[發明專利]一種地下采空區充填材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110033821.5
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112759346A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 曹帥;黃智強;李佳建;鄭迪;宋衛東;薛改利
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 馬小星

1.一種地下采空區充填材料，其特征在于，由包括粉煤灰、脫硫石膏、水泥和水的原料制備得到，所述粉煤灰、脫硫石膏和水泥的質量比為(2～6)：(2～6)：1，所述粉煤灰、脫硫石膏和水泥的總質量占地下采空區充填材料質量的55～75％。

2.根據權利要求1所述的地下采空區充填材料，其特征在于，所述粉煤灰的粒徑分布包括：D₁₀＝2.5～3.0μm，D₃₀＝10.4～12.7μm，D₅₀＝41.8～51.1μm，D₆₀＝64.2～78.5μm，D₉₀＝451.2～551.5μm；所述粉煤灰的比表面積為368～1110m²/kg。

3.根據權利要求1或2所述的地下采空區充填材料，其特征在于，所述粉煤灰中二氧化硅的含量為40～60wt％，三氧化二鐵的含量為5～9wt％，三氧化二鋁的含量為18～22wt％，氧化鎂的含量為2～4wt％，氧化鈣的含量為12～16wt％，三氧化硫的含量為0.5～1.5wt％，氧化鉀的含量為0.5～1.5wt％。

4.根據權利要求1所述的地下采空區充填材料，其特征在于，所述脫硫石膏的粒徑分布包括：D₁₀＝6.7～8.2μm，D₃₀＝25.0～30.5μm，D₅₀＝39.7～48.5μm，D₆₀＝51.2～62.5μm，D₉₀＝375.5～459.0μm；所述脫硫石膏的比表面積為175～530m²/kg。

5.根據權利要求1或4所述的地下采空區充填材料，其特征在于，所述脫硫石膏中二氧化硅的含量為5～7wt％，三氧化二鐵的含量為0.5～1.5wt％，三氧化二鋁的含量為1～3wt％，氧化鎂的含量為1.5～2.5wt％，氧化鈣的含量為30～50wt％，三氧化硫的含量為35～45wt％，氧化鉀的含量為0.5～1.5wt％。

6.根據權利要求1所述的地下采空區充填材料，其特征在于，所述水泥為普通硅酸鹽水泥，強度等級為42.5R或52.5R。

7.根據權利要求1或6所述的地下采空區充填材料，其特征在于，所述水泥中二氧化硅的含量為15～25wt％，三氧化二鐵的含量為2.5～3.5wt％，三氧化二鋁的含量為4～6wt％，氧化鎂的含量為0.5～1.5wt％，氧化鈣的含量為55～65wt％，三氧化硫的含量為1.5～2.5wt％，氧化鉀的含量為0.1～0.5wt％。

8.權利要求1～7任一項所述地下采空區充填材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將粉煤灰、脫硫石膏、水泥和水充分攪拌，得到地下采空區充填材料。

9.權利要求1～7任一項所述地下采空區充填材料或權利要求8所述制備方法制備得到的地下采空區充填材料在礦山開采領域中的應用。

10.根據權利要求9所述的應用，其特征在于，所述應用的方法包括以下步驟：

將地下采空區充填材料充填至地下采空區，經水化反應后形成充填體。