[發明專利]一種新型礦山充填添加劑

有效

• 申請號: 201610415726.0
• 申請日: 2016-06-13
• 公開（公告）號: CN106121716B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 王國軍;張國玉;安伯超;王傳琪;王清華;閆甫;林羿瀟;于相坤;劉樂;李傳磊
• 申請（專利權）人: 山東安實綠色開采技術發展有限公司
• 主分類號: E21F15/00
• 分類號: E21F15/00;C04B24/38
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 趙妍

技術領域

本發明涉及礦山充填材料中的一種新型添加劑，具體涉及一種用于改善礦山充填料漿和易性以及各齡期抗壓強度的添加劑。

背景技術

充填法采礦技術在礦山開采中的應用越來越廣，充填時充填料漿通過自流或者在一定的泵送壓力下通過管路輸送到采空區，由于充填料漿的泌水性，往往易堵塞充填管路。一般充填漿體的主要成分是充填主料(尾砂、粉煤灰、煤矸石、建筑垃圾等)、膠凝材料(水泥、膠固料)以及水。充填過程中為了改善料漿的和易性能，往往需要調節加入的膠凝材料和水的量，充填時料漿的濃度往往會控制在一個較低的范圍之內，從而造成料漿進入采空區后會經歷一個脫水過程，膠凝材料也會流失一部分，充填體早期強度上升緩慢且最終強度也大受影響。

料漿要同時滿足和易性好和早期強度上升快最終強度高的要求，必須加入合適的添加劑。礦山充填時由于充填料漿存在體積大、濃度低、膠凝材料摻量低等特點，目前市面的添加劑存在摻量大、成本高、對提高充填體早期強度效果不理想等缺點，限制了其大范圍的應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種礦山充填材料中的一種新型添加劑，能顯著改善充填料漿的和易性，加入本添加劑后，料漿在較高的濃度下依舊具有良好的輸送性能，料漿進入采空區后不需要經過大量脫水過程，在同樣的膠凝材料用量下料漿早期強度上升較快且最終抗壓強度能大幅度提高。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種新型礦山充填添加劑，由料漿濃度調節劑、降濾失劑、防沉降劑、增強密實劑組成。

其各組份的重量百分比如下：料漿濃度調節劑35％～65％；降濾失劑5～15％；防沉降劑10～20％，增強密實劑10～25％。

優選的，上述新型礦山充填添加劑，其各組份的重量百分比如下：料漿濃度調節劑40％～60％；降濾失劑5～12％；防沉降劑10～15％，增強密實劑15～20％。

優選的，上述新型礦山充填添加劑，其各組份的重量百分比如下：料漿濃度調節劑45％～55％；降濾失劑8～10％；防沉降劑12～15％，增強密實劑15～20％。

以上所述料漿濃度調節劑為木質素磺酸鹽、萘磺酸鹽甲醛縮合物減水劑、聚羧酸鹽減水劑中的一種或幾種混合物按任意配比的混合；降濾失劑為羧甲基纖維素鈉與硅酸鈉的混合物，混合時羧甲基纖維素鈉與硅酸鈉的質量比比例為(1～2)：(2～5)；防沉降劑為鈉基膨潤土與高嶺土的一種或兩種混合物，按任意配比混合；增強密實劑為硫酸鋁、碳酸鈉和硅灰的混合物，混合時質量比比例為硫酸鋁：碳酸鈉：硅灰＝(3～5)：(1～2)：(2～5)。

上述添加劑的制備方法，包括以下步驟：將上述各鐘原材料以設計配比加入干混機攪拌5～10min即得成品。

上述添加劑在改善礦山充填料漿和易性以及各齡期抗壓強度中的應用，所述添加劑的加入質量為所述充填料漿中膠凝材料的0.5％～3％。

其中，所述濃度調節劑均使用陰離子表面活性劑，填料漿中摻入濃度調節劑后，濃度調節劑中的的憎水基團定向吸附于充填料漿中膠凝材料顆粒表面，而親水基團指向水溶液，構成單分子或多分子層吸附膜。由于表面活性劑的定向吸附，使充填料漿膠粒表面帶有相同符號的電荷，于是在同性相斥的作用下，不但能使充填料漿-水體系處于相對穩定的懸浮狀態，而且，能使充填料漿在加水初期所形成的絮凝狀結構分散解體，釋放出包裹的自由水，從而大幅度增加填料漿流動性。同時，濃度調節劑的添加不僅可以使填料漿的和易性改善，而且由于充填料漿水灰比有較大幅度的下降，使其內部孔隙體積明顯減少，從而使填料漿凝固后充填體的的抗壓強度顯著提高。

所述降濾失劑為羧甲基纖維素鈉與硅酸鈉的混合物，羧甲基纖維素為無毒無味的白色絮狀粉末，性能穩定，易溶于水，羧甲基纖維素鈉是纖維素醚類中產量最大的、用途最廣、使用最為方便的產品，其置于料漿中可顯著提高料漿的保水性和強度，而硅酸鈉作為一種礦黏合劑，粘結力強、強度較高，其潮濕環境下，可吸收漿料中水分使得自身處于膨脹狀態，從而加速料漿固結。