[發(fā)明專利]一種用于充填開采的填充材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010035183.6
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111138097B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙慶民;施現(xiàn)院;柳成懋;劉春明;郭守剛;沈海東;李向陽;李明闖
• 申請（專利權(quán)）人: 山東康格能源科技有限公司
• 主分類號: C04B7/19
• 分類號: C04B7/19;C04B7/52;C04B28/08
• 代理公司: 北京國林貿(mào)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11001
• 代理人: 李桂玲;孔祥玲

本發(fā)明公開了一種用于充填開采的填充材料，所述填充材料由下列重量份的原料制成：325水泥52份；礦渣微粉34份；硫鋁酸鈣7份；鋁酸鈣4份；氧化鈣占比2份；碳酸鈉占比1份。本填充材料可以獨立使用或和粉煤灰以及矸石配制成膏體，所屬膏體具有和易性好，泌水率低，適于泵送，硬化時間短，凝固后抗壓強度高等特點。所述填充材料在煤礦充填開采作業(yè)中可以大量消耗煤矸石，達到變廢為寶的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于充填開采的填充材料，可應(yīng)用在井下充填、修建堤壩、鋪路等工程中。

背景技術(shù)

充填一般以粉煤灰、水泥、矸石、礦井水四種充填原材料，按一定比例摻配成坍落度在265-285mm之間的流體，能保證具有較好的流動性能且又具有能避免矸石離析的安全性能。但由于近些年來環(huán)保檢查管控嚴(yán)格，電廠燃煤過程中經(jīng)常添加氨水來脫硝，導(dǎo)致粉煤灰氨水味較重，參與膏體配比時放出氨氣，因為放出氨氣是吸熱反應(yīng)，導(dǎo)致膏體養(yǎng)護溫度較低，使得膏體凝固反應(yīng)較慢，延緩了脫模拉架時間，膏體凝固拉架時間一般要超過10個小時，大大降低了充填效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種用于充填開采的填充材料，所述填充材料中添加多種無機鹽中和粉煤灰中氨水成分，代替?zhèn)鹘y(tǒng)充填原料中的水泥，具有凝固快，強度高的特點。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種填充材料，所述填充材料由以下成分組成：325水泥、礦渣微粉、硫鋁酸鈣、鋁酸鈣、氧化鈣、碳酸鈉，各成分重量份數(shù)為：325水泥50～55；礦渣微粉30～35；硫鋁酸鈣5～10；鋁酸鈣3～5；氧化鈣占1～3；碳酸鈉0.5～2。該填充材料具有一定化學(xué)活性的粉狀物料，具有粒度細(xì)、和易性好的特點。

進一步的優(yōu)選方案是：各成分的重量份數(shù)為:325水泥 52；礦渣微粉 34；硫鋁酸鈣7；鋁酸鈣 4；氧化鈣 2；碳酸鈉 1。

進一步的優(yōu)選方案是：所述的填充材料為粉料，其中小于0.045mm顆粒含量不低于67.03％。即篩余量為32.97％。

進一步的優(yōu)選方案是：填充材料粉料的堆積密度為0.81KG/L。

一種填充膏體，由以下成分組成：所述的填充材料、粉煤灰、矸石和水，各成分的重量份數(shù)為：填充材料155`165、粉煤灰115～125、矸石1100～1200、水400～500。

進一步的優(yōu)選方案：各成分的重量份數(shù)為填充材料160、粉煤灰120、矸石1160、水430。

膏體的成形機理：

填充料中具有較多活性材料，在水溶液作用下與粉煤灰、矸石粉作用明顯，彼此活性物質(zhì)相互激發(fā)，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，陰陽離子相互吸附沉淀結(jié)成致密固體。

2R^-+Ca²⁺＝CaR₂

Al³⁺+3OH^-＝Al(OH)₃

2H₂O+SO₄^2-+Ca²⁺＝CaSO₄.2H₂O

本發(fā)明的有益效果是：

(1)填充材料是以粉煤灰和礦渣微粉為基料添加一定量的硫鋁酸鈣、鋁酸鈣、氧化鈣和碳酸鈉等無機鹽組成，具有一定化學(xué)活性的粉狀物料，具有粒度細(xì)、和易性好的特點。

(2)填充材料中小于0.045mm顆粒含量為67.03％，即篩余量為32.97％，該粉料粒度滿足與水?dāng)嚢韬蟪收吵砗隣顫{體，能夠很好地包裹粘滯矸石顆粒，防止矸石顆粒離析下沉，因此能夠滿足充填所需的粒度條件。