CN114436611B - 一种矿山隧道充填胶固粉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及充填材料技术领域，特别涉及一种矿山隧道充填胶固粉，胶固粉按照重量分数比包括以下组分原料：石膏51份、水泥14份、硫酸铝5份、矿渣10份、灰钙10份、生石灰10份；胶固粉与粉煤灰按照1：6~1:8比例混合。本发明的有益效果为：本发明提高了煤炭资源回收率，保护了建筑物及环境，实现了安全开采，充分利用了废弃资源，合“碳达峰，碳中和”的要求，节能环保，循环经济。

Description

一种矿山隧道充填胶固粉
技术领域
本发明涉及充填材料技术领域，特别涉及一种矿山隧道充填胶固粉。
背景技术
目前，用于矿山、隧道填充的胶结材料主要是普通工业水泥，胶固粉和高水速凝材料。早期的矿山胶结充填主要是用水泥做胶凝材料。由于矿山充填不像混凝土生产中那样易于控制集料质量和水灰比，面对尾矿、粉煤灰等废料充填和输送方便、流动性好、泌水量小、接顶效果好、早期强度高等特殊要求，水泥在胶结充填中遇到了一系列问题。高水速凝材料固结充填存在着高水速凝材料来源少、成本高等问题。因此，拓宽充填材料来源的范围、降低充填的成本成为推广充填开采技术的关键因素。
为此，本申请设计了一种矿山隧道充填胶固粉，以解决上述问题。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提出了一种矿山隧道充填胶固粉，此胶固粉是一种可用来填充井下或矿山、隧道的新型胶凝材料，它由尾砂作为骨料，水泥做胶结剂。利用工业固体废物的创新方案合成 ，既解决了工业固废堆放造成环境污染的难题，也节约了天然资源，节能环保，循环经济。
本发明是通过如下技术方案实现的：一种矿山隧道充填胶固粉，包括胶固粉和粉煤灰，其特征在于：
所述胶固粉按照重量分数比包括以下组分原料：石膏51份、水泥14份、硫酸铝5份、矿渣10份、灰钙10份、生石灰10份；
所述胶固粉与粉煤灰按照1：6~1:8比例混合。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述胶固粉为干粉状材料。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述粉煤灰为从燃烧煤粉的电厂锅炉烟气中收集到的细粉末；所述石膏的原料为工业废石膏。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述水泥生产温度为1450摄氏度，所述石膏和矿渣的煅烧温度为160℃。
进一步地，为了更好的实现本发明，所述粉煤灰可等量替换为尾砂或高炉炉渣。
本发明的有益效果是：
本发明的充填胶固粉利用工业固体废物的创新方案合成 ，既解决了工业固废堆放造成环境污染的难题，也节约了天然资源，节能环保，循环经济；本发明的胶固粉满足矿山充填的料浆输送、流动性、滤排水、固化时间和强度等方面的要求，易于控制，节省了充填时间，进而节省了施工成本；本发明的胶固粉具有低水性，自然减水性强、密度高；沁水速度快，粘性好和抗水溶性强，井下潮湿环境反而增强了整体材料的强度，耐久性强；本发明的胶固粉对所能利用的充填料宽容度大，或者有活化激发作用，使其参与固化，提高固化效果；本发明的胶固粉凝固时间短，早期强度高，满足采充循环衔接要求；固化充填体性质稳定，无有害物质溢出或溢出量 满足环保要求。
附图说明
图1为本发明的矿山隧道充填胶固粉与市面其他胶固粉的技术参数对比图；
图2为本发明的矿山隧道充填胶固粉与市面其它胶固粉的技术参数对比图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明的实施例为一种矿山隧道充填胶固粉，本实施例是为提高煤炭资源回收率，保护建筑物及环境，实现安全开采，充分利用废弃资源，向采空区充填矸石、粉煤灰、沙石等复合材料等，控制岩层与地表移动，进行采煤的技术。本实施例的胶固粉为尽可能利用工业废渣和固体废弃物提供了可能；一方面胶固料主要由工业废渣制成,不仅主要原料是矿渣、炉渣等工业废渣,其激发材料也可用磷渣、碱渣等工业废渣或废液替代；另一方面,它所适应的矿山充填料范围也比较宽。不仅可以适应尾砂、粉煤灰、煤矸石等矿山废渣；也可适应黄土、淤泥、风积砂、城市垃圾、化工固体废弃物。
本实施例的胶固粉按照重量份数比包含以下组分原料：石膏51份，水泥14份，硫酸铝5份，矿渣10份，灰钙10份，生石灰10份。本产品为干粉状材料。将干粉状胶固粉材料与粉煤灰按1:6~1：8比例混合充填，流动性好，整体均匀，强度高。
从图1和图2的实验数据可以看出，本实施例的胶固粉符合国家相关标准，强度高，密度适中，并且材料性能优于其他同类产品。
其中，与胶固粉混合用于填充的粉煤灰材料主要是从燃烧煤粉的电厂锅炉烟气中收集到的细粉末。并且生产胶固粉用的石膏原料为工业废石膏，充分实现了废物利用，取得了良好的经济和环境效益。
本实施例除了胶固粉+粉煤灰可以进行填充外，可以充分利用当地充填资源，胶固粉对所用的充填料有良好的适应性。例如可以用：胶固粉+煤矸石、胶固粉+尾砂、胶固粉+高炉炉渣。
对于胶固粉+煤矸石：煤矸石是矿业固体废物的一种，是在掘进、开采和洗煤过程中排出的固体废物。
对于胶固粉+尾砂：其中尾砂包括分级尾砂和全尾砂。不同矿山的全尾砂，其粒级组成不相同。由于不同矿山充填工艺和充填强度的不同，需要对不能满足生产条件的全尾砂进行不同程度的分级处理。但是由于尾砂钟所含硫量为有害物质，再用全尾砂作胶结充填的过程中，应试验确定硫的用量对充填体强度的影响程度。
对于胶固粉+高炉炉渣：用胶固粉+磨细的高炉炉渣代替水泥做充填料，主要是利用高炉炉渣经过处理后的胶结活性，一方面代替部分水泥，另一方面解决冶炼炉渣地表堆积而造成的环境污染。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种矿山隧道充填胶固粉，包括胶固粉和粉煤灰，其特征在于：
所述胶固粉按照重量分数比由以下组分原料组成：石膏51份、水泥14份、硫酸铝5份、矿渣10份、灰钙10份、生石灰10份；
所述胶固粉与粉煤灰按照1：6~1:8比例混合。
2.根据权利要求1所述的矿山隧道充填胶固粉，其特征在于：
所述胶固粉为干粉状材料。
3.根据权利要求1所述的矿山隧道充填胶固粉，其特征在于：
所述粉煤灰为从燃烧煤粉的电厂锅炉烟气中收集到的细粉末；
所述石膏的原料为工业废石膏。
4.根据权利要求1所述的矿山隧道充填胶固粉，其特征在于：
所述水泥生产温度为1450摄氏度，所述石膏和矿渣的煅烧温度为160℃。
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