專利名稱：礦用澆筑料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種澆筑材料，具體為一種煤礦井下沿空留巷巷旁支護技術(shù)中的充填 澆筑材料。
背景技術(shù)：
沿空留巷是煤礦開采的一項創(chuàng)新技術(shù)，它可以提高煤炭回采率，減少掘進數(shù)量，減 輕采掘接續(xù)矛盾，節(jié)約煤炭資源，提高經(jīng)濟效益。我國在沿空留巷技術(shù)的應用方面進行了大 量探索，從薄煤層到厚煤層，從緩傾斜煤層到急傾斜煤層，都有沿空留巷的成功經(jīng)驗。其技 術(shù)的發(fā)展歷程，大致可分為以下四個階段。第一階段從20世紀50年代起，開始采用木棚支護，要求煤層厚度在1. 5米以下。 缺點矸石的沉縮量大、巷內(nèi)支架變形嚴重、維護工作量大、工人壘砌矸石的工效低、勞動強 度大、安全性差等，應用范圍受到極大限制。第二階段從20世紀60年代 70年代，開始采用密集支柱、木垛、矸石帶、砌塊等 作為巷旁支護，巷內(nèi)多采用木棚、工字鋼梯形支架支護，要求煤層厚度在1. 0 2. 5米厚， 該技術(shù)在一定范圍得到推廣應用。第三階段從20世紀80年代 90年代，在引進、吸收國外的沿空留巷技術(shù)的基礎(chǔ) 上，發(fā)展了巷旁充填護巷技術(shù)，巷內(nèi)多采用U型鋼可縮性金屬支架。缺點由于巷內(nèi)支護 大多為被動支護，加之巷旁充填技術(shù)還不完善，其支護技術(shù)難以適應大斷面沿空留巷的要 求，應用范圍又呈減少趨勢。第四階段從21世紀以來，隨著錨網(wǎng)索支護技術(shù)的推廣應用和巷旁充填技術(shù)的不 斷完善，在厚煤層綜采工作面的沿空留巷技術(shù)得到了快速發(fā)展。巷旁支護充填技術(shù)也不斷 完善，截止目前國內(nèi)已有不同原料、不同配比和不同性能的澆筑材料用于沿空留巷巷旁支 護充填墻體，但由于所使用的原材料和配比不同，其性能也各不相同，用于巷旁澆筑的效果 也有較大的區(qū)別，有的澆筑后實體后期強度偏低，需要增加澆筑體的厚度，造成材料浪費； 有的澆筑后早期強度不足，需要延長脫模時間，影響采掘效率；有的在澆筑過程中初凝較 早，坍落度損失較快，影響輸送距離和澆筑效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能快速脫模、輸送距離遠、免振動且充填效果好，澆筑體 后期強度高的新型礦用澆筑料，主要用于煤礦井下沿空留巷巷旁支護墻體的澆筑。本發(fā)明所述的一種礦用澆筑料，由以下重量比的原料經(jīng)混合、攪拌后制成42. 5 級水泥17 19%，中砂35 37%，3 5mm碎石34 36%，II級粉煤灰4 6%，復合添加劑 3 5% ；上述復合添加劑由以下組份的原料制成萘系高效減水劑12 15份；氨基10 15份；羥乙基纖維素0. 05 0. 1份；葡萄糖酸鈉0. 5 1份；檸檬酸1 1. 5份；乙酸鈉 5 15份；碳酸鉀3 12份；石灰1 3份；明礬1 4份；鋁酸三鈣1 2. 4份；碳酸 三鈣21 69. 5份；碳酸鈉0. 1 0. 5份。
本發(fā)明既要滿足4小時快速脫模，又要有良好的和易性，滿足遠距離輸送、免振動 且達到良好的澆筑效果，所以本發(fā)明設計的澆筑料不同于普通混凝土，也不同于自密實混 凝土。在進行配方設計時，需要在設計基本配方的基礎(chǔ)上，做大量的調(diào)試工作，直到試配出 符合工作參數(shù)要求的配方。復合添加劑中，萘系高效減水劑和氨基起減水作用，羥乙基纖維 素起保水作用，葡萄糖酸鈉和檸檬酸起保塑、緩凝作用；乙酸鈉、碳酸鉀起早強作用，石灰起 膨脹作用，明礬起抗收縮作用，鋁酸三鈣、碳酸三鈣起膨脹、早強作用，碳酸鈣起早強作用。復合添加劑的制備方法是根據(jù)拌和設備的規(guī)格容積，按照原料配比，稱取相應原 料分量，加入外加劑干粉拌和機，攪拌4 6分鐘，倒入成品儲存?zhèn)}，最后用包裝機包裝成袋 (50kg)。制備該礦用澆筑料的工藝流程是備料一上料一烘干一篩分一貯存(原料)一計量 (配料)一拌和一包裝一貯存(成品)。1、備料。主要指砂子和石子的儲備。砂子采用天然中砂或人工砂，細度模數(shù)2. 3 3. 0，還可進一步控制含泥量彡3. 0%，泥塊含量彡1. 0%，硫化物及硫酸鹽含量彡1. 0% ；石子 采用碎石或卵石，粒徑3 5mm，還可進一步控制針片狀含量< 15%，含泥量< 1. 0%，泥塊含 量彡0. 5%，硫化物及硫酸鹽含量彡1. 0%。2、上料。采用裝載機上料，膠帶機輸送，要求砂子含水率< 8%，石子含水率< 5%。3、烘干。爐溫大于380°C，砂石出爐溫度不小于100°C，含水率彡0. 5%。4、篩分。去除砂石料中5mm以上雜質(zhì)，砂、石料中粉塵含量彡1. 0%。5、貯存。包括砂、石經(jīng)烘干、篩分后的半成品，還有水泥、粉煤灰。水泥可采用42. 5 級礦渣水泥，有條件時優(yōu)先采用42. 5級普通水泥，其28天抗壓強度不低于42. 5Mpa，抗折強 度不低于6. 5Mpa。粉煤可灰采用II級(細度彡20%，燒失量彡8%，需水量比彡105%，三氧化 硫含量< 3%)。6、配料(計量)。采用電子計量稱，水泥、粉煤灰、外加劑計量誤差< 士 1%，砂子、石 子計量誤差彡士 2%。7、拌和。入料順序先入砂子、石子，再入水泥、粉煤灰，最后加入復合添加劑。采 用邊加入邊攪拌的方式?？偘韬蜁r間不少于180分鐘，其中加入復合添加劑至拌和結(jié)束的 時間不少于90分鐘。8、包裝。采用機械包裝，每袋為50kg，誤差<2%。9、庫存。不得雨淋和受潮，有效期為3個月。使用時，將袋裝成品運輸至井下工作面，用特種設備，經(jīng)上料、拌和、泵送到液壓支 架模板內(nèi)，免振動自動充填澆筑成型，3 4小時后，即可拆除支架模板。本發(fā)明所述的礦用澆筑料性能及效果為
①坍落度220 270mm；
②擴展度550 650mm；
③初凝時間^45分鐘；
④終凝時間90分鐘；
⑤強度4h彡 2. 5MPa, Id 彡 12MPa，3d 彡 17MPa，7d 彡 21MPa，28d 彡 30MPa 以上；
⑥比重1950 2050 kg /m3
通過模擬試驗和井下生產(chǎn)使用，完全滿足沿空留巷巷旁支護充填澆筑要求。
本發(fā)明所述的礦用澆筑料具有速凝早強的優(yōu)點，以便快速脫模，又具有良好的和 易性和流動性，滿足長距離輸送入模后，達到不振動、自密實的充填效果。采用本發(fā)明所述 的礦用澆筑料，每米巷道可增加經(jīng)濟效益3 5萬元左右(根據(jù)煤層厚度和煤質(zhì)情況)。采 用這項技術(shù)，可以合理開發(fā)煤炭資源，提高煤炭資源的回采率，延長礦井的服務年限；可以 少掘巷道，減少掘進成本，緩解采掘接續(xù)緊張的狀況，可以實現(xiàn)Y型通風，對瓦斯抽放有著 重大意義；可以大量利用粉煤灰等工業(yè)固體廢棄物，利于資源的綜合利用和環(huán)境保護。
具體實施例方式實施例1
復合添加劑的制備萘系高效減水劑12千克；氨基10千克；羥乙基纖維素0. 05千克； 葡萄糖酸鈉0. 5千克；檸檬酸1千克；乙酸鈉5千克；碳酸鉀3千克；石灰1千克；明礬1千 克；鋁酸三鈣1千克；碳酸三鈣21千克；碳酸鈉0. 1千克。礦用澆筑料的制備42. 5級水泥17千克，中砂36千克，3 5mm碎石36千克，II 級粉煤灰6千克，復合添加劑5千克。實施例2
復合添加劑的制備萘系高效減水劑15千克；氨基15千克；羥乙基纖維素0. 1千克； 葡萄糖酸鈉1千克；檸檬酸1. 5千克；乙酸鈉15 千克；碳酸鉀12千克；石灰3千克；明 礬4千克；鋁酸三鈣2. 4千克；碳酸三鈣69. 5千克；碳酸鈉0. 5千克。礦用澆筑料的制備42. 5級水泥19千克，中砂37千克，3 5mm碎石36千克，II 級粉煤灰5千克，復合添加劑3千克。實施例3
復合添加劑的制備萘系高效減水劑13千克；氨基12千克；羥乙基纖維素0. 08千克； 葡萄糖酸鈉0. 8千克；檸檬酸1. 2千克；乙酸鈉10千克；碳酸鉀8千克；石灰2千克；明礬 3千克；鋁酸三鈣1. 5千克；碳酸三鈣50千克；碳酸鈉0. 2千克。礦用澆筑料的制備42. 5級水泥18千克，中砂37千克，3 5mm碎石34千克，II 級粉煤灰6千克，復合添加劑5千克。實施例4
復合添加劑的制備萘系高效減水劑13千克；氨基12千克；羥乙基纖維素0. 08千克； 葡萄糖酸鈉0. 8千克；檸檬酸1. 2千克；乙酸鈉10千克；碳酸鉀8千克；石灰2千克；明礬 3千克；鋁酸三鈣1. 5千克；碳酸三鈣50千克；碳酸鈉0. 2千克。礦用澆筑料的制備42. 5級水泥19千克，中砂35千克，3 5mm碎石35千克，II 級粉煤灰6千克，復合添加劑5千克。
權(quán)利要求
1. 一種礦用澆筑料，其特征是由以下重量比的原料經(jīng)混合、攪拌后制成42. 5級水泥 17 19%，中砂35 37%，3 5mm碎石34 36%，II級粉煤灰4 6%，復合添加劑3 5% ； 上述復合添加劑由以下組份的原料制成萘系高效減水劑12 15份；氨基10 15 份；羥乙基纖維素0. 05 0. 1份；葡萄糖酸鈉0. 5 1份；檸檬酸1 1. 5份；乙酸鈉5 15份；碳酸鉀3 12份；石灰1 3份；明礬1 4份；鋁酸三鈣1 2. 4份；碳酸三鈣 21 69. 5份；碳酸鈉0. 1 0. 5份。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種礦用澆筑料，由以下重量比的原料經(jīng)混合、攪拌后制成42.5級水泥17～19%，中砂35～37%，3～5mm碎石34～36%，Ⅱ級粉煤灰4～6%，復合添加劑3～5%；上述復合添加劑由以下組份的原料制成萘系高效減水劑12～15份；氨基10～15份；羥乙基纖維素0.05～0.1份；葡萄糖酸鈉0.5～1份；檸檬酸1～1.5份；乙酸鈉5～15份；碳酸鉀3～12份；石灰1～3份；明礬1～4份；鋁酸三鈣1～2.4份；碳酸三鈣21～69.5份；碳酸鈉0.1～0.5份。本發(fā)明能快速脫模、輸送距離遠、免振動且充填效果好，澆筑體后期強度高，主要用于煤礦井下沿空留巷巷旁支護墻體的澆筑。
文檔編號C04B24/38GK102093017SQ20101059957
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者付漢江, 劉光強, 姚萍, 張敬奎, 張文敬, 李吉生, 汪斌, 王炳慶, 申曉雄, 白宗江, 章家木, 純進財, 賀云庭, 賀海珍, 趙葉, 趙樹毅, 鐘懷章 申請人:山西焦煤集團有限責任公司