[发明专利]一种矿用沿空留巷用充填材料

说明书

技术领域

本发明涉及应用在煤矿井下的一种充填材料，具体涉及一种矿用沿空留巷充填材料。

背景技术

为了回收传统采矿方式中留设的保安煤柱，采用一定的技术手段将上一区段的顺槽重新支护留给下一个区段使用，这种留巷的做法是沿着采空区边缘在原顺槽位置保留就称为沿空留巷，沿空留巷可以最大限度回收资源，避免煤体损失。目前，国内外常用的沿空留巷充填方式主要有水泥基膏体充填、矸石带充填、高水速凝材料充填等等。由于坚硬顶板条件下沿空留巷，工作面侧向基本顶悬顶时间长，悬顶距大，上述三个充填方式存在的缺陷是：巷旁充填体将承受很大的顶板压力，对于水泥基膏体充填体，其初期强度低、可缩性较差，不能较好地适应坚硬岩层运动规律；矸石带充填工作量大，矸石带提供的支护阻力较小，支护效果较差；高水速凝材料成本较高，支护强度低，不适应沿空巷道的高压突变性，工作面二次采动期间，充填体很容易变形破坏，造成采空区漏风严重，给矿井的通风和巷道的维护工作带来了很大的困难。

中国专利CN101143772A公开了一种沿空留巷巷旁填充材料，其是由水泥、粉煤灰、石子、砂、水和减水剂、保水剂、引气剂和早强剂组成，存在以下缺点：材料强度上升相对较慢，不能够及时有效支撑顶板；料浆和易性相对较差，在出现突发状况时会出现堵塞管路的情况，其次该巷帮充填材料必须用专用的混凝土泵进行泵送，泵价格相对较高，增大投资成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种矿用沿空留巷用充填材料，本产品具有凝固时间可调，早期强度上升较快，最终强度高的特点。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种矿用沿空留巷用充填材料，其各组份的重量百分比如下：粉煤灰为35-55％，生石灰粉为5-25％，矿渣微粉为5-20％，硅酸盐水泥(或硅酸盐水泥熟料)为2-20％，赤泥为20-40％，早强组分为0.35-5.5％，减水组分为0.15-0.35‰，膨胀组分为0.045-0.09‰。

优选，上述矿用沿空留巷用充填材料，其各组份的重量百分比如下：粉煤灰为35-50％，生石灰粉为6-20％，矿渣微粉为10-20％，硅酸盐水泥(或硅酸盐水泥熟料)5-15％，赤泥为20-35％，早强组分为0.85-5.5％，减水组分为0.20-0.35‰，膨胀组分为0.045-0.085‰。

优选，上述矿用沿空留巷用充填材料，其各组份的重量百分比如下：粉煤灰为40-50％，生石灰粉为5-12％，矿渣微粉为10-18％，硅酸盐水泥(或硅酸盐水泥熟料)8-15％，赤泥为25-30％，早强组分为0.85-5.0％，减水组分为0.20-0.30‰，膨胀组分为0.045-0.075‰。

在GBT/18046-2008用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉中对矿渣微粉是如下分类的，本发明中使用的矿渣微粉各项指标需要达到下表1所示的S95或以上。

表1矿渣微粉技术指标

早强组分为质量比为微硅粉：硫酸钠：铝酸钠：硫酸钙＝(10-25):(5-10):(15-30):(20-60)，表2是通过调节各组分的比例对应的初凝时间和早期抗压强度。

表2不同早强组分对应的初凝时间和抗压强度