CN101792291B - 膨胀充填材料 - Google Patents
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Abstract
一种膨胀充填材料，属于建筑物、水体、铁路下采煤技术领域，其特征是，所述充填材料是由粉煤灰、膨胀剂、延缓剂、速凝剂、固化剂和水组成的料浆；其固液比为1∶1.2～1.5，比重为1.35，膨胀率为10～30％。本发明解决了中厚以下煤层采空区充填的主动施压接顶和长距离自流输送问题，对改善我国采煤生态环境，提高资源回收率具有十分重要的意义。
Description
技术领域
本发明属于建筑物、水体、铁路下(简称“三下”)采煤技术领域，具体涉及一种在充填法采煤中使用的膨胀充填材料。
背景技术
我国有丰富的煤炭资源，储量居世界前列，大小煤田遍布于全国各地。在煤田上方有数量众多的建筑物、水体和铁路、高级公路，各矿区都不同程度地存在压煤的问题。长期以来，我国煤矿采煤方法主要采用村庄(城镇)搬迁、条带开采和充填开采这几种方法。
其中，按照充填材料和输送方式，矿山充填开采技术主要有以下几种：
1、干式充填：是将采集的块石、砂石、土壤、工业废渣等干式充填材料用人力、重力或机械设备运送到待充填区域，形成可压缩的松散充填体。这样的充填劳动强度大、作业成本高、采场充填时间长、生产效率低等缺点，而且充填效果不理想。
2、水力充填：是借助水力将尾矿充入井下采空区。其不足之处是：水力充填的充填材料缺乏内聚特性，不能形成稳固自立的充填体，且采场需要大量脱水。
3、胶结充填：普遍采用硅酸盐水泥或其它胶凝材料添加到低浓度水砂充填料中，质量浓度60％～68％，既提高了充填体强度，又易于实现输送。但该工艺在使用中存在料浆凝固慢、离析分层、强度低且不均匀等现象，而且还具有井下脱水时胶凝材料及细粒级尾砂易流失，井下废水、细泥污染环境，排水、排泥费用高，采场回采周期长，生产效率低等问题。
对于煤矿充填来说，一般所用充填骨料主要为煤矸石、河砂、劣质土等固体废弃物，细料一般为粉煤灰、高炉炉渣等。其不足突出表现为3个问题：1)充填料接顶困难，充填效果差。由于膏体或似膏体料浆流动性差，很难保证充填均匀，尤其料浆固化后干缩30％左右，难以达到控制地表沉陷的目的。2)输送成本高。煤矿资源不像金属矿体那样相对集中在较小的范围，平面延展的范围通常很大，充填料需要长距离输送，采用泵送方式的膏体或似膏体充填势必增加充填成本。3)煤矸石破碎成本增加充填成本。
发明内容
本发明提供一种膨胀充填材料，目的是解决中厚以下煤层采空区充填的主动接顶和长距离输送问题。
本发明具体采用了如下技术方案：
一种膨胀充填材料，是由粉煤灰、膨胀剂、延缓剂、速凝剂、固化剂和水组成的料浆；其原料配比如下：
其固液比为1∶1.2～1.5，比重为1.35，膨胀率为10～30％。
所述膨胀剂是铝粉；所述延缓剂是石膏粉；所述速凝剂是铝氧熟料；所述固化剂是石灰、水泥或其任意混合物。
本发明膨胀充填材料的制法，包括如下步骤：
1、粉煤灰浆预制：按照粉煤灰与水重量比1∶1.2～1.5，在搅拌下混合均匀备用。
2、固化剂浆制备：按照膨胀剂、延缓剂、速凝剂、固化剂和水重量比1∶1.2～1.5进行径流搅拌，搅拌均匀后备用。
3、料浆制备：粉煤灰浆和固化剂浆按照流量比15～25∶1连续进入搅拌槽内，搅拌均匀即制成充填料浆。
本发明的优点是：
1、具有膨胀性：膨胀率10％～30％，主动施压接顶充填采空区，有效控制地表无扰动。
2、流动性好：不需机械外力，达到自流。
3、初凝1.5～2小时，固化8小时强度达0.4MPa，24小时强度达1MPa，7天强度超过1.5MPa。
具体实施方式
下面结合实施实例进一步阐述本发明，本发明的实施实例只是对本发明的解释而不能限制本发明，在与本发明权利要求书相当的范围内，均在本发明保护范围之内。
实施例
1、配比：粉煤灰300～400Kg，膨胀剂0.2～1Kg，延缓剂0.6～0.8Kg，速凝剂0.1～0.3kg/m3，固化剂30～100Kg。固液比为1∶1.2～1.5。
2、制法：按照粉煤灰与水重量比1∶1.2～1.5，在搅拌下混合均匀制成粉煤灰浆；按照膨胀剂、延缓剂、速凝剂、固化剂和水重量比1∶1.2～1.5进行径流搅拌，搅拌均匀后制成固化剂浆；粉煤灰浆和固化剂浆按照流量比15～25∶1连续进入搅拌槽内，搅拌均匀即制成充填料浆。
Claims (2)
1.一种膨胀充填材料，其特征是，所述充填材料是由粉煤灰、膨胀剂、延缓剂、速凝剂、固化剂和水组成的料浆；其固液比为1∶1.2～1.5，比重为1.35，膨胀率为10～30％，原材料配比组成为：
其中，膨胀剂是铝粉；延缓剂是石膏粉；速凝剂是铝氧熟料；固化剂是石灰、水泥或其任意混合物。
2.权利要求1的膨胀充填材料的制法，包括如下步骤：
(1)粉煤灰浆预制：按照粉煤灰与水重量比1∶1.2～1.5，在搅拌下混合均匀备用；
(2)固化剂浆制备：按照膨胀剂、延缓剂、速凝剂、固化剂和水重量比为1∶1.2～1.5进行径流搅拌，搅拌均匀后备用；
(3)料浆制备：粉煤灰浆和固化剂浆按照流量比15～25∶1连续进入搅拌槽内，搅拌均匀即制成充填料浆。
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