CN103253915B

CN103253915B - 一种矸石基膏体充填料的制备方法

Info

Publication number: CN103253915B
Application number: CN201310192023.2A
Authority: CN
Inventors: 张玉军; 孙希奎; 江兆利; 施现院; 高思强; 谢志鸿; 张�浩; 轩召军; 毕智强
Original assignee: XUCHANG COAL MINE ZIBO MINING GROUP CO Ltd
Current assignee: XUCHANG COAL MINE ZIBO MINING GROUP CO Ltd
Priority date: 2013-05-22
Filing date: 2013-05-22
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2033-05-22
Also published as: CN103253915A

Abstract

一种矸石基膏体充填料的制备方法，属于矿用膏体充填技术领域。本发明利用外加剂代替传统矸石膏体充填料内的粉煤灰，降低充填成本，所述充填骨料包含以下配比，由以下重量百分比的原料搅拌均匀制得：矸石粉67%~71%，水泥10%~14%，水17%~19%，矸石膏体活化剂0.25~0.7%；所述矸石膏体活化剂占水泥用量的2.5%~5%。，按上述比例配比材料其充填体性能可达到：28天抗压强度超过5MPa；塌落度：18~28cm，按上述比例配比材料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，极大程度的降低膏体充填料的成本。

Description

一种矸石基膏体充填料的制备方法

技术领域

一种矸石基膏体充填料的制备方法，属于矿用膏体充填技术领域，具体涉及一种外加剂完全替代充填骨料中的粉煤灰的充填料。

背景技术

随着我国城市化、城镇化建设进程的加快，煤炭资源压占面积更广、量更大，致使矿井的可采资源总量急速降低，严重制约矿井的可持续发展。为了实现“三下”压煤和永久保安煤柱的安全开采，解放煤矿开采产生大量呆滞资源，控制地表沉陷，保护地面建筑物，实现矿区生产及社会的和谐发展有利的促进了地方建设和经济的发展，解决了大量的农村劳力就业问题，同时避免了工农矛盾的发生，实现了煤炭企业和当地经济建设的双赢。

目前，传统的充填料采用矸石粉、水泥、粉煤灰加水成型膏体材料，根据充填实际情况和配比试验统计，充填1m3膏体需消耗水泥240kg、粉煤灰260kg、矸石1012kg。近年来随着煤矿周边城镇化、基础设施建设速度加快及煤矿实施膏体充填开采的大量需求，粉煤灰价格不断上涨，导致充填成本大大增加。因此，在保证膏体性能的前提下，研发粉煤灰的替代产品、降低充填成本，势在必行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种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，充填成本低的一种矸石基膏体充填料的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种矸石基膏体充填料的制备方法，其特征在于，由以下重量百分比的原料搅拌均匀制得：矸石粉67%~71%，水泥10%~14%，水17%~19%，矸石膏体活化剂0.25~0.7%；所述矸石膏体活化剂占水泥用量的2.5%~5%。

优选的，由以下重量百分比的原料搅拌均匀制得矸石粉：矸石粉69 %；水泥12.6 %；水18.08 %；矸石膏体活化剂0.32%，所述矸石膏体活化剂占水泥用量的2.5%。

优选的，所述的矸石膏体活化剂由以下重量百分比的原料组成：萘系高效减水剂15%~25%；氨基酸盐减水剂3%~5%；葡萄糖酸钠溶液6%~12%；松香皂引气剂5%~9%；水51%~69%。

优选的，矸石膏体活化剂由以下重量百分比的原料组成：萘系高效减水剂22%；氨基酸盐减水剂3%；葡萄糖酸钠溶液7.7%；松香皂引气剂6%；水61.3%。

按上述比例将萘系高效减水剂、氨基酸盐减水剂、葡萄糖酸钠溶液、松香皂引气剂、水依次投放配制容器中，搅拌10分钟，待其充分融合后，泵送至储料罐中存储。

萘系高效减水剂可使膏体充填料需水量减少，减少泌水，提高膏体充填料保水性能；松香皂引气剂可引入气泡，使膏体充填料和易性增加，减少膏体充填料与管路的摩擦阻力；葡萄糖酸钠是一种高效的缓凝剂，可保持膏体的工作度在四小时内都有良好状态。四种材料相互配合相互影响，可使膏体的性能达到理想状态。

优选的，所述的矸石粉粒径≤15mm。

优选的，所述的水泥为普通硅酸盐水泥；

实际操作时，先将矿水洗矸石经高细破碎机破碎后，将破碎料用皮带输送至筛分机筛分，合格料通过皮带存放至储料堆棚，不合格料通过反向皮带输送机返回高细破碎机再次破碎至合格。将水泥存放在水泥仓内，水存放在蓄水池。正常生产时，矸石粉经称量后存放至矸石待料斗中、水泥存放至水泥称量斗中、矸石膏体活化剂存放至外加剂称量斗中，由集控系统控制各材料依次投放至搅拌机内搅拌。

本发明充填站优先选用连续式搅拌，设计充填能力150m3/h，根据需要可连续工作。配比搅拌设备设计的装备是双套设备，即一用一备，且并行工作由电脑集控室控制。

按上述比例配比材料配置的充填体性能可达到：塌落度：15~28cm，28天抗压强度5MPa。

与现有技术相比，本发明的一种矸石基膏体充填料的制备方法所具有的有益效果是：本发明利用外加剂来代替充填料中的粉煤灰，实现在没有粉煤灰的情况下矸石基膏体充填料仍然具有良好的流动性和和易性，甚至具有更好的保水性能和更长的充填料初凝时间，矸石基膏体充填料制备，输送更方便简单。本发明使用外加剂来代替充填料中的粉煤灰后在基础设备建设中使用储料罐配合管路、称量斗即可实施，而粉煤灰需要的大面积储料仓和运送设备才能实施，大大节约了占地面积和建设成本。且液体状态的外加剂更容易实现集中控制系统的配料系统。最主要的在每立方膏体使用矸石膏体活化剂代替粉煤灰后生产成本大大减低。因此，本发明的矸石基膏体充填料的制备方法生产实用更加方便，有利于可持续发展，且经济效益十分可观。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明一种矸石基膏体充填料的制备方法做进一步说明，其中实施例1为最佳实施例。

以下实施例中的各原料均按重量（kg）计：

实施例1：

本实施例的原料组成为：矸石粉1314kg，水泥240kg，矸石膏体活化剂6.1kg，水345kg，质量浓度为81.9 %。其中对各组成分材料的品质要求如下：

矸石粉：粒径粒径≤15mm；矸石膏体活化剂：萘系高效减水剂22份、氨基酸盐减水剂3份、葡萄糖酸钠溶液7.7份、松香皂引气剂6份、水61.3份混匀配置的矸石膏体活化剂；水泥：普通硅酸盐水泥；水：普通工业用水。

实施例2：

本实施例的原料组成为：矸石粉1397kg，水泥240kg，矸石膏体活化剂8kg，水337kg，质量浓度为 83%。其中对各组成分材料的品质要求如下：

矸石粉：粒径粒径≤15mm；矸石膏体活化剂：萘系高效减水剂20份、氨基酸盐减水剂4.5份、葡萄糖酸钠溶液7份、松香皂引气剂8份、水60.5份混匀配置的矸石膏体活化剂；水泥：普通硅酸盐水泥；水：普通工业用水。

实施例3：

本实施例的原料组成为：矸石粉1149kg，水泥240kg，矸石膏体活化剂6kg，水320kg，质量浓度为 81.3%。其中对各组成分材料的品质要求如下：

矸石粉：粒径≤15mm；矸石膏体活化剂：萘系高效减水剂15份、氨基酸盐减水剂5份、葡萄糖酸钠溶液6份、松香皂引气剂5份、水69份混匀配置的矸石膏体活化剂；水泥：普通硅酸盐水泥；水：普通工业用水。

实施例4：

本实施例的原料组成为：矸石粉1704kg，水泥240kg，矸石膏体活化剂12kg，水444kg，质量浓度为 81.5%。其中对各组成分材料的品质要求如下：

矸石粉：粒径≤15mm；矸石膏体活化剂：萘系高效减水剂25份、氨基酸盐减水剂3份、葡萄糖酸钠溶液12份、松香皂引气剂9份、水51份混匀配置的矸石膏体活化剂；水泥：普通硅酸盐水泥；水：普通工业用水。

表1为实施例1~4和粉煤灰浆料对比例所用原料和测试结果对比。

通过以上实施例1~4和粉煤灰浆料对比例的五组膏体充填料的实验情况对比可以看出，本发明的矸石膏体活化剂在膏体充填料的配制中可完全替代粉煤灰，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，极大程度的降低膏体充填料的成本。

目前国内外膏体充填使用的充填泵额定泵送能力最大为150m3/h，按照每天连续充填10小时、充填体积为1500m3、每立方膏体需矸石膏体活化剂6kg计算，需使用矸石膏体活化剂为9000kg，需建造一个10吨容量的储料罐管配合管路、称量斗及集中控制系统的配料系统。同样，充填1500m3膏体，按每立方膏体需粉煤灰260kg计算，需使用粉煤灰390000kg，需建造2个容积为400m3的储料仓。需要建造2个容积为400m3储料仓配合螺旋喂料机、称量斗及集中控制系统的配料系统。两者相比基建费用，本发明仅需传统粉煤灰充填料的百分之五左右。同时按照目前生产情况每立方膏体使用矸石膏体活化剂代替粉煤灰可节省百分之二十五左右的成本费，以单面年产30万吨、双面交替生产年产60万吨原煤为例，每年可节省充填成本数百万元。因此，本发明使用矸石膏体活化剂代替粉煤灰经济效益十分可观。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.一种矸石基膏体充填料的制备方法，其特征在于，由以下重量百分比的原料搅拌均匀制得：矸石粉67%~71%，水泥10%~14%，水17%~19%，矸石膏体活化剂0.25~0.7%；所述矸石膏体活化剂占水泥用量的2.5%~5%；

所述的矸石膏体活化剂由以下重量百分比的原料组成：萘系高效减水剂15%~25%；氨基酸盐减水剂3%~5%；葡萄糖酸钠溶液6%~12%；松香皂引气剂5%~9%；水51%~69%。

2.根据权利要求1所述的一种矸石基膏体充填料的制备方法，其特征在于，由以下重量百分比的原料搅拌均匀制得：矸石粉69 %；水泥12.6 %；水18.08 %；矸石膏体活化剂0.32%，所述矸石膏体活化剂占水泥用量的2.5%。

3.根据权利要求1或2所述的一种矸石基膏体充填料的制备方法，其特征在于：所述的矸石膏体活化剂由以下重量百分比的原料组成：萘系高效减水剂22%；氨基酸盐减水剂3%；葡萄糖酸钠溶液7.7%；松香皂引气剂6%；水61.3%。

4.根据权利要求1或2所述的一种矸石基膏体充填料的制备方法，其特征在于：所述的矸石粉粒径≤15mm。

5.根据权利要求1或2所述的一种矸石基膏体充填料的制备方法，其特征在于：所述的水泥为普通硅酸盐水泥。