[發明專利]一種膠結料及其制備方法、鉀鹽礦尾礦充填材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010618317.7
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111635203B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 賈靖;盧志敏;楊洪增;秦大健;郝永超;王學偉;董小娟;王英;周金艷;曾瑞萍;劉艷;高澤;劉子萌;沙妹菊;張燕;宋佳
• 申請（專利權）人: 河北充填采礦技術有限公司;河北煤炭科學研究院有限公司
• 主分類號: C04B28/12
• 分類號: C04B28/12;C04B18/12;C04B111/27
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 李坤

本發明涉及礦井充填技術領域，具體公開一種膠結料及其制備方法、鉀鹽礦尾礦充填材料及其制備方法。所述膠結料包括以下質量份數的組分：硅酸鹽水泥熟料3?5份，生石灰30?40份，石灰石60?70份，早強劑5?10份和外加劑2?4份；利用所述膠結料制備的鉀鹽礦尾礦充填材料，包括以下質量份數的組分：所述膠結料8.5?9.5份，鉀鹽礦尾礦8?9份，鉀鹽礦鹵水母液9?10份。本發明膠結料可直接代替傳統的金屬礦山回填充填方法所用的硅酸鹽水泥粘結劑，顯著降低充填材料的制作成本。且該膠結料尤其適用于固體鉀鹽礦采空區的回填，將膠結料與鉀鹽礦尾礦和鉀鹽礦鹵水母液混合后，可以顯著提高充填材料的抗壓強度和耐侵蝕能力。

技術領域

本發明涉及礦井充填技術領域，尤其涉及一種膠結料及其制備方法、鉀鹽礦尾礦充填材料及其制備方法。

背景技術

現階段固體鉀鹽礦主要來自于鹽湖鹵水蒸發和地下開采。從地下開采出來的可溶性鉀鹽礦，選礦后會得到大量的尾礦(富含氯化鈉)和鹵水母液(富含氯化鎂)。尾礦由于具有快速的水溶性特征，淋溶或吸濕后易溶解進入地面水體(江、河、湖泊、水庫)進而引發生態環境災難，若集中地面堆存需要建設大面積的室內尾鹽棚，且占用大量土地。同時鹵水母液因含有大量的氯化鎂也不能直接排放。另外，鉀鹽礦的開采礦工程是采用旱采，必然形成采空區，有的礦層離地面較淺，巖鹽穩定性變化的不確定因素較多，必須通過回填來保證地下鉀鹽礦的正常開采和提高鉀鹽礦的回采率，滿足地下埋藏鉀鹽礦井下開采的安全生產要求。

國內傳統的金屬礦山回填充填方法一般采用硅酸鹽水泥為粘結劑與尾砂一起回到采空區，由于內陸地區地下埋藏鉀鹽礦與金屬礦山存在較大的差異性，副產尾礦為可溶性鹽，并產生大量鹵水母液，要做到利用鉀鹽礦的尾礦回填來保證地下鉀鹽礦的正常開采和提高鉀鹽礦的回采率，并保證一定的強度，則難度較大。因此，傳統的金屬礦山回填的硅酸鹽水泥方法不適用于地下可溶性鉀鹽礦山的回填，并且硅酸鹽水泥用量太大，經濟效益差。目前國內外可溶性固體尾礦成規模性的回填并沒有成熟的技術。

發明內容

針對現有利用鉀鹽礦的尾礦回填采礦空區的難度大、強度無法保障以及回填技術不成熟的問題，本發明提供一種膠結料及其制備方法、鉀鹽礦尾礦充填材料及其制備方法。

為達到上述發明目的，本發明采用了如下的技術方案：

一種膠結料，包括以下質量份數的組分：

硅酸鹽水泥熟料3-5份，生石灰30-40份，石灰石60-70份，早強劑5-10份，速凝劑1-3份和外加劑2-4份；

所述早強劑包含質量比為2-3:1-2:3-5的三乙醇胺、硫酸鈉和氯化鈣；

所述外加劑包含質量比為10:5-7:9-11的羥甲基纖維素鈉、硅酸鈉和鋁酸鉀組成。

相對于現有技術，本發明提供的膠結料可以直接代替傳統的金屬礦山回填充填方法所用的硅酸鹽水泥粘結劑，節約了量硅酸鹽水泥用料，可顯著降低采空區回填用充填材料的制作成本，其制作成本可降低70％以上。該膠結料尤其適用于固體鉀鹽礦采空區的回填，將所述膠結料與鉀鹽礦尾礦和鉀鹽礦鹵水母液混合后，可以顯著提高利用鉀鹽礦尾礦作為原料的充填材料的抗壓強度和耐侵蝕能力。本發明的膠結料可以與鉀鹽尾礦和富含氯化鎂的鹵水母液混合而成的充填材料直接回填至鉀鹽礦的采空區。