專利名稱：一種高水微脹充填材料組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種高水微脹充填材料組合物，屬于采煤技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種充填法采煤所用的充填材料。
背景技術(shù)：
目前在現(xiàn)有技術(shù)中，充填法采煤所用的充填材料主要有煤矸石、水砂、膏體材料，較成熟的是膏體材料，但膏體充填材料不但成本高，而且由于膏體料漿流動性差，增加了輸送難度。采用煤矸石、水砂填料存在勞動強度大，作業(yè)成本高等缺點。目前新的充填材料研發(fā)方向為高水材料(含水率一般在55%以上)，超高水材料(含水量達90%以上)，超高水材料尚在研究階段，沒有公開的配方。中國專利(CN 101792291 A)公開了一種高水膨脹充填材料，該充填材料是由 300 400kg/m3的粉煤灰、O. 2 lkg/m3鋁粉膨脹劑、O. 6 O. 8kg/m3石膏粉延緩劑、O. I O. 3kg/m3招氧熟料速凝劑、30 100kg/m3石灰或水泥固化劑和800 1000kg/m3水組成的漿料，膨脹率為10 30%，流動性較高。但是初凝時間僅為I. 5 2h，不利于充填材料的預(yù)制備，使用時需即時配制，沒有充裕準備時間。并且制備時需要多臺攪拌設(shè)備同時工作，需要較多人力；初凝時間短、膨脹率又高造成易堵管，并降低了最終強度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種流動性高，初凝時間長，終凝強度高的高水微脹充填材料組合物。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種高水微脹充填材料組合物，其特征在于，其重量份組成為100份的水，55 60份的高鈣粉煤灰，I. 5 2. O份的石膏，4 6份的水泥，0. 15 O. 20份的膨脹劑，0. 30 O. 35份的發(fā)泡劑。優(yōu)選的，所述膨脹劑為聚丙烯酸鈉。優(yōu)選的，所述發(fā)泡劑為鎂粉或鋁粉。所述的聚丙烯酸鈉，分子式[C3H3O2Na]n，聚丙烯酸鈉遇水膨脹，吸水率高，而又不會使充填材料過分膨脹。聚丙烯酸鈉作為本發(fā)明組合物的膨脹劑并具有保水作用，亦作為后期養(yǎng)護的補水劑。為了降低生產(chǎn)成品，實現(xiàn)廢物利用，本發(fā)明可使用礦井排放水進行反應(yīng)。所述高鈣粉煤灰可直接選用熱電廠排放的粉煤灰。本發(fā)明組合物的制備方法為在攪拌設(shè)備中，首先加入水，再加入高鈣粉煤灰，連續(xù)攪拌均勻后同時加入石膏，水泥，膨脹劑，發(fā)泡劑，攪拌5分鐘后即得該高水微脹充填材料組合物。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種高水微脹充填材料組合物所具有的有益效果是以礦井排放水，電廠排放的粉煤灰等工業(yè)廢棄物為主要材料，實現(xiàn)廢物利用，降低成本。本發(fā)明組合物含水率達60%以上，水參與反應(yīng)，膨脹率3 10%，28d抗壓強度彡2. 5MPa。本發(fā)明充填材料的成本低，制備方便，流動率大、易輸送，有膨脹性易接頂，實現(xiàn)自流、主動施壓接頂充填采空區(qū)。初凝時間為5 6h，終凝時間10 llh。使用時制備時間充裕，充填后又能快速達到一定抗壓強度，制備簡單、成本低。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明一種高水微脹充填材料組合物作進一步說明。其中實施例I為最佳實施例。實施例I
I、在攪拌設(shè)備中，首先加入100份礦井排放水，再加入57份熱電廠排放的粉煤灰，攪拌均勻。2、攪拌均勻后再同時加入I. 7份石膏，5份水泥，O. 18份聚丙烯酸鈉，O. 33份鎂粉。攪拌5分鐘，即得高水微脹充填材料組合物。通過管道，自流輸送到密封的礦井采空區(qū)中，流動性良好，接頂密實。初凝時間為5. 5h，終凝時間IOh0實施例2I、在攪拌設(shè)備中，首先加入100份礦井排放水，再加入55份熱電廠排放的粉煤灰，攪拌均勻。2、攪拌均勻后再同時加入I. 5份石膏，4份水泥，O. 15份聚丙烯酸鈉，O. 30份鎂粉。攪拌5分鐘，即得高水微脹充填材料組合物。通過管道，自流輸送到密封的礦井采空區(qū)中，流動性良好，接頂密實。初凝時間為6h，終凝時間llh。實施例3I、在攪拌設(shè)備中，首先加入100份礦井排放水，再加入60份熱電廠排放的粉煤灰，攪拌均勻。2、攪拌均勻后再同時加入2份石膏，6份水泥，O. 20份聚丙烯酸鈉，O. 35份鎂粉。攪拌5分鐘，即得高水微脹充填材料組合物。通過管道，自流輸送到密封的礦井采空區(qū)中，流動性良好，接頂密實。初凝時間為5h，終凝時間I Oh。實施例4I、在攪拌設(shè)備中，首先加入100份礦井排放水，再加入58份熱電廠排放的粉煤灰，攪拌均勻。2、攪拌均勻后再同時加入I. 8份石膏，5份水泥，O. 17份聚丙烯酸鈉，O. 32份鎂粉。攪拌5分鐘，即得高水微脹充填材料組合物。通過管道，自流輸送到密封的礦井采空區(qū)中，流動性良好，接頂密實。初凝時間為5. 5h，終凝時間10. 5h。實施例5I、在攪拌設(shè)備中，首先加入100份水，再加入58份高鈣粉煤灰，攪拌均勻。2、攪拌均勻后再同時加入I. 8份石膏，5份水泥，O. 16份聚丙烯酸鈉，O. 33份鋁粉。攪拌5分鐘，即得高水微脹充填材料組合物。
通過管道，自流輸送到密封的礦井采空區(qū)中，流動性良好，接頂密實。初凝時間為5h，終凝時間10. 5h。對比例I組合物配比為100份礦井排放水、57份熱電廠排放的粉煤灰、I. 7份石膏，5份水泥，O. 33份鎂粉。制備方法同實施例I。該組合物通過管道，施壓輸送到密封的礦井采空區(qū)中，流動性差，無法接頂。初凝時間為I. 5h，終凝時間22h。對比例2
組合物配比為100份礦井排放水、55份熱電廠排放的粉煤灰、I. 5份石膏，4份水泥，O. 25份聚丙烯酸鈉，O. 32份鎂粉。制備方法同實施例I。該組合物通過管道，由于膨脹性過大，在自流輸送到密封的礦井采空區(qū)中時多次阻塞管路，最后采用施壓輸送，有一定流動性，實現(xiàn)接頂。初凝時間為5h，終凝時間10h，但是終凝后抗壓強度過低。對比例3組合物配比為100份礦井排放水、58份高鈣粉煤灰、2. O份石膏，6份水泥，O. 10份聚丙烯酸鈉，O. 32份鎂粉。制備方法同實施例I。該組合物通過管道，自流輸送到密封的礦井采空區(qū)中，有一定流動性，但是膨脹性過低無法主動施壓接頂。初凝時間為7h,終凝時間12h。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種高水微脹充填材料組合物，其特征在于，其重量份組成為100份的水，55 60份的高鈣粉煤灰，I. 5 2. 0份的石膏，4 6份的水泥，0. 15 0. 20份的膨脹劑，0. 30 0.35份的發(fā)泡劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高水微脹充填材料組合物，其特征在于所述膨脹劑為聚丙纟布Ife納。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高水微脹充填材料組合物，其特征在于所述發(fā)泡劑為鎂粉或招粉。
4.一種如權(quán)利要求1 3任一項所述的高水微脹充填材料組合物的制備方法，其特征在于，具體步驟為在攪拌設(shè)備中，首先加入水，再加入高鈣粉煤灰，連續(xù)攪拌均勻后同時加入石膏，水泥，膨脹劑，發(fā)泡劑，攪拌5分鐘后即得。
全文摘要
一種高水微脹充填材料組合物，屬于采煤技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種充填法采煤所用的充填材料。其特征在于，其重量份組成為100份的水，55～60份的高鈣粉煤灰，1.5～2.0份的石膏，4～6份的水泥，0.15～0.20份的聚丙烯酸鈉，0.30～0.35份的發(fā)泡劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明充填材料的成本低，制備方便，流動率大易輸送，有膨脹性易接頂，實現(xiàn)自流、主動施壓接頂充填采空區(qū)。初凝時間為5～6h，終凝時間10～11h。使用時制備時間充裕，充填后又能快速達到一定抗壓強度。
文檔編號C04B38/02GK102815963SQ20121034156
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者侯進京, 張友明, 郭恒斌, 康俊才, 楊平 申請人:淄博礦業(yè)集團有限責任公司