CN109020374A - 多固相改性黏土膏浆制备工艺及设备 - Google Patents

多固相改性黏土膏浆制备工艺及设备 Download PDF

Info

Publication number
CN109020374A
CN109020374A CN201810969327.8A CN201810969327A CN109020374A CN 109020374 A CN109020374 A CN 109020374A CN 201810969327 A CN201810969327 A CN 201810969327A CN 109020374 A CN109020374 A CN 109020374A
Authority
CN
China
Prior art keywords
clay
solid
slurry
cream
state modification
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810969327.8A
Other languages
English (en)
Inventor
袁胜超
刘喜鹏
贾伟杰
韩贵雷
高学通
檀利波
薛晓峰
王志奇
王云
石佳宾
刘雷
刘丹丹
唐英杰
罗小亮
张甲擘
智乐
袁世冲
段万里
檀力峰
雷松
王鑫
杨丽娜
蒋兵辉
刘大鹏
赵晋
付龙剑
游红江
李永强
白元庆
张秋杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North China Engineering Investigation Institute Co Ltd
Original Assignee
North China Engineering Investigation Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North China Engineering Investigation Institute Co Ltd filed Critical North China Engineering Investigation Institute Co Ltd
Priority to CN201810969327.8A priority Critical patent/CN109020374A/zh
Publication of CN109020374A publication Critical patent/CN109020374A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/04—Lining with building materials
    • E21D11/10—Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/38—Waterproofing; Heat insulating; Soundproofing; Electric insulating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明提供了一种多固相改性黏土膏浆制备工艺及设备，涉及矿山注浆及已采矿山帷幕注浆堵水技术领域。包括以黏土、水、固相结构剂、速凝剂、固相增稠剂、固相惰性天然植物加筋剂组份，经过搅拌制备形成膏状浆液。其制备工艺所用的设备，包括黏土基浆基站和移动平台，黏土基浆基站配备一个输送泵，黏土基浆基站的输送泵通过基浆输送管路将合格黏土基浆泵送到搅拌仓。本发明膏浆具有高稠度、低流速、速凝、强抗冲蚀性、低析水率，针对大流量、高径流速度、宽过水通道动水封堵效果优良、“挂壁”效应明显、浆液性能稳定、经济环保等特点，制浆工艺易行高效，设备总占地面积较小、效率高，可产生较大经济效益和环境效益。

Description

多固相改性黏土膏浆制备工艺及设备
技术领域
本发明涉及矿山注浆及已采矿山帷幕注浆堵水技术领域，更具体地说是一种多固相改性黏土膏浆制备工艺及设备。
背景技术
帷幕注浆技术是矿山水害防治的主要技术手段之一。作为对水环境影响小、治理效果持久、后期零运营费用的堵水技术方案，注浆浆液性质无疑已成为制约其推广应用的关键因素，不仅关系最终注浆堵水效果，且对工程效益、工程工期以及地下水环境等具有重大影响。而与之配套的制浆工艺、设备及其布局、制浆能力以及所制浆液品质又是注浆施工得以顺利进行的重要保障。现有注浆浆液，特别是针对大裂隙封堵的水泥黏土膏浆，多以化学物质作为添加剂来改良普通水泥黏土浆液的流动度、稠度及凝结时间等性质，且添加剂品种繁多并用量较大。大量化学型添加剂的使用，首先对动水强扩散注浆区域地下水环境具有不可忽视的污染影响；其次，化学型添加剂价格普遍较高，在工程注浆量较大情况下，为取得适用于大水量高流速动水封堵的膏浆，易造成工程成本增加；再者，化学型添加剂为达到其与浆液混合均匀的目的，一般以水溶液的形式添加，使得上料工序繁琐，且影响制浆效率。而现有的水泥黏土膏浆制备方法存在“人工”或“半人工”的工作状态，即使自动化程度较高的制浆工艺也存在浆液性质不稳定，黏土基浆沉淀不均，异地制浆管路压力损耗较大，不利于孔口注浆压力控制，存在管路安全隐患，而孔口制浆占用场地较大，易增加工程成本，且废浆常造成孔周环境破坏。
发明内容
本发明解决的技术问题是解决现有技术使用化学物质作为添加剂污染严重、浆液性质不稳定及成本高等不足，提供一种多固相改性黏土膏浆制备工艺及设备，该膏浆具有高稠度、低流速、速凝、强抗冲蚀性、低析水率，针对大流量、高径流速度、宽过水通道动水封堵效果优良、“挂壁”效应明显、浆液性能稳定、经济环保等特点；制浆工艺易行高效；设备总占地面积较小、效率高，可产生较大经济效益和环境效益。特别适合矿山帷幕或已采大水矿山帷幕注浆堵水用膏浆及其制备。也可用于其他领域，如岩溶路基加固注浆和采空区充填治理。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种多固相改性黏土膏浆，其特征在于包括以下质量份数配比的原材料组分：黏土、水、固相结构剂、速凝剂、固相增稠剂、固相惰性天然植物加筋剂＝1.32～2.10份：2.57～2.85份：1.00份：0.05～0.10份：0.005～0.01份：0.017～0.033份；是经过搅拌制备工艺制成的，各原材料添加顺序依次为：黏土基浆，包括黏土、水；固相增稠剂，固相结构剂，固相惰性天然植物加筋剂，速凝剂。
优选的，所述膏浆的稠度为56～140mm，流动度为140～220mm，密度为1.330～1.445g/cm3，初凝时间为1.85～5.65h，抗冲蚀率，即冲蚀后残余质量与原质量之比为84.40～98.60％，析水率在1％以内，2h塑性强度为0.010～0.175MPa，3h塑性强度为0.030～1.087MPa。
优选的，所述的黏土基浆密度控制在1.25～1.40g/cm3；所述的的黏土基浆密度控制在1.30g/cm3。
优选的，所述的黏土为岩溶地区碳酸盐岩风化所成粉质黏土；
优选的，所述固相结构剂为P.C 32.5R复合硅酸盐水泥；
优选的，所述速凝剂为液Ⅱ型泡花碱；
优选的，所述固相增稠剂为阴离子型聚丙烯酰胺；
优选的，所述固相惰性天然植物加筋剂为天然植物针状木粉或稻壳。
优选的，所述的黏土为岩溶地区碳酸盐岩风化所成粉质黏土，黏粒含量22.2～24.5％，塑限介于17.2～18.9％之间，塑性指数范围为10.7～11.1。
优选的，所述固相结构剂P.C 32.5R复合硅酸盐水泥，流动度为193mm，初凝与终凝分别为220、280min，3d抗折强度为3.8MPa，抗压强度为16.0MPa，28d抗折强度为7.0MPa，抗压强度为36.3MPa；
优选的，所述速凝剂液Ⅱ型泡花碱，模数为3.2，波美度为35°Be'，钠含量为7.8％，硅含量为24.4％，铁含量为0.05％，水不溶物含量为0.5％；
优选的，所述固相增稠剂阴离子型聚丙烯酰胺，分子量1200万，固含量≥90％；
优选的，所述固相惰性天然植物加筋剂共有两种，固相惰性天然植物加筋剂1为天然植物针状木粉，长度在2～10mm，质地柔韧，表面粗糙，摩擦作用及链接效应较为明显；固相惰性天然植物加筋剂2为稻壳，长度大约5～10mm，直径约为3～4mm，呈半开口梭状。
优选的，所述的多固相改性黏土膏浆为矿山帷幕或大水已采矿山帷幕注浆堵水用膏浆。
以上任一项所述的多固相改性黏土膏浆的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：
A、按配比将黏土和水均匀搅拌，过滤，浆液密度合格得到黏土基浆备用；
B、按配比将增稠剂，结构剂，天然植物加筋剂，速凝剂依次加入到上述黏土基浆中，均匀搅拌，即得到固相改性黏土膏浆。
优选的，所述的多固相改性黏土膏浆的制备工艺，其特征在于对得到固相改性黏土膏浆进行密度检测，如不合格，将不合格的固相改性黏土膏浆返回至黏土基浆基站的废浆沉淀池进行集中处理。
以上任一项所述的多固相改性黏土膏浆的制备设备，其特征在于包括黏土基浆基站和移动平台，所述的黏土基浆基站包括制浆机及其上料机、胶带输送机、供水泵，并连接振动筛，振动筛下方为初浆池；初浆池中有低速搅拌机，初浆池与除砂机连接，除砂机与基浆池相连，基浆池设有基浆自循环泵和液压式密度计；所述移动平台包括与第一固料仓1、第二固料仓2、第三固料仓3连接的搅拌仓；黏土基浆基站配备一个输送泵，黏土基浆基站的输送泵通过基浆输送管路将合格黏土基浆泵送到搅拌仓。
优选的，在于移动平台配备一个输送泵，移动平台的输送泵通过废浆输送管路将不达标稀释膏浆泵送至黏土基浆基站的废浆沉淀池；
优选的，所述所述的黏土基浆基站的上料机采用TDY75型油冷式电动滚筒动力***；胶带输送机采用500-600胶带输送机；制浆机采用LNZ01-40黄泥联合制浆机；振动筛采用ZN-9三相附着式混凝土振动器；初浆池中低速搅拌机采用SZ-JB120泥浆池低速搅拌机；除砂机采用JSN-2B泥浆净化机；分离固相粒度为0.02～8mm；基浆自循环泵采用DYWS100-20多用液下泵。
本发明所述技术方案基于以下原理：一种多固相改性黏土膏浆，其灌注特性源于黏土基浆与各添加剂的耦合作用。固相添加剂呈颗粒或针状体分散在黏土基浆之中，而黏土基浆本身亦为黏土颗粒的水系分散物，固相颗粒表面性质及其相互耦合作用、固相与液相的作用使所述多固相改性黏土膏浆呈现出上述高稠度、低流动性、速凝早强及强抗冲蚀性等特征。固相增稠剂主要作用对象为黏土颗粒，其作用主要表现为胶体吸附及链接，其带电高分子基团可改变土颗粒表面电荷性质，进而促进土颗粒的团聚，而其水溶液高粘度的特性又使得土颗粒间摩擦阻力增大，导致黏土基浆絮凝增稠，但是，增稠剂掺料过大，粘稠的液相基质会将结构剂分割，影响膏浆早强、速凝效果。固相结构剂在膏浆中起骨架作用，是膏浆早强和速凝的基础材料，其颗粒表面具有活性能，可形成颗粒间的链接，进而在黏土基浆中形成网状结构体，黏土颗粒填充于水泥网格中，处于相对稳定的赋存状态。固相天然植物加筋剂为惰性材料，不与其他材料反应，在膏浆体系中起“加筋”链接作用，表面粗糙的针状或梭状植物材料穿插在其他固相材料之间，将各组分捆绑在一起，还可在过水通道中产生“挂壁”效应。同时，干燥木粉加入黏土基浆后能有效吸收基浆中的水分，使得黏土快速固结，达到增稠的效果，但是过量的固相天然植物加筋剂亦将降低结构剂的总接触面积，降低膏浆的凝结速率。液相速凝剂是所述膏浆中主要的早强、速凝促进剂，作用对象为结构剂，速凝剂中主要成分硅酸钠可与水泥水化产物Ca(OH)2反应生成CaSiO3沉淀，使得水泥快速凝结。按以上所述固相添加剂的比例及制备方法即可得到具有以上所述灌注浆液特性的多固相改性黏土膏浆。
本发明效果及较已有技术的优势效果在于：本发明解决的技术问题是解决现有技术使用化学物质作为添加剂污染严重、浆液性质不稳定及成本高等不足，提供一种多固相改性黏土膏浆制备工艺及设备，该膏浆具有高稠度、低流速、速凝、强抗冲蚀性、低析水率，针对大流量、高径流速度、宽过水通道动水封堵效果优良、浆液性能稳定、经济环保等特点，制浆工艺易行高效，成本低，设备总占地面积较小、效率高，添加剂主要为固相成分，且以惰性天然材料增稠剂代替部分化学材料，降低了对浆液其他性质的影响，“挂壁”效应明显。制浆管路压力损耗小，利于孔口注浆压力控制，管路安全，而孔口制浆占用场地小，加工成本低，废浆不会造成孔周环境破坏，可实现废置物料集中处理，经济环保。利于浆液的有效灌注。
所述多固相改性黏土膏浆浆液呈现出高稠度、低流速、速凝、强抗冲蚀性、低析水率等优良特性，对大流量、高径流速度、宽过水通道动水封堵效果良好；固相惰性天然材料增稠剂的使用，不仅增稠效果明显，且可实现废置物料再利用，同时降低了对水环境的影响，经济环保；采用基站-移动平台(星站)双站式制浆方法及基浆-废浆双集中处理模式，在较小场地前提下可实现稳定膏浆的高效制备，有效解决了膏浆输送管路压力问题，实现了废浆的集中处理。所述多固相改性黏土膏浆及其制备方法已达到工业化制备标准，可高效满足强岩溶高流速碳酸盐岩含水层动水帷幕注浆对浆液的要求，在安全、文明施工的同时，取得了良好的经济效益和环境效益。
特别适合矿山帷幕或已大水采矿山帷幕注浆堵水用膏浆及其制备。也可用于其他领域，如岩溶路基加固注浆和采空区充填治理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的制备工艺整体布置图。
图2为本发明的基站黏土基浆制备设备结构及工艺流程图。
图3为本发明的移动平台(星站)膏浆制备设备结构及工艺流程图。
其中，1-黏土基浆基站，2-基浆输送，3-废浆输送，4-移动平台(星站)，5-帷幕线，6-铲车，7-上料机，8-胶带输送机，9-供水泵，10-制浆机，11-振动筛，12-初浆池，13-除砂机，14-基浆池，15-密度计，16-循环泵，17-废浆沉淀池，18-输送泵，19-搅拌仓，20-液料泵，21-固料仓1，22-固料仓2，23-固料仓3，24-注浆管，25-改进搅拌拖泵，26-废浆罐。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
现对本发明提供的一种多固相改性黏土膏浆进行说明。
一种多固相改性黏土膏浆，其特征在于包括以下质量份数配比的原材料组分：黏土、水、固相结构剂、速凝剂、固相增稠剂、固相惰性天然植物加筋剂＝1.32～2.10份：2.57～2.85份：1.00份：0.05～0.10份：0.005～0.01份：0.017～0.033份；是经过搅拌制备工艺制成的，各原材料添加顺序依次为：黏土基浆，包括黏土、水；固相增稠剂，固相结构剂，固相惰性天然植物加筋剂，速凝剂。可作为一种具体实施方式。
优选的，所述膏浆的稠度为56～140mm，流动度为140～220mm，密度为1.330～1.445g/cm3，初凝时间为1.85～5.65h，抗冲蚀率，即冲蚀后残余质量与原质量之比为84.40～98.60％，析水率在1％以内，2h塑性强度为0.010～0.175MPa，3h塑性强度为0.030～1.087MPa。其中，稠度用砂浆稠度仪测得，流动度用水泥胶砂流动度测定仪测得，初凝时间用维卡仪测得，塑性强度用改进的维卡仪测定。可作为一种具体实施方式。
优选的，所述的黏土基浆密度控制在1.25～1.40g/cm3；所述的的黏土基浆密度控制在1.30g/cm3。作为一种具体实施方式。
优选的，所述的黏土为岩溶地区碳酸盐岩风化所成粉质黏土；作为一种具体实施方式。
优选的，所述固相结构剂为P.C 32.5R复合硅酸盐水泥；作为一种具体实施方式。
优选的，所述速凝剂为液Ⅱ型泡花碱；作为一种具体实施方式。
优选的，所述固相增稠剂为阴离子型聚丙烯酰胺；作为一种具体实施方式。
优选的，所述固相惰性天然植物加筋剂为天然植物针状木粉或稻壳。作为一种具体实施方式。
优选的，所述的黏土为岩溶地区碳酸盐岩风化所成粉质黏土，便于就地取材，黏粒含量22.2～24.5％，塑限介于17.2～18.9％之间，塑性指数范围为10.7～11.1。但不限于此种黏土。作为一种具体实施方式。
优选的，所述固相结构剂P.C 32.5R复合硅酸盐水泥，流动度为193mm，初凝与终凝分别为220、280min，3d抗折强度为3.8MPa，抗压强度为16.0MPa，28d抗折强度为7.0MPa，抗压强度为36.3MPa；作为一种具体实施方式。
优选的，所述速凝剂液Ⅱ型泡花碱，模数为3.2，波美度为35°Be'，钠含量为7.8％，硅含量为24.4％，铁含量为0.05％，水不溶物含量为0.5％；作为一种具体实施方式。
优选的，所述固相增稠剂阴离子型聚丙烯酰胺，分子量1200万，固含量≥90％；作为一种具体实施方式。
优选的，所述固相惰性天然植物加筋剂共有两种，固相惰性天然植物加筋剂1为天然植物针状木粉，长度在2～10mm，质地柔韧，表面粗糙，摩擦作用及链接效应较为明显；固相惰性天然植物加筋剂2为稻壳，长度大约5～10mm，直径约为3～4mm，呈半开口梭状。作为一种具体实施方式。
优选的，所述的多固相改性黏土膏浆为矿山帷幕或大水已采矿山帷幕注浆堵水用膏浆。也可用于其他领域，如岩溶路基加固注浆和采空区充填治理。均作为具体实施方式。
参见图1-图3。以上任一项所述的多固相改性黏土膏浆的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：
A、按配比将黏土和水均匀搅拌，过滤，浆液密度合格得到黏土基浆备用；
B、按配比将增稠剂，结构剂，天然植物加筋剂，速凝剂依次加入到上述黏土基浆中，均匀搅拌，即得到固相改性黏土膏浆。
优选的，所述的多固相改性黏土膏浆的制备工艺，其特征在于对得到固相改性黏土膏浆进行密度检测，如不合格，将不合格的固相改性黏土膏浆返回至黏土基浆基站的废浆沉淀池进行集中处理。作为一种具体实施方式。
参见图1-图3。以上任一项所述的多固相改性黏土膏浆的制备设备，其特征在于包括黏土基浆基站和移动平台，所述的黏土基浆基站包括制浆机及其上料机、胶带输送机、供水泵，并连接振动筛，振动筛下方为初浆池；初浆池中有低速搅拌机，初浆池与除砂机连接，除砂机与基浆池相连，基浆池设有基浆自循环泵和液压式密度计；所述移动平台包括与第一固料仓1、第二固料仓2、第三固料仓3连接的搅拌仓；黏土基浆基站配备一个输送泵，黏土基浆基站的输送泵通过基浆输送管路将合格黏土基浆泵送到搅拌仓。
优选的，在于移动平台配备一个输送泵，移动平台的输送泵通过废浆输送管路将不达标稀释膏浆泵送至黏土基浆基站的废浆沉淀池；
优选的，所述的黏土基浆基站的上料机采用TDY75型油冷式电动滚筒动力***；胶带输送机采用500-600胶带输送机；制浆机采用LNZ01-40黄泥联合制浆机；振动筛采用ZN-9三相附着式混凝土振动器；初浆池中低速搅拌机采用SZ-JB120泥浆池低速搅拌机；除砂机采用JSN-2B泥浆净化机；分离固相粒度为0.02～8mm；基浆自循环泵采用DYWS100-20多用液下泵。
具体操作流程为(参见图1、2、3)：一种多固相改性黏土膏浆制备，其整体工艺流程在于所述多固相改性黏土膏浆制备方法采用双站制备模式，包括黏土基浆基站及膏浆制备移动平台，基站和移动平台之间以管路输送基浆和废浆。
①所述1黏土基浆基站制浆流程如下：由6铲车将黏土加入7可控速上料机，7可控速上料机调节给土量向8胶带输送机供应黏土，9定流量供水泵和8胶带输送机按水、土比例向10制浆机上料，10制浆机所制原浆经11振动筛初步筛选进入配有低速搅拌机的12初浆池，12初浆池中的初浆经13除砂机过滤后所得基浆放入14基浆池储备，15液压式密度计实时监测14基浆池中浆液密度，如达不到基浆密度标准，则以基浆代替水进入10制浆机重新制备。14基浆池中配有16基浆自循环泵，确保浆液稳定不离析。
优选，所述上料机采用TDY75型油冷式电动滚筒动力***，给土量可控，胶带宽650mm，圆周速度1.25m/s。
优选，胶带输送机采用500-600胶带输送机，胶带长度6m，立角17°，输送速度1.1m/s，最大输送量110m3/h。
优选，制浆机采用LNZ01-40黄泥联合制浆机，生产能力为40m3/h。
优选，振动筛采用ZN-9三相附着式混凝土振动器，振动频率为2840r/min。
优选，初浆池中低速搅拌机采用SZ-JB120泥浆池低速搅拌机，转速为1440r/min，摆线针轮减速机速比为87，低速搅拌机转速为16.6r/min。
优选，除砂机采用JSN-2B泥浆净化机，处理能力为60～80m3，分离固相粒度为0.02～8mm。
优选，密度计采用自制液压式柱状数显密度计，柱高1m，配套水泵额定流量为25L/min。
优选，循环泵采用DYWS100-20多用液下泵，转速为1440r/min，流量为100m3/h，扬程为20m。
②所述4移动平台(星站)膏浆制备过程如下：黏土基浆通过2基浆输送管路向25改进搅拌拖泵的19搅拌仓定量供给，固相增稠剂、结构剂、天然植物加筋剂称量后依次分别加入21固料仓1、22固料仓2、23固料仓3，最后液相速凝剂以20液料泵添加。上料完毕后，搅拌2min后即可得到所述多固相改性黏土膏浆。24注浆管处膏浆最大灌注压力为8MPa。不合格废浆及灌注余浆可放入26废浆罐，加水搅拌稀释后待排。
优选，所述搅拌拖泵采用JBS40-500搅拌拖泵，亦称混凝土搅拌输送泵，搅拌仓容量为800L，允许进入最大骨料粒径为60mm。改进后的搅拌拖泵，在搅拌仓两侧增加两个固料仓，以适用于多固相添加剂的掺入。
优选，所述废浆罐，在放入废弃膏浆后，加水搅拌稀释以便泵送。其中所配低速搅拌机采用SZ-JB120泥浆池低速搅拌机，转速为1440r/min，摆线针轮减速机速比为87，低速搅拌机转速为16.6r/min。
③所述基站与移动平台之间的双向浆液输送模式，1基站和4移动平台各配备一个18输送泵，1基站的18输送泵通过2基浆输送管路将合格黏土基浆泵送到19搅拌仓，而4移动平台的18输送泵通过3废浆输送管路将不达标稀释膏浆泵送至1黏土基浆基站的17废浆沉淀池。
优选，所述输送泵采用NBB-300/6A泥浆泵，额定流量为300L/min，最大工作压力为7MPa，吸水管直径为89mm，排水管直径为50mm。
以上工艺流程中所涉及设备均可采用发明内容中优选的设备。
以下是多固相改性黏土膏浆更具体的实施例：
实施例1：
制备工艺及配制方法如上述。膏浆组分配比为：黏土基浆密度为1.30g/cm3，1m3基浆中加入300kg结构剂，5kg天然植物加筋剂1，增稠剂添加质量为水泥的0.5％，速凝剂添加质量为水泥的5％。
按以上组分配比及制备工艺所得膏浆技术参数为：稠度为120mm，流动度为190mm，膏浆密度为1.390g/cm3，初凝时间为3.93h，抗冲蚀率为97.08％，析水率0.8％，2h塑性强度为0.015MPa，3h塑性强度为0.038MPa。
实施例2：
制备工艺及配制方法如上述，膏浆组分配比为：黏土基浆密度为1.30g/cm3，1m3基浆中加入300kg结构剂，10kg天然植物加筋剂1，增稠剂添加质量为水泥的0.5％，速凝剂添加质量为水泥的5％。
按以上组分配比及制备工艺所得膏浆技术参数为：稠度为126mm，流动度为187mm，膏浆密度为1.428g/cm3，初凝时间为3.08h，抗冲蚀率为94.60％，析水率0.8％，2h塑性强度为0.036MPa，3h塑性强度为0.054MPa。
实施例3：
制备工艺及配制方法如上述，膏浆组分配比为：黏土基浆密度为1.30g/cm3，1m3基浆中加入300kg结构剂，5kg天然植物加筋剂1，增稠剂添加质量为水泥的1.0％，速凝剂添加质量为水泥的5％。
按以上组分配比及制备工艺所得膏浆技术参数为：稠度为86mm，流动度为182mm，膏浆密度为1.398g/cm3，初凝时间为4.07h，抗冲蚀率为96.23％，析水率0.6％，2h塑性强度为0.019MPa，3h塑性强度为0.043MPa。
实施例4：
制备工艺及配制方法如上述，膏浆组分配比为：黏土基浆密度为1.30g/cm3，1m3基浆中加入300kg结构剂，5kg天然植物加筋剂1，增稠剂添加质量为水泥的0.5％，速凝剂添加质量为水泥的10％。
按以上组分配比及制备工艺所得膏浆技术参数为：稠度为56mm，流动度为140mm，膏浆密度为1.330g/cm3，初凝时间为1.85h，抗冲蚀率为97.72％，析水率0.4％，2h塑性强度为0.174MPa，3h塑性强度为1.087MPa。
实施例5：
制备工艺及配制方法如上述，膏浆组分配比为：黏土基浆密度为1.30g/cm3，1m3基浆中加入300kg结构剂，10kg天然植物加筋剂1，增稠剂添加质量为水泥的0.2％，速凝剂添加质量为水泥的5％。
按以上组分配比及制备工艺所得膏浆技术参数为：稠度为140mm，流动度为215mm，膏浆密度为1.445g/cm3，初凝时间为3.47h，抗冲蚀率为92.76％，析水率0.8％，2h塑性强度为0.019MPa，3h塑性强度为0.044MPa。
实施例6：
制备工艺及配制方法如上述，膏浆组分配比为：黏土基浆密度为1.30g/cm3，1m3基浆中加入300kg结构剂，5kg天然植物加筋剂2，增稠剂添加质量为水泥的0.5％，速凝剂添加质量为水泥的5％。
按以上组分配比及制备工艺所得膏浆技术参数为：稠度为118mm，流动度为187mm，膏浆密度为1.418g/cm3，初凝时间为4.90h，抗冲蚀率为95.72％，析水率1.0％，2h塑性强度为0.011MPa，3h塑性强度为0.030MPa。
实施例7：
制备工艺及配制方法如上述，膏浆组分配比为：黏土基浆密度为1.30g/cm3，1m3基浆中加入300kg结构剂，10kg天然植物加筋剂2，增稠剂添加质量为水泥的0.5％，速凝剂添加质量为水泥的5％。
按以上组分配比及制备工艺所得膏浆技术参数为：稠度为114mm，流动度为185mm，膏浆密度为1.415g/cm3，初凝时间为4.55h，抗冲蚀率为95.31％，析水率0.8％，2h塑性强度为0.013MPa，3h塑性强度为0.030MPa。
实施例8：
制备工艺及配制方法如上述，膏浆组分配比为：黏土基浆密度为1.30g/cm3，1m3基浆中加入300kg结构剂，5kg天然植物加筋剂2，增稠剂添加质量为水泥的0.5％，速凝剂添加质量为水泥的10％。
按以上组分配比及制备工艺所得膏浆技术参数为：稠度为81mm，流动度为150mm，膏浆密度为1.379g/cm3，初凝时间为1.88h，抗冲蚀率为95.06％，析水率0.8％，2h塑性强度为0.077MPa，3h塑性强度为0.206MPa。
注：实施例1、2、3、4、5、6、7、8中的黏土均采用某地区碳酸盐岩风化所得粉质黏土，其基本物性参数见发明内容中的描述。膏浆性能参数测试方法同发明内容中相关部分。
以下是上述各实施例组分及有关参数统计表。
表1
其他实施例配方如下表：
表2
工艺如上述。性能优良，均可达到使用要求。
本发明涉及大水已采矿山帷幕注浆堵水，属于高流速动水强岩溶型已采矿山地下水封堵膏浆及其制备方法。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多固相改性黏土膏浆，其特征在于包括以下质量份数配比的原材料组分：黏土、水、固相结构剂、速凝剂、固相增稠剂、固相惰性天然植物加筋剂＝1.32～2.10份：2.57～2.85份：1.00份：0.05～0.10份：0.005～0.01份：0.017～0.033份；该膏浆是经过搅拌制备工艺制成的，各原材料添加顺序依次为：黏土基浆，包括黏土、水；固相增稠剂，固相结构剂，固相惰性天然植物加筋剂，速凝剂。
2.根据权利要求1所述的多固相改性黏土膏浆，其特征在于所述膏浆的稠度为56～140mm，流动度为140～220mm，密度为1.330～1.445g/cm3，初凝时间为1.85～5.65h，在1.2m/s流速条件下的抗冲蚀率，即冲蚀后残余质量与原质量之比为84.40～98.60％，析水率在1％以内，2h塑性强度为0.010～0.175MPa，3h塑性强度为0.030～1.087MPa。
3.根据权利要求1所述的多固相改性黏土膏浆，其特征在于所述的黏土基浆密度控制在1.25～1.40g/cm3；所述的黏土基浆密度控制在1.30g/cm3。
4.根据权利要求1、2或3所述的多固相改性黏土膏浆，其特征在于所述的黏土为岩溶地区碳酸盐岩风化所成粉质黏土；
所述固相结构剂为P.C 32.5R复合硅酸盐水泥；
所述速凝剂为液Ⅱ型泡花碱；
所述固相增稠剂为阴离子型聚丙烯酰胺；
所述固相惰性天然植物加筋剂为天然植物针状木粉或稻壳。
5.根据权利要求4所述的多固相改性黏土膏浆，其特征在于，所述的岩溶地区碳酸盐岩风化所成粉质黏土，黏粒含量22.2～24.5％，塑限介于17.2～18.9％之间，塑性指数范围为10.7～11.1；所述固相结构剂P.C 32.5R复合硅酸盐水泥，流动度为193mm，初凝与终凝分别为220、280min，3d抗折强度为3.8MPa，抗压强度为16.0MPa，28d抗折强度为7.0MPa，抗压强度为36.3MPa；
所述速凝剂液Ⅱ型泡花碱，模数为3.2，波美度为35°Be'，钠含量为7.8％，硅含量为24.4％，铁含量为0.05％，水不溶物含量为0.5％；
所述固相增稠剂阴离子型聚丙烯酰胺，分子量1200万，固含量≥90％；
所述固相惰性天然植物加筋剂共有两种，固相惰性天然植物加筋剂1为天然植物针状木粉，长度在2～10mm，质地柔韧，表面粗糙，摩擦作用及链接效应较为明显；固相惰性天然植物加筋剂2为稻壳，长度大约5～10mm，直径约为3～4mm，呈半开口梭状。
6.根据权利要求1所述的多固相改性黏土膏浆，其特征在于所述的多固相改性黏土膏浆为矿山帷幕或已采大水矿山帷幕注浆堵水用膏浆。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的多固相改性黏土膏浆的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：
A、按配比将黏土和水均匀搅拌，过滤，浆液密度合格得到黏土基浆备用；
B、按配比将增稠剂，结构剂，天然植物加筋剂，速凝剂依次加入到上述黏土基浆中，均匀搅拌，即得到固相改性黏土膏浆。
8.根据权利要求7所述的多固相改性黏土膏浆的制备工艺，其特征在于对得到固相改性黏土膏浆进行密度检测，如不合格，将不合格的固相改性黏土膏浆返回至黏土基浆基站的废浆沉淀池进行集中处理。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的多固相改性黏土膏浆的制备设备，其特征在于包括黏土基浆基站和移动平台，所述的黏土基浆基站包括制浆机及其上料机、胶带输送机、供水泵，并连接振动筛，振动筛下方为初浆池；初浆池中有低速搅拌机，初浆池与除砂机连接，除砂机与基浆池相连，基浆池设有基浆自循环泵和液压式密度计；所述移动平台包括与第一固料仓1、第二固料仓2、第三固料仓3连接的搅拌仓；黏土基浆基站配备一个输送泵，黏土基浆基站的输送泵通过基浆输送管路将合格黏土基浆泵送到搅拌仓。
10.根据权利要求9所述的多固相改性黏土膏浆的制备设备，其特征在于移动平台配备一个输送泵，移动平台的输送泵通过废浆输送管路将不达标稀释膏浆泵送至黏土基浆基站的废浆沉淀池；
所述的黏土基浆基站的上料机采用TDY75型油冷式电动滚筒动力***，胶带输送机采用500-600胶带输送机，制浆机采用LNZ01-40黄泥联合制浆机，振动筛采用ZN-9三相附着式混凝土振动器；初浆池中低速搅拌机采用SZ-JB120泥浆池低速搅拌机，除砂机采用JSN-2B泥浆净化机，分离固相粒度为0.02～8mm；基浆自循环泵采用DYWS100-20多用液下泵。
CN201810969327.8A 2018-08-23 2018-08-23 多固相改性黏土膏浆制备工艺及设备 Pending CN109020374A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810969327.8A CN109020374A (zh) 2018-08-23 2018-08-23 多固相改性黏土膏浆制备工艺及设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810969327.8A CN109020374A (zh) 2018-08-23 2018-08-23 多固相改性黏土膏浆制备工艺及设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109020374A true CN109020374A (zh) 2018-12-18

Family

ID=64627330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810969327.8A Pending CN109020374A (zh) 2018-08-23 2018-08-23 多固相改性黏土膏浆制备工艺及设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109020374A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110055042A (zh) * 2019-04-26 2019-07-26 介休鑫峪沟集团企业管理有限公司 一种普通黄粘土制取精细化粘土***的方法
CN115432996A (zh) * 2022-10-21 2022-12-06 景德镇陶瓷大学 稻壳陶瓷材料及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2614272Y (zh) * 2003-03-27 2004-05-05 权台煤矿更新厂 移动式水泥浆搅拌机
CN101519966A (zh) * 2009-04-03 2009-09-02 赵平 煤矸石山生态环境综合治理方法
CN102660952A (zh) * 2012-05-30 2012-09-12 湖南宏禹水利水电岩土工程有限公司 可控粘土膏浆灌浆技术
CN102865101A (zh) * 2012-09-20 2013-01-09 河北煤炭科学研究院 一种煤矿采空区充填的方法和充填***
CN103232198A (zh) * 2013-05-06 2013-08-07 中国矿业大学(北京) 矿用粘结性聚合封堵型防灭火材料及其制备方法
CN103880350A (zh) * 2014-02-14 2014-06-25 华北有色工程勘察院有限公司 矿山堵水帷幕湖泥混合浆液及其制备方法
CN104628414A (zh) * 2015-01-26 2015-05-20 河南理工大学 矿用快硬无机充填支护材料及其使用方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2614272Y (zh) * 2003-03-27 2004-05-05 权台煤矿更新厂 移动式水泥浆搅拌机
CN101519966A (zh) * 2009-04-03 2009-09-02 赵平 煤矸石山生态环境综合治理方法
CN102660952A (zh) * 2012-05-30 2012-09-12 湖南宏禹水利水电岩土工程有限公司 可控粘土膏浆灌浆技术
CN102865101A (zh) * 2012-09-20 2013-01-09 河北煤炭科学研究院 一种煤矿采空区充填的方法和充填***
CN103232198A (zh) * 2013-05-06 2013-08-07 中国矿业大学(北京) 矿用粘结性聚合封堵型防灭火材料及其制备方法
CN103880350A (zh) * 2014-02-14 2014-06-25 华北有色工程勘察院有限公司 矿山堵水帷幕湖泥混合浆液及其制备方法
CN104628414A (zh) * 2015-01-26 2015-05-20 河南理工大学 矿用快硬无机充填支护材料及其使用方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110055042A (zh) * 2019-04-26 2019-07-26 介休鑫峪沟集团企业管理有限公司 一种普通黄粘土制取精细化粘土***的方法
CN115432996A (zh) * 2022-10-21 2022-12-06 景德镇陶瓷大学 稻壳陶瓷材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105834012B (zh) 全粒级尾砂胶结充填料浆连续制备***及其制备工艺
CN104929683B (zh) 一种基于深锥浓密机的全尾膏体充填和堆存联合处置方法
CN103437786B (zh) 盾构泥渣净化回收再利用***用于盾构掘进施工的方法
CN101723622A (zh) 泡沫尾砂胶结充填材料及制作方法
CN102924010A (zh) 一种自密实充填膏体及其制备工艺
CN109956712A (zh) 连续式建筑再生骨料充填煤矿采空区***及工艺
CN103074070A (zh) 一种土压平衡盾构泥浆改良剂及其制备方法
CN102758641B (zh) 超大直径盾构同步注浆的施工方法
CN102434204A (zh) 坑采矿山废石-全尾砂管道输送充填***及充填方法
CN104818707A (zh) 应用棉花秸秆固结和固化疏浚淤泥、新吹填土的方法
CN102701672A (zh) 一种用于煤矿充填采空区的泡沫填体及制备充填方法
CN107476821A (zh) 一种超细全尾砂膏体充填***与方法
CN102701671A (zh) 一种大掺量粉煤灰泡沫填体及制备方法
CN109020374A (zh) 多固相改性黏土膏浆制备工艺及设备
CN105696640A (zh) 用于建筑工程填方疏浚泥添料搅拌机械及其施工方法
CN105198329A (zh) 一种高水填充材料及其制备方法和使用方法
CN107555865A (zh) 一种抗水流冲蚀的防渗加固膏浆
CN204221981U (zh) 大坝心墙防渗砾石土料制备装置
CN209211454U (zh) 一种微孔桩的二次灌浆设备
CN108167017A (zh) 一种环保胶凝材料的金属矿山胶结充填方法
CN101863647A (zh) 一种新型免烧、免蒸环保型岩屑岩浆砖
CN107512862A (zh) 一种盾构同步注浆材料专用增粘剂
CN108058269B (zh) 适用于不同流动度及土体的水泥土制备***
CN109485336A (zh) 珊瑚礁地层孔洞填充用灌浆料及其使用方法
CN105821888B (zh) 接岸带的回填方法和装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20181218