在60% 80%重量比，混合均匀后，通过泵送或重力将该料浆经过管道输送到井下充填即可。
全文摘要
本发明公开了一种矿用充填固结粉及其用途，它是由以下原料按所述重量百分比均匀混合并粉磨至400目～600目的细粉硅酸盐水泥熟料3～5%；偏高岭土8～10%；电石渣5～15%；磷石膏18～24%；粉煤灰18～22%；赤泥9～14%；高炉矿渣15～19%；石灰石4～10%；聚羧酸类减水剂0.8～1.2%；氢氧化钠0.4～0.7%。使用时，先将采矿尾砂或者煤矸石与水按比例在混合机中混合成均匀料浆，再加入固结粉，混合均匀后，经过管道输送到井下充填即可。用本发明固结粉拌合的充填材料每吨成本为50～70元，而同类充填固结粉成本在90～110元/吨，相对于现有技术，成本大大降低，并且充填效果好。
文档编号E21F15/00GK102887693SQ201210359570
公开日2013年1月23日 申请日期2012年9月25日 优先权日2012年9月25日
发明者张德平, 徐发翔, 王立华, 曲宝杰, 邱亚男, 田恒洲, 王云革 申请人:淄博市地矿技术服务中心