專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料及其製備方法
2023-07-28 23:53:56 1
專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料及其製備方法，無機複合膠凝材料由下述原料組成：複合矽酸鹽水泥或水泥熟料、普通矽酸鹽水泥、高爐礦渣微粉、工業廢石膏、電石渣、粉煤灰、添加劑、檸檬酸和激發劑。其製備方法為：所有原料由烘乾機烘乾，再由輸送帶輸送到球磨機碾磨後存入原料倉，各原料經輸送帶輸送到混合機進行充分混合後存入成品倉。本發明充填膏體達到了4h不凝固或微凝且塌落度在230mm以上。能夠為充填設備維修提供充足的時間，避免長距離輸送管道因來不及維修而造成堵管、廢管現象發生，能確保8h拆模後可無礦柱連續採礦作業，縮短充填周期，增加採礦產量，提高資源採出率，節約勞動成本，提高生產效率。
【專利說明】專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明專屬於煤礦膏體充填無機膠凝材料【技術領域】，具體的說法是涉及專門用於煤礦井下以煤矸石為骨料充填的一種無機膠凝材料及其製備方法。
【背景技術】
[0002]現有技術中煤礦填充膠凝材料分無機、有機兩大類，其中有機類材料成本相當高，在實際生產中無法得到廣泛應用；無機類材料大體有三種，即普通水泥、膠固粉、高水速凝材料。三種材料各有利弊，其中膠固粉作為煤矸石粉井下充填的粘結材料優點突出，膠固粉是一種全新的全水膠結充填的無機複合材料，可以廣泛的應用於採空區填充或作巷道內的填充物，由於其有較好的水固性，可以在短時間內完成凝固進而實現完成對礦道及採空區的支護作用。但現有技術中的膠固粉存在凝結速度較快，在長距離輸送尤其在膏體或半膏體充填中容易發生堵管或廢管的現象，增加設備和勞動成本，浪費資源，現有技術中的膠固粉還具有在實際充填施工中早強與緩凝、減水與離析兩對技術上的矛盾得不到妥善解決等，不利於推廣應用的缺點。
【發明內容】
[0003]本發明為了克服現有技術存在的不足，提供一種專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料及其製備方法，是基於積極貫徹國家「十二五規劃」中把節能、環保、資源綜合利用列為三大重點支持發展的產業政策，重點解決資源綜合再利的各項技術難題，降低國內煤礦用煤矸石井下充填材料成本，解決充填施工過程中技術難題而發明的。
[0004]本發明是通過以下技術方案實現的:一種專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料，其由下述重量份的原料組成:3~10份複合矽酸鹽水泥、20~35份普通矽酸鹽水泥、27.4~69.6份高爐礦渣微粉、6~15份工業廢石膏、6.1~12.7份電石渣、20~40份粉煤灰、I~8份添加劑、0.1~2份檸檬酸、0.5~4份激發劑。
[0005]作為本發明的優選實施方式，本發明專用於煤礦充填的無機複合膠固粉由下述重量份的原料組成:5~8份複合矽酸鹽水泥、25~30份普通矽酸鹽水泥、30~50份高爐礦渣微粉、11~14份工業廢石膏、8~11份電石渣、20~30份粉煤灰、I~5份添加劑、
0.5~1份檸檬酸、0.5~2.5份激發劑。
[0006]作為本發明的最佳實施方式，本發明專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料由下述重量份的原料組成:6份複合娃酸鹽水泥、26份娃酸鹽水泥、40份高爐礦洛微粉、10份工業廢石膏、9份電石洛、25份粉煤灰、2份添加劑、0.5份檸檬酸、0.5份激發劑。
[0007]高爐礦渣微粉為比表面積為380 m2 /g~420 Hl2 /g的高爐礦渣微粉。
[0008]本發明專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料的製備方法包括如下步驟:
a、首先將複合矽酸鹽水泥、普通矽酸鹽水泥、高爐礦渣微粉、工業廢石膏、電石渣、粉煤灰、添加劑、檸檬酸和激發劑用烘乾機充分烘乾；
b、然後將烘乾後的各原料由輸送帶輸送到球磨機，由球磨機碾磨後存入原料倉；C、最後將各原料按照各自的重量份經輸送帶到輸送到混合機進行充分混合，混合後即得成品，將成品存入成品倉待用。
[0009]本發明的有益效果是:本發明是一種以工業固廢為主要原料的無機複合膠凝材料，是典型的工業固廢再利用技術項目，並且從根本上解決了工業固廢對環境汙染的難題。且大幅度降低了產品的生產成本和煤礦充填成本，同等條件下使用本發明的煤礦專用充填無機複合膠凝材料，性價比高、同水泥比節約成本約30%或更少，在充填過程中比用水泥或其他同類產品施工工藝簡單易於操作及設備維護，是值得推廣的技術項目。
[0010]本發明為了克服現有技術存在的缺點，提供一種成本低，性價比高、節能環保、應用廣泛的煤礦專用充填無機複合膠凝材料及其製備方法。本發明解決了現有技術中存在的早強與緩凝，減水與離析不易攻克的兩個技術難題。充填膏體達到了 4小時不凝固(或微凝)且塌落度在230mm以上，充填體8小時拆模且強度在0.1mpa以上的充填工藝技術要求。使用本發明能確保為充填設備維修提供充足的時間，避免因管道長距離輸送或充填設備故障來不及維修而造成堵管、廢管現象的發生，能確保8小時拆模後可無礦柱連續採礦作業，縮短充填周期，增加採礦產量，提高資源採出率，減少工作面搬家次數，節省搬家費用，降低人工成本。
【具體實施方式】
[0011]以下結合具體實施例對本發明作詳細描述。
[0012]實施例1:一種專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料，其中包括至少九種組分中的六種組分組成，所述九種組分有:
組分1: 3~10份硫鋁酸鹽水泥或I~8份硫鋁酸`鹽水泥熟料、鐵鋁酸鹽水泥熟料、氟鋁酸鹽水泥熟料和高鋁酸鹽水泥熟料中的一種或它們以任意比例混合而成的混合物；組分2: 20~35份普通矽酸鹽水泥或15~30份矽酸鹽水泥熟料；
組分3: 27.4- 69.6份高爐水渣微粉(比表面積為380m2 /g~420m2 /g)；
組分4: 20~40份粉煤灰(國標一、二級)；
組分5: 6~15份工業廢石膏；
組分6: 6.1~12.7份電石渣、石灰或水合石灰中的一種或它們以任意比例混合而形成的混合物；
組分7:1~8份硫酸鈉、氯化鉀、氯化鈉、氯化鎂、氯化鈣、氧化鎂、碳酸鈉、亞硝酸鈉、三乙醇胺、二水石膏、萘系減水劑、木質減水劑、糖鈣減水劑、三異丙醇胺中的一種或它們以任意比例混合而成的混合物；
組分8:0.1~2份糖、糖密、木素磺酸鹽、酒石酸、酒石酸鹽、檸檬酸、檸檬酸鹽中的一種或它們以任意比例混合而成的混合物；
組分9:0.5~4份激發劑。
[0013]作為本發明的優選實施方式，專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料由下述重量份的原料組成:5~8份的組分1、25~30份的組分2、30~50份的組分3 ; 20~30份的組分4、11~14份的組分5、8~11份的組分6、1~5份的組分7、0.5~1份的組分8、0.5~2.5份的組分9。
[0014]作為本發明的最佳實施方式，專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料由下述重量份的原料組成:6份組分1、26份組分2、40份組分3、25份組分4、2份組分7、0.5份組分8、
0.5份組分9。
[0015]本發明專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料的製備工藝，其基本步驟如下:
a)首先將選中的組分原料用烘乾機充分烘乾；
b)然後將烘乾後的各組分原料由輸送機輸送到球磨機由球磨機研磨後存入原料倉；
c)最後將各原料按照各自的組分配比重量經輸送機輸送到混料機充分混合後即得成品，將成品存入成品倉待用。
[0016]實施例2:—種專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料，其由下述重量份的原料組成:3份複合矽酸鹽水泥、20份普通矽酸鹽水泥、27.4份高爐礦渣微粉、6份工業廢石膏、6.1份電石洛、20份粉煤灰、1份添加劑、0.1份檸檬酸、0.5份激發劑。
[0017]本發明實施例2中專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料的製備方法包括如下步驟:a、首先3份複合矽酸鹽水泥、20份普通矽酸鹽水泥、27.4份高爐礦渣微粉、6份工業廢石骨、6.1份電石洛、20份粉煤灰、1份添加劑、0.1份檸檬酸和0.5份激發劑用烘乾機充分烘乾山、然後將烘乾後的各原料由輸送帶輸送到球磨機，由球磨機碾磨後存入原料倉；c、最後將各原料按照各自的重量份經輸送帶到輸送到混合機進行充分混合，混合後即得成品，將成品存入成品倉待用。
[0018]實施例3:—種專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料，其由下述重量份的原料組成:6份複合矽酸鹽水泥、26份矽酸鹽水泥、40份高爐礦渣微粉、10份工業廢石膏、9份電石渣、25份粉煤灰、2份添加劑、0.5份檸檬酸、0.5份激發劑。本實施例專用於煤礦充填的無機複合膠固粉的製備方法同實施例 1和實施例2基本相同。
[0019]實施例4:一種專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料，其由下述重量份的原料組成:10份複合矽酸鹽水泥、35份普通矽酸鹽水泥、69.6份高爐礦渣微粉、15份工業廢石膏、
12.7份電石渣、40份粉煤灰、8份添加劑、2份檸檬酸、4份激發劑。本實施例專用於煤礦充填的無機複合膠固粉的製備方法同實施例1和實施例2基本相同。
[0020]本發明以上所闡述的一切內容僅用以說明本發明的技術方案而非對本發明保護範圍的限制，本領域的其他人員對本發明的技術方案進行簡單修改或等同替代，都屬對本發明的技術方案進行抄襲、侵權行為。
【權利要求】
1.一種專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料，其特徵在於:所述專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料由下述重量份的原料組成:3~10份複合矽酸鹽水泥、20~35份普通矽酸鹽水泥、27.4~69.6份高爐礦渣微粉、6~15份工業廢石膏、6.1~12.7份電石渣、20~40份粉煤灰、I~8份添加劑、0.1~2份檸檬酸、0.5~4份激發劑。
2.根據權利要求1所述的專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料，其特徵在於:所述專用於煤礦充填的無機複合膠固粉由下述重量份的原料組成:5~8份複合矽酸鹽水泥、25~30份普通矽酸鹽水泥、30~50份高爐礦渣微粉、11~14份工業廢石膏、8~11份電石渣、20~30份粉煤灰、I~5份添加劑、0.5~1份檸檬酸、0.5~2.5份激發劑。
3.根據權利要求2所述的專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料，其特徵在於:所述專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料由下述重量份的原料組成:6份複合矽酸鹽水泥、26份矽酸鹽水泥、40份高爐礦渣微粉、10份工業廢石膏、9份電石渣、25份粉煤灰、2份添加劑、0.5份檸檬酸、0.5份激發劑。
4.根據權利要求1、2或3所述的專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料，其特徵在於:所述高爐礦渣微粉為比表面積為380 in2 /g~420 in2 /g的高爐礦渣微粉。
5.根據權利要求1所述的專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料的製備方法，其特徵在於:專用於煤礦充填的無機複合膠凝材料的製備方法包括如下步驟: a、首先將複合矽酸鹽水泥、普通矽酸鹽水泥、高爐礦渣微粉、工業廢石膏、電石渣、粉煤灰、添加劑、檸檬酸和激發劑用烘乾機充分烘乾； b、然後將烘乾後的各原料由輸送帶輸送到球磨機，由球磨機碾磨後存入原料倉； C、最後將各原料按照各自的重量份經輸送帶到輸送到混合機進行充分混合，混合後即得成品，將成品存入成 品倉待用。
【文檔編號】C04B18/14GK103553482SQ201310470857
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月11日 優先權日:2013年10月11日
【發明者】楊光君 申請人:上海質能新型材料科技有限公司