CN106517940A - 近距煤层高效充填材料 - Google Patents

近距煤层高效充填材料 Download PDF

Info

Publication number
CN106517940A
CN106517940A CN201610959916.9A CN201610959916A CN106517940A CN 106517940 A CN106517940 A CN 106517940A CN 201610959916 A CN201610959916 A CN 201610959916A CN 106517940 A CN106517940 A CN 106517940A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
waste rock
pebbles
rock blocks
filling
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
CN201610959916.9A
Other languages
English (en)
Inventor
张有喜
田利军
宁建国
郭万忠
谭云亮
王�华
杨智文
王钰博
宋召军
赵军
纪润清
王军
李宏宇
王俊
侯宝月
周健
薛天虎
刘学生
胡浩
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.)
Datong Coal Mine Group Co Ltd
Original Assignee
Datong Coal Mine Group 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 Datong Coal Mine Group Co Ltd filed Critical Datong Coal Mine Group Co Ltd
Priority to CN201610959916.9A priority Critical patent/CN106517940A/zh
Publication of CN106517940A publication Critical patent/CN106517940A/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
    • 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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/08—Flue dust, i.e. fly ash
    • 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
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/12—Waste materials; Refuse from quarries, mining or the like
    • 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
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00663—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filling material for cavities or the like
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明具体为一种近距煤层高效充填材料，解决了矸石块、粉煤灰在煤层充填中应用的问题。近距煤层高效充填材料，其中各组分所占质量份数如下，水84~134份，普通硅酸盐水泥164~174份、粉煤灰0~44份，矸石块及石子425~452份，河砂227~291份，早强剂2.8~5.5份，减水剂3.2~3.5份，其中矸石块和石子分别所占两者总量的质量份数为矸石块占85~452份，石子占0~340份。本发明利用大量的实验和数据分析确定了矸石块、粉煤灰在煤层充填中的合适配比。本发明的材料来源广、成本低，能解决矿山企业的排污问题，同时材料单轴抗压强度、坍落度等满足要求。

Description

近距煤层高效充填材料
技术领域
本发明涉及煤矿井下的支护方法，具体为一种近距煤层高效充填材料。
背景技术
在采矿过程中，充填到采场或采空区的砂、石或其他物料统称为充填材料。常用充填材料的组份可以分为三大类：惰性材料、胶凝材料和改性材料。
矿山充填工艺中常用的高效外加剂主要有早强剂和减水剂两种。早强剂能提高充填体早期强度和缩短凝结时间，但对后期强度无明显影响，减水剂能减少拌合料的用水量，在坍落度相同的条件下可以提高充填料浆的浓度。
粉煤灰是从燃煤的热电厂锅炉烟气中收集到的细粉末，也称为飞灰，其成分与高铝粘土相近，主要以玻璃体状态存在。国内外对粉煤灰的性能进行了广泛的研究，在利用粉煤灰代替部分水泥做胶凝剂方面做了大量的试验工作，某些矿山已在充填材料中掺加粉煤灰以提高充填体强度，并用粉煤灰代替部分水泥。在高浓度或膏体充填料浆中，适量粉煤灰的存在可降低管道输送阻力并改善膏体的泵送性能。但是矸石块、粉煤灰以及其他相应材料配方的配比如何选择并没有科学的依据和方法。
发明内容
本发明为了矸石块、粉煤灰在煤层充填中应用的问题，提供了一种近距煤层高效充填材料。
本发明是采用如下技术方案实现的：近距煤层高效充填材料，其中各组分所占质量份数如下，水84~134份，普通硅酸盐水泥164~174份、粉煤灰0~44份，矸石块及石子425~452份，河砂227~291份，早强剂2.8~5.5份，减水剂3.2~3.5份，其中矸石块和石子分别所占两者总量的质量份数为矸石块占85~452份，石子占0~340份。
充填成本是采用胶结充填采矿法的矿山中占总成本较高的一块，充填材料的费用又是构成充填成本的主要部分。因此矿山在选择充填材料时，必须要保证充填材料的来源广、成本低，选用矸石块、粉煤灰等固体工业废料做充填料，不仅成本低廉，而且可以解决矿山企业的工业排污问题。目前大多数胶结充填矿山，充填料浆都采用管道输送的方式，所以充填料浆的流动性必须满足管道输送的要求。合理利用水泥，充分发挥水泥的潜在作用以及用廉价的胶凝材料代替或部分代替水泥是降低充填成本的一个重要途径。在满足其他原则的条件下，应设计简单的料浆配合比和制浆系统，只有在充填规模大、充填材料来源丰富和充分考虑了综合技术经济指标的前提下，才可考虑多种物料的搭配方式。充填体强度必须满足采矿工艺的要求。在控制充填总成本的前提下，选择合理的骨料级配，调整各种充填材料的含量，可以有效的保证充填体强度，满足采矿工艺要求。
水泥中产生强度的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸钙、铁铝酸钙和石膏。膏体胶结料中的用水量，需要满足参与水泥的水化作用的水量，满足集料的吸附水量，同时又要满足混合料的泵送要求。
通过试验手段得到充填体在不同龄期、不同配比条件下的单轴抗压强度、坍落度等参数，并对试验结果进行分析，可以得到较优配比方案。
本发明的有益效果如下：本发明利用大量的实验和数据分析确定了矸石块、粉煤灰在煤层充填中的合适配比。本发明的材料来源广、成本低，能解决矿山企业的排污问题，同时材料单轴抗压强度、坍落度等满足要求。
具体实施方式
近距煤层高效充填材料，其中各组分所占质量份数如下，水84~134份，普通硅酸盐水泥164~174份、粉煤灰0~44份，矸石块及石子425~452份，河砂227~291份，早强剂2.8~5.5份，减水剂3.2~3.5份，其中矸石块和石子分别所占两者总量的质量份数为矸石块占85~452份，石子占0~340份。
具体实施过程中，
水泥细度为0.08mm，方孔筛余6.5%，平均粒径12.6μm，D10=9μm，D50=18μm，D90=47μm，比表面积3100cm2/g。化学成分：MgO为2.02%，SO3为2.6%，烧失量4.18%。标准稠度用水量27.8%。
实施例1
近距煤层高效充填材料，其中各组分所占质量份数如下，水134份，普通硅酸盐水泥164份、粉煤灰44份，矸石块85份，河砂227份，石子340份，早强剂2.8份，减水剂3.2份。
实施例2
近距煤层高效充填材料，其中各组分所占质量份数如下，水84份，普通硅酸盐水泥174份、矸石块452份、河砂291份、早强剂5.5份，减水剂3.5份。
实施例3
近距煤层高效充填材料，其中各组分所占质量份数如下，水127份，普通硅酸盐水泥169份、粉煤灰25份，矸石块及石子440份，河砂256份，早强剂4份，减水剂3.3份，其中矸石块和石子分别所占两者总量的质量份数为矸石块占99份，石子占270份。
实施例4
近距煤层高效充填材料，其中各组分所占质量份数如下，水101份，普通硅酸盐水泥165份、粉煤灰39份，矸石块及石子440份，河砂280份，早强剂3.5份，减水剂3.4份，其中矸石块和石子分别所占两者总量的质量份数为矸石块占260份，石子占140份。

Claims (3)

1.一种近距煤层高效充填材料，其特征在于：其中各组分所占质量份数如下，水84~134份，普通硅酸盐水泥164~174份、粉煤灰0~44份，矸石块及石子425~452份，河砂227~291份，早强剂2.8~5.5份，减水剂3.2~3.5份，其中矸石块和石子分别所占两者总量的质量份数为矸石块占85~452份，石子占0~340份。
2.根据权利要求1所述的近距煤层高效充填材料，其特征在于：石子粒度为5~10mm。
3.根据权利要求1所述的近距煤层高效充填材料，其特征在于：矸石块粒度为5~10mm。
CN201610959916.9A 2016-11-04 2016-11-04 近距煤层高效充填材料 Pending CN106517940A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610959916.9A CN106517940A (zh) 2016-11-04 2016-11-04 近距煤层高效充填材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610959916.9A CN106517940A (zh) 2016-11-04 2016-11-04 近距煤层高效充填材料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106517940A true CN106517940A (zh) 2017-03-22

Family

ID=58326916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610959916.9A Pending CN106517940A (zh) 2016-11-04 2016-11-04 近距煤层高效充填材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106517940A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110469362A (zh) * 2019-08-23 2019-11-19 程海云 一种铁路上覆硝盐矿采空区复合加固浆液及其制备方法
CN111042859A (zh) * 2019-12-30 2020-04-21 中国矿业大学 一种深部矿井煤泥水就地充填方法及煤泥水胶结充填材料
CN111138097A (zh) * 2020-01-14 2020-05-12 山东康格能源科技有限公司 一种用于充填开采的填充材料
CN112239348A (zh) * 2020-10-26 2021-01-19 北矿城生态科技集团有限公司 一种采空区膏体充填料浆及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102924010A (zh) * 2012-10-19 2013-02-13 太原理工大学 一种自密实充填膏体及其制备工艺
CN103936344A (zh) * 2014-01-24 2014-07-23 天地科技股份有限公司 黄土粉煤灰基的煤矿充填材料及其填充方法
CN104556885A (zh) * 2015-02-10 2015-04-29 天津城建大学 一种可泵送的煤矿采空区回填料
CN104556917A (zh) * 2014-12-22 2015-04-29 咸阳东方雨虹建筑材料有限公司 一种早强型煤矿采空区充填材料

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102924010A (zh) * 2012-10-19 2013-02-13 太原理工大学 一种自密实充填膏体及其制备工艺
CN103936344A (zh) * 2014-01-24 2014-07-23 天地科技股份有限公司 黄土粉煤灰基的煤矿充填材料及其填充方法
CN104556917A (zh) * 2014-12-22 2015-04-29 咸阳东方雨虹建筑材料有限公司 一种早强型煤矿采空区充填材料
CN104556885A (zh) * 2015-02-10 2015-04-29 天津城建大学 一种可泵送的煤矿采空区回填料

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110469362A (zh) * 2019-08-23 2019-11-19 程海云 一种铁路上覆硝盐矿采空区复合加固浆液及其制备方法
CN111042859A (zh) * 2019-12-30 2020-04-21 中国矿业大学 一种深部矿井煤泥水就地充填方法及煤泥水胶结充填材料
CN111138097A (zh) * 2020-01-14 2020-05-12 山东康格能源科技有限公司 一种用于充填开采的填充材料
CN111138097B (zh) * 2020-01-14 2022-04-22 山东康格能源科技有限公司 一种用于充填开采的填充材料
CN112239348A (zh) * 2020-10-26 2021-01-19 北矿城生态科技集团有限公司 一种采空区膏体充填料浆及其制备方法
CN112239348B (zh) * 2020-10-26 2021-07-20 北矿城生态科技集团有限公司 一种采空区膏体充填料浆及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102765889B (zh) 一种含粉煤灰的尾矿废石高强混凝土的制备方法
CN103145354B (zh) 一种无熟料复合型尾砂固结剂及其制备方法和应用
WO2016145548A1 (zh) 一种利用工业固体废弃物的自密实混凝土及其制备方法
CN102557561A (zh) 高性能的砂土固结材料及其制备方法和使用方法
AU7022398A (en) High pulp density, fast setting and high early strength backfill method and material
CN102887693A (zh) 矿用充填固结粉及其用途
CN102924005A (zh) 一种具有微膨胀效应的矿山充填用胶凝材料
CN101486533A (zh) 矿业充填用早强胶固粉
CN106517940A (zh) 近距煤层高效充填材料
CN101955341A (zh) 一种粉煤灰基注浆充填材料
CN105218023A (zh) 一种风积沙发泡材料及制备方法
CN113402246B (zh) 一种高浓度浆体材料及其制备方法和应用
CN103787601A (zh) 烧结脱硫灰渣替代石膏的铁矿全尾砂充填胶凝材料
CN105601206A (zh) 一种铁矿废石自密实混凝土
CN105776911A (zh) 超细粒尾矿充填、干堆用的胶凝材料
CN108117338A (zh) 一种利用废弃烧结砖制备煤矿充填膏体的方法
CN105753418A (zh) 一种利用工业副产石膏制备的矿井充填胶凝材料及其制备方法
CN105731948A (zh) 一种微细粒尾矿胶结充填用胶结剂
CN101486556B (zh) 一种矿井留巷支护用膏体泵送填充材料及制备方法
CN105778875A (zh) 一种地聚物油井水泥
CN107746193A (zh) 一种工业废渣油井水泥及其制备方法
Yin et al. Experimental study on gangue backfilling materials improved by soda residue and field measurement of surface subsidence
CN103396066B (zh) 一种快硬型充填材料及其制备方法和应用
KR20130122163A (ko) 광산 폐기물 및 친환경고화재를 활용한 저강도, 고유동성 광산 채굴적 충진재 조성물 제조방법 및 시스템
CN105801062A (zh) 利用磷固体废弃物制备地面自流平材料的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170322

RJ01 Rejection of invention patent application after publication