[发明专利]含硫尾砂固化剂和含硫尾砂胶结充填料及矿山采空区的胶结充填方法有效

专利信息
申请号: 201510856161.5 申请日: 2015-11-30
公开(公告)号: CN105565735B 公开(公告)日: 2018-05-18
发明(设计)人: 邓晓轩;高建峰;潘常甲;刘恒亮;吴强;王明远;纪宪坤 申请(专利权)人: 北京建研昆仑科技有限公司;铜陵化工集团新桥矿业有限公司
主分类号: C04B28/04 分类号: C04B28/04;E21F15/00
代理公司: 北京鼎佳达知识产权代理事务所(普通合伙) 11348 代理人: 王伟锋;刘铁生
地址: 100013 北京市朝阳*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 含硫尾砂 固化剂 胶结 充填 料及 矿山 采空区 方法
【说明书】:

发明公开了一种含硫尾砂固化剂和含硫尾砂胶结充填料及矿山采空区的胶结充填方法,其中含硫尾砂固化剂由以下重量份的组分组成:硅酸盐水泥0.03~0.1份,活性矿物掺合料0.70~0.85份,碱金属的硫酸盐和/或碱土金属的硫酸盐0.10~0.15份,活性激发剂0.03~0.05份,碱金属的氢氧化物和/或碱土金属的氢氧化物0~0.03份;该含硫尾砂固化剂提高了含硫尾砂胶结充填体的早期强度,并确保了后期的稳定性,实现了矿山采空区的快速充填固化。

技术领域

本发明涉及采矿领域,具体涉及一种含硫尾砂固化剂和含硫尾砂胶结充填料及矿山采空区的胶结充填方法。

背景技术

矿山企业在选矿完成后,多以泥浆形式外排选矿时产生的废弃矿渣,这些废弃矿渣经日积月累形成尾矿库,尾矿库不仅占地面积大,而且极具安全隐患。充填采矿法是随回采工作面的推进,逐步用充填料充填采空区的一种采矿方法,而以尾矿作为充填料应用在充填采矿中可较为合理有效的利用尾矿。在进行充填时,将水泥等胶凝材料和尾砂等配制成浆状胶结物料,用管道借水力或机械输送至采场,该浆状胶结物料凝固后形成一定强度和体积稳定的固化体,从而实现对采空区的充填。

通过以普通硅酸盐水泥为胶凝材料固化含硫尾砂来进行充填采矿时,固相体积增大1倍以上,并且固相体积在一定时期内持续增大,由此带来的体积膨胀对已有充填体结构产生破坏,充填体后期强度降低,耐久性得不到保障。而且随着采矿工艺发展,全尾砂中细颗粒含量越来越高,无疑增加了全尾砂胶结固化的难度和成本,使用一般硅酸盐水泥无论在技术性能还是经济成本上均难以满足矿山要求。

发明内容

本申请实施例通过提供一种含硫尾砂固化剂和含硫尾砂胶结充填料及矿山采空区的胶结充填方法,解决了普通硅酸盐水泥固化含硫尾砂时出现充填体体积膨胀和后期强度降低的问题,提高了含硫尾砂胶结充填体的早期强度,并确保了后期的稳定性。

为达到上述目的,本发明主要提供如下技术方案:

一方面,本发明实施例提供了一种含硫尾砂固化剂,由以下重量份的组分组成:硅酸盐水泥0.03~0.1份,活性矿物掺合料0.70~0.85份,碱金属的硫酸盐和/或碱土金属的硫酸盐0.10~0.15份,活性激发剂0.03~0.05份,碱金属的氢氧化物和/或碱土金属的氢氧化物0~0.03份。

作为优选,所述活性矿物掺合料选自粒化高炉矿渣、固硫灰渣、粉煤灰、转炉钢渣和天然火山灰中的至少一种。

作为优选,所述碱金属的硫酸盐为硫酸钾和硫酸钠中的一种或两种,所述碱土金属的硫酸盐为硫酸钙。

作为优选,所述活性激发剂选自氯化钙、氯化钠、亚硝酸钙和亚硝酸钠中的至少一种。

作为优选,所述碱金属的氢氧化物为氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或两种,所述碱土金属的氢氧化物为氢氧化钙。

作为优选,所述粒化高炉矿渣的勃氏比表面积为350~700m2/kg;所述固硫灰渣的勃氏比表面积为350~500m2/kg。

作为优选,所述粉煤灰的勃氏比表面积为400~700m2/kg;所述转炉钢渣的勃氏比表面积为400~700m2/kg;所述天然火山灰的细度不低于200目。

另一方面,本发明实施例还提供了一种含硫尾砂胶结充填料,由以下组分组成:含硫尾砂砂体、含硫尾砂固化剂和水;所述含硫尾砂固化剂为上述含硫尾砂固化剂。

作为优选,所述含硫尾砂固化剂的质量为所述含硫尾砂砂体质量的10%-25%;所述含硫尾砂胶结充填料的质量浓度为55%-70%。

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