本發(fā)明適用于一種噴漿材料,尤其適用于一種礦巷道噴漿支護使用的用于煤礦巷道噴漿支護的矸石基噴漿材料。
背景技術(shù):
:環(huán)境與效益始終是一個煤炭企業(yè)追求而又不斷平衡的目標,煤礦開發(fā)產(chǎn)生的煤矸石,已經(jīng)成為我國工業(yè)固體廢物中重要的組成部分,占我國工業(yè)固體廢物堆積量的85%以上,并且還以2~3億噸的速度逐年增長。煤矸石一般都是排放到地面暴露在大氣中,由于其中含有許多有害元素,經(jīng)自然風(fēng)化、雨水淋溶后,其中的有害成分很容易進入土壤和水體,造成礦區(qū)周圍土體、地表水及地下水的污染。解決井下煤炭高強度開采過程中遇到的巷道錨噴支護控制圍巖變形,隔離注漿防漏風(fēng),注漿充填巖層移動控制等一系列問題都需要消耗大量的噴漿材料,巷道噴漿材料考慮采用常用水泥、細沙、石子、速凝劑等材料,巷道噴漿回彈率按40%計算,每千米巷道噴漿消耗量在3000~4000噸左右。其消耗量將非常巨大,且具有逐年增長的趨勢。如何解決煤礦井下漿體材料消耗量大,煤礦井下漿體材料經(jīng)濟成本高,噴漿材料性能效果不理想和煤矸石排放帶來的十分突出的社會與環(huán)境問題,已成為制約我國煤礦安全、綠色開采過程中面臨的技術(shù)難題。技術(shù)實現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的就是針對上述技術(shù)的不足之處,提供一種配方簡單,穩(wěn)定性好的用于煤礦巷道支護的矸石基噴漿材料。為實現(xiàn)上述技術(shù)目的,本發(fā)明的用于煤礦巷道噴漿支護的矸石基噴漿材料,便于在煤礦巷道就地取料配置,包括水泥、砂子、煤矸石和速凝劑,其重量份數(shù)為水泥1份、砂子0~2份、煤矸石2~4份,速凝劑為水泥重量的4%,砂的質(zhì)量占砂、矸石總質(zhì)量的百分率控制在0~50%內(nèi)。所述水泥為強度不低于32.5的普通硅酸鹽水泥;所述砂子細度模數(shù)大于2.5;所述煤矸石最大粒徑不得超過輸送管道最小斷面的1/5~1/3,且不超過噴射厚度的1/3。有益效果:本發(fā)明基于煤礦井下矸石漿體制備技術(shù),實現(xiàn)矸石不升井,將井下掘進矸石、洗選矸石用于噴漿材料。以矸石為粗骨料的噴漿材料的制備技術(shù)和工藝與傳統(tǒng)以石子等為骨料的噴漿材料對比,有以下優(yōu)勢:無需將矸石運出井下,消除排放矸石的環(huán)境污染;配比簡單節(jié)省了大量材料成本;簡化了噴漿材料的運輸系統(tǒng)。為基于煤礦井下矸石漿體制備技術(shù)的研發(fā)奠定基礎(chǔ),通過工業(yè)試驗,進而推廣到全國其他礦區(qū),具有重要的經(jīng)濟和工程價值。具體實施方式下面結(jié)合本申請的實施例做進一步說明:本發(fā)明的用于煤礦巷道噴漿支護的矸石基噴漿材料,便于在煤礦巷道就地取料配置,直接在礦井下就地取材,利用煤矸石和水,配上水泥、砂子和速凝劑組成。水泥、砂子、煤矸石和速凝劑之間的重量份數(shù)為水泥1份、砂子0~2份、煤矸石2~4份,速凝劑為水泥重量的4%,砂的質(zhì)量占砂、矸石總質(zhì)量的百分率控制在0~50%內(nèi)。所述水泥為強度不低于32.5的普通硅酸鹽水泥;所述砂子細度模數(shù)大于2.5;所述的所述速凝劑為灰霸牌混凝土速凝劑,所述煤矸石最大粒徑不得超過輸送管道最小斷面的1/5~1/3,且不超過噴射厚度的1/3。煤矸石為開灤集團唐山礦的洗選矸石。表1為3個組分原料方案:表1方案水泥/kg煤矸石/kg砂子/kg速凝劑/kg11.14.40.00.04424.0414.142.020.161731.13.31.10.044將上述各方案原料加水混合制成70*70cm的立方體試塊和50*50cm圓柱體試塊,對所制成的試塊進行單軸抗壓強度試驗、劈裂試驗。所制成的試件的抗壓強度和抗拉強度如表2所示。表2方案抗壓強度/mpa抗拉強度/mpa110.5821.525211.6421.288312.7961.308實施例1:一種用于煤礦巷道支護的矸石基噴漿材料,由下列重量的原料組成:水泥1.1kg、煤矸石4.4kg、速凝劑0.044kg。所述水泥為強度不低于32.5的普通硅酸鹽水泥;所述的煤矸石為開灤集團唐山礦的洗選矸石,其中:0~2mm粒徑的重量為1.32kg、2~5mm粒徑的重量為0.96kg、5~10mm粒徑的重量為1.17kg、10~15mm粒徑的重量為0.95kg;所述速凝劑為灰霸牌混凝土速凝劑。將上述原料加水混合制成70*70cm的立方體試塊和50*50cm圓柱體試塊,對所制成的試塊進行單軸抗壓強度試驗、劈裂試驗。所制成的試件的抗壓強度為11.796mpa。所制成的試件的抗拉強度為1.171mpa實施例2:一種用于煤礦巷道支護的矸石基噴漿材料,由下列重量的原料組成:水泥4.04kg、煤矸石14.14kg、砂子2.02kg、速凝劑0.1617kg。所述水泥為強度不低于32.5的普通硅酸鹽水泥;所述的煤矸石為開灤集團唐山礦的洗選矸石,其中:2~5mm粒徑的重量為14.14kg;所述砂子細度模數(shù)大于2.5;所述速凝劑為灰霸牌混凝土速凝劑。將上述原料加水混合制成70*70cm的立方體試塊和50*50cm圓柱體試塊,對所制成的試塊進行單軸抗壓強度試驗、劈裂試驗。所制成的試件的抗壓強度為11.642mpa。所制成的試件的抗拉強度為1.288mpa。實施例3:一種用于煤礦巷道支護的矸石基噴漿材料,由下列重量的原料組成:水泥1.1kg、煤矸石3.3kg、砂子1.1kg、速凝劑0.044kg。所述水泥為強度不低于32.5的普通硅酸鹽水泥;所述的煤矸石為開灤集團唐山礦的洗選矸石,其中:0~2mm粒徑的重量為1.59kg、2~5mm粒徑的重量為1.71kg;所述砂子細度模數(shù)大于2.5;所述速凝劑為灰霸牌混凝土速凝劑。將上述原料加水混合制成70*70cm的立方體試塊和50*50cm圓柱體試塊,對所制成的試塊進行單軸抗壓強度試驗、劈裂試驗。所制成的試件的抗壓強度為12.796mpa。所制成的試件的抗拉強度為1.308mpa。實施例4:一種用于煤礦巷道支護的矸石基噴漿材料,由下列重量的原料組成:水泥1.1kg、煤矸石3.3kg、砂子1.1kg、速凝劑0.044kg。所述水泥為強度不低于32.5的普通硅酸鹽水泥;所述的煤矸石為開灤集團唐山礦的洗選矸石,其中:0~2mm粒徑的重量為1.2kg、2~5mm粒徑的重量為0.7kg、5~10mm粒徑的重量為0.79kg、10~15mm粒徑的重量為0.61kg;所述砂子細度模數(shù)大于2.5;所述速凝劑為灰霸牌混凝土速凝劑。將上述原料加水混合制成70*70cm的立方體試塊和50*50cm圓柱體試塊,對所制成的試塊進行單軸抗壓強度試驗、劈裂試驗。所制成的試件的抗壓強度為11.304mpa。所制成的試件的抗拉強度為1.195mpa實施例5:一種用于煤礦巷道支護的矸石基噴漿材料,由下列重量的原料組成:水泥2.2kg、煤矸石2.2kg、速凝劑0.044kg。所述水泥為強度不低于32.5的普通硅酸鹽水泥;所述的煤矸石為開灤集團唐山礦的洗選矸石,其中:2~5mm粒徑的重量為2.2kg;所述速凝劑為灰霸牌混凝土速凝劑。將上述原料加水混合制成70*70cm的立方體試塊和50*50cm圓柱體試塊,對所制成的試塊進行單軸抗壓強度試驗、劈裂試驗。所制成的試件的抗壓強度為9.520mpa。所制成的試件的抗拉強度為1.511mpa通過對傳統(tǒng)以石子為骨料的漿體材料進行單軸抗壓強度試驗、劈裂試驗。得到以石子等為骨料的漿體材料試件的抗壓強度為11.23mpa,抗拉強度為0.7896mpa。規(guī)定在矸石漿體材料中,若抗壓強度和抗拉強度任一項優(yōu)于石子漿體材料,而另一項不小于石子漿體材料的80%,則認為該矸石漿體材料的力學(xué)性能合格。上述方案中漿體材料與傳統(tǒng)以石子為骨料的漿體材料對比可知,其力學(xué)性能優(yōu)于石子漿體材料,可以完全取代傳統(tǒng)以石子為骨料的漿體材料。當前第1頁12