[發明專利]一種礦用高水高強度充填材料及制備方法

在審

• 申請號: 202011128850.1
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112250406A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 趙騰飛;耿耀強;梁前;李賢良;安秀煜;張元振
• 申請（專利權）人: 陜西煤業化工技術研究院有限責任公司
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

本發明公開了一種礦用高水高強度充填材料及制備方法，礦用高水高強度充填材料的制備原料包括A組分和B組分，以質量份數計，A組分包括：硫鋁酸鹽水泥50?70份，粉煤灰5?10份，鈉基膨潤土1?10份，緩凝劑1?5份，懸浮劑1?5份；B組分包括：石膏粉5?10份，生石灰2?5份，高嶺土1?5份，石英粉5?30份，復合添加劑1?10份，將A組分和B組分的原料按比例混合，攪拌均勻，即得到礦用高水高強度充填材料。本發明所制備材料具有凝結時間可由十分鐘至數小時調節，抗壓強度高的優勢。

技術領域

本發明涉及礦山類材料技術領域，具體涉及一種煤礦井下應用高水高強度充填材料及其制備方法。

背景技術

我國具有豐富的煤炭資源，隨著采煤量的不斷攀升，造成的地表沉陷，礦山瓦斯含量激增等環境問題越來越突出，為了解決這些問題，通常需要對礦井下的廢棄巷道，采空區等區域利用充填材料進行處理，從而保證煤礦的安全生產工作。

現有的充填材料包括有無機充填材料，有機充填材料。其中，無機充填材料成本低廉，原料易得，但是由于自身凝固速度慢，強度較低等缺陷限制了其應用；有機充填材料具有充填效率高，強度高的優勢，但是材料反應溫度高，成本高昂也不適合大規模應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種礦用高水高強度充填材料及制備方法，以解決現有充填材料成本高昂，凝固速度慢，強度不高，施工程序繁瑣的問題，本發明所制備材料具有凝結時間可由十分鐘至數小時調節，抗壓強度高的優勢。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種礦用高水高強度充填材料，其制備原料包括A組分和B組分，以質量份數計，A組分包括：硫鋁酸鹽水泥50-70份，粉煤灰5-10份，鈉基膨潤土1-10份，緩凝劑1-5份，懸浮劑1-5份；

以質量份數計，B組分包括：石膏粉5-10份，生石灰2-5份，高嶺土1-5份，石英粉5-30份，復合添加劑1-10份。

進一步地，所述緩凝劑為檸檬酸、葡萄糖酸鈉、酒石酸、蔗糖、葡萄糖和乙二胺四乙酸中的一種或多種混合。

進一步地，所述懸浮劑為硅酸鎂鋁、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和十二烷基硫酸鈉中的一種或多種混合。

進一步地，所述石膏粉為二水石膏和半水石膏中的一種或兩種混合。

進一步地，所述復合添加劑由下述質量份數的原料制備而成：硫酸鋁60-70份，偏鋁酸鈉3-10份，石灰石2-10份，鏈烷醇胺5-20份，分散劑2-10份。

進一步地，所述鏈烷醇胺為二乙醇胺、三乙醇胺和三異丙醇胺中的一種或多種混合。

進一步地，所述分散劑為羧甲基羥乙基纖維素、聚丙烯酸鈉、聚丙烯磺酸鈉、羥丙基甲基纖維素、羥乙基纖維素和羧甲基纖維素中的一種或多種混合。

一種礦用高水高強度充填材料的制備方法，將A組分和B組分的原料按比例混合，攪拌均勻，即得到礦用高水高強度充填材料。

進一步地，所述復合添加劑由下述質量份數的原料制備而成：硫酸鋁20-70份，偏鋁酸鈉2-10份，石灰石2-10份，鏈烷醇胺5-20份，分散劑2-10份；其制備方法包括以下步驟：

(1)將硫酸鋁、偏鋁酸鈉和石灰石混合球磨至平均粒徑為40μm粉狀物；

(2)向反應釜加入鏈烷醇胺和步驟(1)中粉狀物，攪拌并用水浴加熱直至均勻，冷卻至室溫，加入分散劑繼續攪拌均勻，即得復合添加劑。

進一步地，所述步驟(2)中加熱溫度為50-60℃。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：