[發(fā)明專(zhuān)利]一種全尾砂膏體膠結(jié)充填料漿的專(zhuān)用泵送劑及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310508825.X
• 申請(qǐng)日: 2013-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103553411A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭娟榮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C04B24/24
• 分類(lèi)號(hào): C04B24/24
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 41104
• 代理人: 田小伍

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明屬于礦山充填技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于提高全尾砂膏體膠結(jié)充填料漿流動(dòng)性和穩(wěn)定性的泵送劑及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

全尾砂膏體膠結(jié)充填技術(shù)作為礦山充填技術(shù)的一種，在最近的10多年中發(fā)展極為迅速。為此，世界上一些礦業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家在研究和開(kāi)發(fā)應(yīng)用膏體膠結(jié)充填技術(shù)方面投入了大量的人力和物力，國(guó)內(nèi)對(duì)膏體膠結(jié)充填技術(shù)研究、試驗(yàn)和應(yīng)用較為突出的單位有金川有色金屬公司、大冶有色金屬公司銅綠山礦、云南會(huì)澤鉛鋅礦等。

國(guó)外膏體膠結(jié)充填的較為明顯的特點(diǎn)是固體濃度可達(dá)75%～85%，膠結(jié)劑（水泥）用量一般為總固體質(zhì)量的3%～6%，28d抗壓強(qiáng)度可達(dá)2.5MPa左右。膏體膠結(jié)充填料漿在管路中呈柱塞狀流動(dòng)，由于膏體膠結(jié)充填料漿之間的內(nèi)摩擦角較大，凝固時(shí)間短，因此能迅速對(duì)圍巖和礦柱產(chǎn)生作用，減緩空區(qū)閉合。同時(shí)國(guó)外膏體膠結(jié)充填技術(shù)較國(guó)內(nèi)而言：充填體沉縮率小，接頂率高；充填質(zhì)量好，強(qiáng)度高；采場(chǎng)無(wú)溢流水，能夠明顯改善井下作業(yè)環(huán)境，節(jié)省排水及清理污泥的費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)。

目前，國(guó)內(nèi)膏體膠結(jié)充填料漿中膠結(jié)劑（水泥）用量一般在10%以上，料漿固體濃度一般在80%左右（28d抗壓強(qiáng)度可達(dá)2.5MPa左右），在與國(guó)外技術(shù)對(duì)比分析基礎(chǔ)上，發(fā)明人認(rèn)為，要進(jìn)一步提高固體濃度，才能降低膠結(jié)劑（水泥）含量。但是如果簡(jiǎn)單提高膏體膠結(jié)充填料漿的固體濃度，則勢(shì)必會(huì)增大料漿在管道輸送的阻力，從而會(huì)增加堵管的風(fēng)險(xiǎn)。所以，要提高膏體膠結(jié)充填料漿的固體濃度并順利輸送，必須添加泵送劑。

目前，泵送劑是建筑業(yè)泵送水泥混凝土必不可少的化學(xué)外加劑，在建筑工程技術(shù)領(lǐng)域使用很廣泛。泵送劑一般是由高效減水劑、緩凝劑等組成。水泥混凝土中的漿體主要是水泥熟料、粉煤灰、礦渣微粉和水組成，而全尾砂膏體膠結(jié)充填料漿中的漿體主要由大量超細(xì)尾砂顆粒、少量水泥熟料（包括粉煤灰、礦渣微粉）和水組成，所以，兩者漿體的性質(zhì)相差懸殊，直接將建筑業(yè)中的泵送劑用作全尾砂膏體膠結(jié)充填料漿的泵送劑，可能達(dá)不到預(yù)期的效果。因此，研制一種全尾砂膏體膠結(jié)充填料漿的專(zhuān)用泵送劑迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種全尾砂膏體膠結(jié)充填料漿的專(zhuān)用泵送劑，通過(guò)泵送劑的使用可以顯著提高全尾砂膏體膠結(jié)充填料漿的流動(dòng)性和穩(wěn)定性，同時(shí)對(duì)料漿硬化后的早期和后期抗壓強(qiáng)度不會(huì)有較大影響。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種全尾砂膏體膠結(jié)充填料漿的專(zhuān)用泵送劑，由聚羧酸系超塑化劑粉料、引氣劑粉料、增粘劑粉料混合制備而成；

所述聚羧酸系超塑化劑粉料，其減水率超過(guò)30%；

所述引氣劑粉料選自三萜皂苷粉和改性松香熱聚物中的一種；

所述增粘劑粉料為改性膨潤(rùn)土，改性膨潤(rùn)土由天然鈣基膨潤(rùn)土經(jīng)提純、改性、增粘而成，其性能要求為：由改性膨潤(rùn)土制備的水溶液，當(dāng)改性澎潤(rùn)土含量為10%時(shí)，其水分散體的粘度為3200mPa·S。

所述全尾砂膏體膠結(jié)充填料漿的專(zhuān)用泵送劑，各組分按質(zhì)量配比計(jì)，聚羧酸系超塑化劑粉料︰引氣劑粉料︰增粘劑粉料=0.3~0.8︰0.025~0.075︰9.675~9.125；最佳配比，聚羧酸系超塑化劑粉料︰引氣劑粉料︰增粘劑粉料=0.5︰0.05︰9.45。

所述全尾砂膏體充填料漿的專(zhuān)用泵送劑，在全尾砂膏體膠結(jié)充填料漿中的應(yīng)用，最佳添加量按總固體質(zhì)量的10‰加入。

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本發(fā)明技術(shù)方案的原理是：泵送劑中的聚羧酸系超塑化劑通過(guò)破壞膏體膠結(jié)充填料漿中尾砂細(xì)顆粒的絮凝結(jié)構(gòu)，釋放自由水并分散膠結(jié)劑（水泥），從而顯著提高料漿的流動(dòng)性，同時(shí)能夠增加料漿硬化后的強(qiáng)度。本發(fā)明所提供的泵送劑中的增粘劑會(huì)通過(guò)增加水的粘度來(lái)降低料漿的分層度和泌水率，從而提高料漿泵送過(guò)程的穩(wěn)定性，減少堵管的風(fēng)險(xiǎn)；而泵送劑引入的微小氣泡在料漿的泵送過(guò)程起滾珠作用，從而提高料漿的流動(dòng)性，但過(guò)多引入氣泡會(huì)降低料漿硬化后的強(qiáng)度。因此需要控制專(zhuān)用泵送劑中各組份的比例來(lái)控制引氣量，從而使料漿的流動(dòng)性和穩(wěn)定性得到顯著提高，同時(shí)對(duì)料漿硬化后的抗壓強(qiáng)度又不會(huì)有明顯影響。

現(xiàn)有技術(shù)采用的全尾砂膏體膠結(jié)充填料漿，充填進(jìn)入采空區(qū)后，尾砂細(xì)顆粒和膠結(jié)劑易懸浮于充填體表面，大量尾砂細(xì)顆粒及水泥漿溢出、涌入井下巷道，造成巷道污染。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)在膏體膠結(jié)料漿中加入專(zhuān)用泵送劑，固體濃度提高，水的粘度增加，尾砂細(xì)顆粒和膠結(jié)劑在料漿中均勻分布，膏體膠結(jié)充填料漿在充填區(qū)不離析、不泌水、不跑漿，膠結(jié)劑（水泥）的消耗量大大降低，具有較好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

具體實(shí)施方式