CN101386487A - 粉煤灰及煤矸石膏体充填料激发剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种粉煤灰及煤矸石膏体充填料激发剂，由一定重量百分比的硫酸铝钾、氧化钙和氢氧化钠组成。制备方法是按重量百分比称取硫酸铝钾、氧化钙和氢氧化钠，将硫酸铝钾、氧化钙和氢氧化钠按比例装入搅拌机进行混合搅拌，搅拌时间不少于10分钟，搅拌均匀后装袋即可。采用本发明可使粉煤灰及煤矸石膏体充填料中的水泥用量及用水量大大减少，浓度相对提高，其浆体稠度稳定，流态有所增加；本发明既能够保证膏体充填料在规定的时间段应具备的可泵性能，又能够满足膏体在规定的时间段产生的强度指标；在不影响上述各项技术指标的前提下，还可以大比例载入块状煤矸石等废弃料制备膏体充填料，既有利于环境保护也有利于降低膏体充填料的成本。

Description

粉煤灰及煤矸石膏体充填料激发剂
技术领域
本发明涉及一种膏体充填料添加剂，具体涉及一种粉煤灰及煤矸石膏体充填料激发剂。
背景技术
随着工业社会的飞速发展，矿产需求量迅速增加，矿产开采利用引发的环境破坏和废料排放成为相当严峻的问题。为了解决这些问题，也为了提高矿产资源的利用率，国内外近60年一直在研究利用矿山排弃的废料进行充填的新技术。
我国矿山充填技术经过近50年发展过程，已使胶结充填技术与国外的差距逐步缩小，目前最先进的技术之一是膏体充填料泵送工艺。
膏体充填料是用矿山的废料(各行业废料有所不同，但主要还是煤灰、煤矸石、废石、尾砂、冶炼渣等)加上部分胶结材料制备成膏体状稠料，充填到采空区后不析水的物料集合体。膏体充填料一般不采用自流输送工艺，往往采用往复式活塞泵压送，而且泵送管道长度一般大于1000米，同时弯管较多。它在泵送充填的过程中的首要问题是可泵性和稳定性。其泵送特性取决于混合物料的密度、粒级组成和颗粒形状等物理特性。目前我国目前工业上常用的配方是胶结材料+粉状料+砂状料，实际应用中能给予控制的参数只有混合物的用水量和各种物料之比值。
在膏体充填料泵送工艺中要求充填料在一定时间内仍能保持良好的可泵性能(一般需要四小时坍落度损失不大)，同时还要求在较短时间内迅速产生一定强度(8-10小时应大于0.1Mpa)。所以目前国内膏体充填料的配制用控制用水量和粗细物料、胶结材料之比值的方法，在实践中很难掌握。用水量少时，料体浓度高可泵送阻力大，管道容易堵塞，管道堵塞时需大量的劳动力拆卸、清理并重新安装，耽误时间长；用水量大时，料体浓度低，充填后需要排出一部分水，凝结时间过长，强度很难达到要求。而凝结时间过长则直接影响采场的工作进度。特别是目前的膏体充填工艺中很难加入煤矸石、废石等废弃物，并且水泥用量大，成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种粉煤灰及煤矸石膏体充填料激发剂，可使粉煤灰及煤矸石膏体充填料中的水泥用量及用水量大大减少，浓度相对提高，其浆体稠度稳定，流态有所增加，既能够保证膏体在规定的时间段应具备的可泵性能，又能够满足膏体在规定的时间段产生的强度指标。在不影响上述各项技术指标的前提下，还可以大比例载入块状煤矸石等废弃料，既有利于环境保护也有利于降低膏体充填料的成本。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种粉煤灰及煤矸石膏体充填料激发剂，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：
硫酸铝钾15-25％，氧化钙15-25％，氢氧化钠50-70％。
本发明优选技术方案为：一种粉煤灰及煤矸石膏体充填料激发剂，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：
硫酸铝钾20-25％，氧化钙20-25％，氢氧化钠55-60％。
本发明最优选技术方案为：一种粉煤灰及煤矸石膏体充填料激发剂，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：
硫酸铝钾20％，氧化钙20％，氢氧化钠60％。
本发明激发剂的制备方法为：按重量百分比称取硫酸铝钾、氧化钙和氢氧化钠，将硫酸铝钾、氧化钙和氢氧化钠按比例装入搅拌机进行混合搅拌，搅拌时间不少于10分钟，搅拌均匀后装袋。
本发明与现有技术相比具有以下优点：采用本发明可使粉煤灰及煤矸石膏体充填料中的水泥用量及用水量大大减少，浓度相对提高，其浆体稠度稳定，流态有所增加；本发明既能够保证膏体充填料在规定的时间段应具备的可泵性能，又能够满足膏体在规定的时间段产生的强度指标。在不影响上述各项技术指标的前提下，还可以大比例载入块状煤矸石等废弃料制备膏体充填料，既有利于环境保护也有利于降低膏体充填料的成本。
具体实施方式
以下实施例中的各原料均按重量(公斤)计：
实施例1
本实施例的原料组成为：硫酸铝钾15公斤，氧化钙15公斤，氢氧化钠70公斤。
制备方法为：将15公斤硫酸铝钾、15公斤氧化钙和70公斤氢氧化钠装入搅拌机进行混合搅拌，搅拌时间为10分钟，搅拌均匀后装袋。
实施例2
本实施例的原料组成为：硫酸铝钾25公斤，氧化钙25公斤，氢氧化钠50公斤。
制备方法为：将25公斤硫酸铝钾、25公斤氧化钙和50公斤氢氧化钠装入搅拌机进行混合搅拌，搅拌时间为12分钟，搅拌均匀后装袋。
实施例3
本实施例的原料组成为：硫酸铝钾22公斤，氧化钙22公斤，氢氧化钠56公斤。
制备方法为：将22公斤硫酸铝钾、22公斤氧化钙和56公斤氢氧化钠装入搅拌机进行混合搅拌，搅拌时间为11分钟，搅拌均匀后装袋。
实施例4
本实施例的原料组成为：硫酸铝钾20公斤，氧化钙20公斤，氢氧化钠60公斤。
制备方法为：将20公斤硫酸铝钾、20公斤氧化钙和60公斤氢氧化钠装入搅拌机进行混合搅拌，搅拌时间为13分钟，搅拌均匀后装袋。
实施例5
本实施例的原料组成为：硫酸铝钾20公斤，氧化钙25公斤，氢氧化钠55公斤。
制备方法为：将20公斤硫酸铝钾、25公斤氧化钙和55公斤氢氧化钠装入搅拌机进行混合搅拌，搅拌时间为15分钟，搅拌均匀后装袋。
实施例6
本实施例的原料组成为：硫酸铝钾25公斤，氧化钙20公斤，氢氧化钠55公斤。
制备方法为：将25公斤硫酸铝钾、20公斤氧化钙和55公斤氢氧化钠装入搅拌机进行混合搅拌，搅拌时间为15分钟，搅拌均匀后装袋。
实施例7
本实施例的原料组成为：硫酸铝钾17公斤，氧化钙17公斤，氢氧化钠66公斤。
制备方法为：将17公斤硫酸铝钾、17公斤氧化钙和66公斤氢氧化钠装入搅拌机进行混合搅拌，搅拌时间为12分钟，搅拌均匀后装袋。
实施例8
将21公斤硫酸铝钾、21公斤氧化钙和58公斤氢氧化钠装入搅拌机进行混合搅拌，搅拌时间为12分钟，搅拌均匀后装袋即制得本发明激发剂。
本发明的用量：制备膏体充填料时，一般按膏体充填料中胶凝材料的5％掺入本发明激发剂。
2008年10月初在北方某煤矿经过工业性试验，对比数据如下(见表1和表2)：
表1 原煤矿使用的膏体充填料各原料配比(按每方1900公斤折算)
 
材料名称 水泥 二级煤灰 煤矸石(19mm以下) 水 总重量 质量浓度
重量(公斤) 150 1000 200 550 1900 0.710526
由表1中的各原料配比制得的膏体充填料10小时无强度，28天强度为5Mpa。
表2掺入本发明后的膏体充填料各原料配比(按每方1900公斤折算)
 
材料名称 水泥 激发剂 粗煤灰 煤矸石(25mm以下) 水 总重量 质量浓度
重量(kg) 42 19 557 892 390 1900 0.794737
由表2中的各原料配比制得的膏体充填料10小时强度大于0.1Mpa，28天强度为7Mpa。
通过以上两组膏体充填料中各原料配比可以看出，掺入本发明激发剂后，膏体充填料中水泥及水的用量大大减少，煤灰用量减少，煤矸石掺量大大增多，膏体充填料的浓度大大提高。不仅如此，掺入本发明后的膏体充填料的流态、可泵时间以及初期强度都有明显改善。

Claims (3)

1.一种粉煤灰及煤矸石膏体充填料激发剂，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：
硫酸铝钾15-25％，氧化钙15-25％，氢氧化钠50-70％。
2.根据权利要求1所述的粉煤灰及煤矸石膏体充填料激发剂，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：
硫酸铝钾20-25％，氧化钙20-25％，氢氧化钠55-60％。
3.根据权利要求1或2所述的粉煤灰及煤矸石膏体充填料激发剂，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：
硫酸铝钾20％，氧化钙20％，氢氧化钠60％。
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