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(hù)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(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，它可以提高煤炭回采率，減少掘進(jìn)數(shù)量，減 輕采掘接續(xù)矛盾，節(jié)約煤炭資源，提高經(jīng)濟(jì)效益。我國在沿空留巷技術(shù)的應(yīng)用方面進(jìn)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(yàn)。其技 術(shù)的發(fā)展歷程，大致可分為以下四個(gè)階段。第一階段從20世紀(jì)50年代起，開始采用木棚支護(hù)，要求煤層厚度在1. 5米以下。 缺點(diǎn)矸石的沉縮量大、巷內(nèi)支架變形嚴(yán)重、維護(hù)工作量大、工人壘砌矸石的工效低、勞動(dòng)強(qiáng) 度大、安全性差等，應(yīng)用范圍受到極大限制。第二階段從20世紀(jì)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(hù)，巷內(nèi)多采用木棚、工字鋼梯形支架支護(hù)，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(yīng)用。第三階段從20世紀(jì)80年代 90年代，在引進(jìn)、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(hù)巷技術(shù)，巷內(nèi)多采用U型鋼可縮性金屬支架。缺點(diǎn)由于巷內(nèi)支護(hù) 大多為被動(dòng)支護(hù)，加之巷旁充填技術(shù)還不完善，其支護(hù)技術(shù)難以適應(yīng)大斷面沿空留巷的要 求，應(yīng)用范圍又呈減少趨勢(shì)。第四階段從21世紀(jì)以來，隨著錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)的推廣應(yīng)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(hù)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(hù)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(shí)體后期強(qiáng)度偏低，需要增加澆筑體的厚度，造成材料浪費(fèi)； 有的澆筑后早期強(qiáng)度不足，需要延長脫模時(shí)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(yuǎn)、免振動(dòng)且充填效果好，澆筑體 后期強(qiáng)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(hù)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(jí)水泥17 19%，中砂35 37%，3 5mm碎石34 36%，II級(jí)粉煤灰4 6%，復(fù)合添加劑 3 5% ；上述復(fù)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(shí)快速脫模，又要有良好的和易性，滿足遠(yuǎn)距離輸送、免振動(dòng) 且達(dá)到良好的澆筑效果，所以本發(fā)明設(shè)計(jì)的澆筑料不同于普通混凝土，也不同于自密實(shí)混 凝土。在進(jìn)行配方設(shè)計(jì)時(shí)，需要在設(shè)計(jì)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(fù)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(qiáng)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(qiáng)作用，碳酸鈣起早強(qiáng)作用。復(fù)合添加劑的制備方法是根據(jù)拌和設(shè)備的規(guī)格容積，按照原料配比，稱取相應(yīng)原 料分量，加入外加劑干粉拌和機(jī)，攪拌4 6分鐘，倒入成品儲(chǔ)存?zhèn)}，最后用包裝機(jī)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(jì)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(chǔ)備。砂子采用天然中砂或人工砂，細(xì)度模數(shù)2. 3 3. 0，還可進(jìn)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(jìn)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(jī)上料，膠帶機(jī)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(jí)礦渣水泥，有條件時(shí)優(yōu)先采用42. 5級(jí)普通水泥，其28天抗壓強(qiáng)度不低于42. 5Mpa，抗折強(qiáng) 度不低于6. 5Mpa。粉煤可灰采用II級(jí)(細(xì)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(jì)量)。采用電子計(jì)量稱，水泥、粉煤灰、外加劑計(jì)量誤差< 士 1%，砂子、石 子計(jì)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(fù)合添加劑。采 用邊加入邊攪拌的方式?？偘韬蜁r(shí)間不少于180分鐘，其中加入復(fù)合添加劑至拌和結(jié)束的 時(shí)間不少于90分鐘。8、包裝。采用機(jī)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(gè)月。使用時(shí)，將袋裝成品運(yùn)輸至井下工作面，用特種設(shè)備，經(jīng)上料、拌和、泵送到液壓支 架模板內(nèi)，免振動(dòng)自動(dòng)充填澆筑成型，3 4小時(shí)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(kuò)展度550 650mm；
③初凝時(shí)間^45分鐘；
④終凝時(shí)間90分鐘；
⑤強(qiáng)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(yàn)和井下生產(chǎn)使用，完全滿足沿空留巷巷旁支護(hù)充填澆筑要求。
本發(fā)明所述的礦用澆筑料具有速凝早強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，以便快速脫模，又具有良好的和 易性和流動(dòng)性，滿足長距離輸送入模后，達(dá)到不振動(dòng)、自密實(shí)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(jì)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(xiàng)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(wù)年限；可以 少掘巷道，減少掘進(jìn)成本，緩解采掘接續(xù)緊張的狀況，可以實(shí)現(xiàn)Y型通風(fēng)，對(duì)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(hù)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
復(fù)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(jí)水泥17千克，中砂36千克，3 5mm碎石36千克，II 級(jí)粉煤灰6千克，復(fù)合添加劑5千克。實(shí)施例2
復(fù)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(jí)水泥19千克，中砂37千克，3 5mm碎石36千克，II 級(jí)粉煤灰5千克，復(fù)合添加劑3千克。實(shí)施例3
復(fù)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(jí)水泥18千克，中砂37千克，3 5mm碎石34千克，II 級(jí)粉煤灰6千克，復(fù)合添加劑5千克。實(shí)施例4
復(fù)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(jí)水泥19千克，中砂35千克，3 5mm碎石35千克，II 級(jí)粉煤灰6千克，復(fù)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(jí)水泥 17 19%，中砂35 37%，3 5mm碎石34 36%，II級(jí)粉煤灰4 6%，復(fù)合添加劑3 5% ； 上述復(fù)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(jí)水泥17～19%，中砂35～37%，3～5mm碎石34～36%，Ⅱ級(jí)粉煤灰4～6%，復(fù)合添加劑3～5%；上述復(fù)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(yuǎn)、免振動(dòng)且充填效果好，澆筑體后期強(qiáng)度高，主要用于煤礦井下沿空留巷巷旁支護(hù)墻體的澆筑。
文檔編號(hào)C04B24/38GK102093017SQ20101059957
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)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(qiáng), 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(jìn)財(cái), 賀云庭, 賀海珍, 趙葉, 趙樹毅, 鐘懷章 申請(qǐng)人:山西焦煤集團(tuán)有限責(zé)任公司