CN103553482A - 专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料及其制备方法，无机复合胶凝材料由下述原料组成：复合硅酸盐水泥或水泥熟料、普通硅酸盐水泥、高炉矿渣微粉、工业废石膏、电石渣、粉煤灰、添加剂、柠檬酸和激发剂。其制备方法为：所有原料由烘干机烘干，再由输送带输送到球磨机碾磨后存入原料仓，各原料经输送带输送到混合机进行充分混合后存入成品仓。本发明充填膏体达到了4h不凝固或微凝且塌落度在230mm以上。能够为充填设备维修提供充足的时间，避免长距离输送管道因来不及维修而造成堵管、废管现象发生，能确保8h拆模后可无矿柱连续采矿作业，缩短充填周期，增加采矿产量，提高资源采出率，节约劳动成本，提高生产效率。

Description

专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料及其制备方法

技术领域

 本发明专属于煤矿膏体充填无机胶凝材料技术领域，具体的说法是涉及专门用于煤矿井下以煤矸石为骨料充填的一种无机胶凝材料及其制备方法。

背景技术

 现有技术中煤矿填充胶凝材料分无机、有机两大类，其中有机类材料成本相当高，在实际生产中无法得到广泛应用；无机类材料大体有三种，即普通水泥、胶固粉、高水速凝材料。三种材料各有利弊，其中胶固粉作为煤矸石粉井下充填的粘结材料优点突出，胶固粉是一种全新的全水胶结充填的无机复合材料，可以广泛的应用于采空区填充或作巷道内的填充物，由于其有较好的水固性，可以在短时间内完成凝固进而实现完成对矿道及采空区的支护作用。但现有技术中的胶固粉存在凝结速度较快，在长距离输送尤其在膏体或半膏体充填中容易发生堵管或废管的现象，增加设备和劳动成本，浪费资源，现有技术中的胶固粉还具有在实际充填施工中早强与缓凝、减水与离析两对技术上的矛盾得不到妥善解决等，不利于推广应用的缺点。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的不足，提供一种专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料及其制备方法，是基于积极贯彻国家“十二五规划”中把节能、环保、资源综合利用列为三大重点支持发展的产业政策，重点解决资源综合再利的各项技术难题，降低国内煤矿用煤矸石井下充填材料成本，解决充填施工过程中技术难题而发明的。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料，其由下述重量份的原料组成：3～10份复合硅酸盐水泥、20～35份普通硅酸盐水泥、27.4～69.6份高炉矿渣微粉、6～15份工业废石膏、6.1～12.7份电石渣、20～40份粉煤灰、1～8份添加剂、0.1～2份柠檬酸、0.5～4份激发剂。

作为本发明的优选实施方式，本发明专用于煤矿充填的无机复合胶固粉由下述重量份的原料组成： 5～8份复合硅酸盐水泥、25～30份普通硅酸盐水泥、30～50份高炉矿渣微粉、11～14份工业废石膏、8～11份电石渣、20～30份粉煤灰、1～5份添加剂、0.5～1份柠檬酸、0.5～2.5份激发剂。

作为本发明的最佳实施方式，本发明专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料由下述重量份的原料组成： 6份复合硅酸盐水泥、26份硅酸盐水泥、40份高炉矿渣微粉、10份工业废石膏、9份电石渣、25份粉煤灰、2份添加剂、0.5份柠檬酸、0.5份激发剂。

高炉矿渣微粉为比表面积为380㎡/g～420㎡/g的高炉矿渣微粉。

本发明专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料的制备方法包括如下步骤：

a、首先将复合硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、高炉矿渣微粉、工业废石膏、电石渣、粉煤灰、添加剂、柠檬酸和激发剂用烘干机充分烘干；

b、然后将烘干后的各原料由输送带输送到球磨机，由球磨机碾磨后存入原料仓；

c、最后将各原料按照各自的重量份经输送带到输送到混合机进行充分混合，混合后即得成品，将成品存入成品仓待用。

本发明的有益效果是：本发明是一种以工业固废为主要原料的无机复合胶凝材料，是典型的工业固废再利用技术项目，并且从根本上解决了工业固废对环境污染的难题。且大幅度降低了产品的生产成本和煤矿充填成本，同等条件下使用本发明的煤矿专用充填无机复合胶凝材料，性价比高、同水泥比节约成本约30%或更少，在充填过程中比用水泥或其他同类产品施工工艺简单易于操作及设备维护，是值得推广的技术项目。

本发明为了克服现有技术存在的缺点，提供一种成本低，性价比高、节能环保、应用广泛的煤矿专用充填无机复合胶凝材料及其制备方法。本发明解决了现有技术中存在的早强与缓凝，减水与离析不易攻克的两个技术难题。充填膏体达到了4小时不凝固（或微凝）且塌落度在230mm以上，充填体8小时拆模且强度在0.1mpa以上的充填工艺技术要求。使用本发明能确保为充填设备维修提供充足的时间，避免因管道长距离输送或充填设备故障来不及维修而造成堵管、废管现象的发生，能确保8小时拆模后可无矿柱连续采矿作业，缩短充填周期，增加采矿产量，提高资源采出率，减少工作面搬家次数，节省搬家费用，降低人工成本。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作详细描述。

实施例1：一种专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料，其中包括至少九种组分中的六种组分组成，所述九种组分有：

组分1:  3～10份硫铝酸盐水泥或1～8份硫铝酸盐水泥熟料、铁铝酸盐水泥熟料、氟铝酸盐水泥熟料和高铝酸盐水泥熟料中的一种或它们以任意比例混合而成的混合物；

组分2： 20～35份普通硅酸盐水泥或15～30份硅酸盐水泥熟料；

组分3： 27.4～69.6份高炉水渣微粉（比表面积为380m2/g～420m2/g）；

组分4： 20～40份粉煤灰（国标一、二级）；

组分5： 6～15份工业废石膏；

组分6： 6.1～12.7份电石渣、石灰或水合石灰中的一种或它们以任意比例混合而形成的混合物；

组分7：1～8份硫酸钠、氯化钾、氯化钠、氯化镁、氯化钙、氧化镁、碳酸钠、亚硝酸钠、三乙醇胺、二水石膏、萘系减水剂、木质减水剂、糖钙减水剂、三异丙醇胺中的一种或它们以任意比例混合而成的混合物；

组分8：0.1～2份糖、糖密、木素磺酸盐、酒石酸、酒石酸盐、柠檬酸、柠檬酸盐中的一种或它们以任意比例混合而成的混合物；

组分9：0.5～4份激发剂。

作为本发明的优选实施方式，专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料由下述重量份的原料组成：5～8份的组分1、25～30份的组分2、30～50份的组分3； 20～30份的组分4、11～14份的组分5、8～11份的组分6、1～5份的组分7、0.5～1份的组分8、0.5～2.5份的组分9。

作为本发明的最佳实施方式，专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料由下述重量份的原料组成：6份组分1、26份组分2、40份组分3、25份组分4、2份组分7、0.5份组分8、0.5份组分9。

本发明专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料的制备工艺，其基本步骤如下：

a）首先将选中的组分原料用烘干机充分烘干；

b）然后将烘干后的各组分原料由输送机输送到球磨机由球磨机研磨后存入原料仓；

c）最后将各原料按照各自的组分配比重量经输送机输送到混料机充分混合后即得成品，将成品存入成品仓待用。

实施例2：一种专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料，其由下述重量份的原料组成：3份复合硅酸盐水泥、20份普通硅酸盐水泥、27.4份高炉矿渣微粉、6份工业废石膏、6.1份电石渣、20份粉煤灰、1份添加剂、0.1份柠檬酸、0.5份激发剂。

本发明实施例2中专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料的制备方法包括如下步骤：a、首先3份复合硅酸盐水泥、20份普通硅酸盐水泥、27.4份高炉矿渣微粉、6份工业废石膏、6.1份电石渣、20份粉煤灰、1份添加剂、0.1份柠檬酸和0.5份激发剂用烘干机充分烘干；b、然后将烘干后的各原料由输送带输送到球磨机，由球磨机碾磨后存入原料仓；c、最后将各原料按照各自的重量份经输送带到输送到混合机进行充分混合，混合后即得成品，将成品存入成品仓待用。

实施例3：一种专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料，其由下述重量份的原料组成：6份复合硅酸盐水泥、26份硅酸盐水泥、40份高炉矿渣微粉、10份工业废石膏、9份电石渣、25份粉煤灰、2份添加剂、0.5份柠檬酸、0.5份激发剂。本实施例专用于煤矿充填的无机复合胶固粉的制备方法同实施例1和实施例2基本相同。

实施例4：一种专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料，其由下述重量份的原料组成：10份复合硅酸盐水泥、35份普通硅酸盐水泥、69.6份高炉矿渣微粉、15份工业废石膏、12.7份电石渣、40份粉煤灰、8份添加剂、2份柠檬酸、4份激发剂。本实施例专用于煤矿充填的无机复合胶固粉的制备方法同实施例1和实施例2基本相同。

本发明以上所阐述的一切内容仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，本领域的其他人员对本发明的技术方案进行简单修改或等同替代，都属对本发明的技术方案进行抄袭、侵权行为。

Claims (5)

1.一种专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料，其特征在于：所述专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料由下述重量份的原料组成：3～10份复合硅酸盐水泥、20～35份普通硅酸盐水泥、27.4～69.6份高炉矿渣微粉、6～15份工业废石膏、6.1～12.7份电石渣、20～40份粉煤灰、1～8份添加剂、0.1～2份柠檬酸、0.5～4份激发剂。

2.根据权利要求1所述的专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料，其特征在于：所述专用于煤矿充填的无机复合胶固粉由下述重量份的原料组成：5～8份复合硅酸盐水泥、25～30份普通硅酸盐水泥、30～50份高炉矿渣微粉、11～14份工业废石膏、8～11份电石渣、20～30份粉煤灰、1～5份添加剂、0.5～1份柠檬酸、0.5～2.5份激发剂。

3.根据权利要求2所述的专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料，其特征在于：所述专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料由下述重量份的原料组成：6份复合硅酸盐水泥、26份硅酸盐水泥、40份高炉矿渣微粉、10份工业废石膏、9份电石渣、25份粉煤灰、2份添加剂、0.5份柠檬酸、0.5份激发剂。

4.根据权利要求1、2或3所述的专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料，其特征在于：所述高炉矿渣微粉为比表面积为380㎡/g～420㎡/g的高炉矿渣微粉。

5.根据权利要求1所述的专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料的制备方法，其特征在于：专用于煤矿充填的无机复合胶凝材料的制备方法包括如下步骤：

a、首先将复合硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、高炉矿渣微粉、工业废石膏、电石渣、粉煤灰、添加剂、柠檬酸和激发剂用烘干机充分烘干；

b、然后将烘干后的各原料由输送带输送到球磨机，由球磨机碾磨后存入原料仓；

c、最后将各原料按照各自的重量份经输送带到输送到混合机进行充分混合，混合后即得成品，将成品存入成品仓待用。