[发明专利]多固相改性黏土膏浆制备工艺及设备

说明书

本发明提供了一种多固相改性黏土膏浆制备工艺及设备，涉及矿山注浆及已采矿山帷幕注浆堵水技术领域。包括以黏土、水、固相结构剂、速凝剂、固相增稠剂、固相惰性天然植物加筋剂组份，经过搅拌制备形成膏状浆液。其制备工艺所用的设备，包括黏土基浆基站和移动平台，黏土基浆基站配备一个输送泵，黏土基浆基站的输送泵通过基浆输送管路将合格黏土基浆泵送到搅拌仓。本发明膏浆具有高稠度、低流速、速凝、强抗冲蚀性、低析水率，针对大流量、高径流速度、宽过水通道动水封堵效果优良、“挂壁”效应明显、浆液性能稳定、经济环保等特点，制浆工艺易行高效，设备总占地面积较小、效率高，可产生较大经济效益和环境效益。

技术领域

本发明涉及矿山注浆及已采矿山帷幕注浆堵水技术领域，更具体地说是一种多固相改性黏土膏浆制备工艺及设备。

背景技术

帷幕注浆技术是矿山水害防治的主要技术手段之一。作为对水环境影响小、治理效果持久、后期零运营费用的堵水技术方案，注浆浆液性质无疑已成为制约其推广应用的关键因素，不仅关系最终注浆堵水效果，且对工程效益、工程工期以及地下水环境等具有重大影响。而与之配套的制浆工艺、设备及其布局、制浆能力以及所制浆液品质又是注浆施工得以顺利进行的重要保障。现有注浆浆液，特别是针对大裂隙封堵的水泥黏土膏浆，多以化学物质作为添加剂来改良普通水泥黏土浆液的流动度、稠度及凝结时间等性质，且添加剂品种繁多并用量较大。大量化学型添加剂的使用，首先对动水强扩散注浆区域地下水环境具有不可忽视的污染影响；其次，化学型添加剂价格普遍较高，在工程注浆量较大情况下，为取得适用于大水量高流速动水封堵的膏浆，易造成工程成本增加；再者，化学型添加剂为达到其与浆液混合均匀的目的，一般以水溶液的形式添加，使得上料工序繁琐，且影响制浆效率。而现有的水泥黏土膏浆制备方法存在“人工”或“半人工”的工作状态，即使自动化程度较高的制浆工艺也存在浆液性质不稳定，黏土基浆沉淀不均，异地制浆管路压力损耗较大，不利于孔口注浆压力控制，存在管路安全隐患，而孔口制浆占用场地较大，易增加工程成本，且废浆常造成孔周环境破坏。

发明内容

本发明解决的技术问题是解决现有技术使用化学物质作为添加剂污染严重、浆液性质不稳定及成本高等不足，提供一种多固相改性黏土膏浆制备工艺及设备，该膏浆具有高稠度、低流速、速凝、强抗冲蚀性、低析水率，针对大流量、高径流速度、宽过水通道动水封堵效果优良、“挂壁”效应明显、浆液性能稳定、经济环保等特点；制浆工艺易行高效；设备总占地面积较小、效率高，可产生较大经济效益和环境效益。特别适合矿山帷幕或已采大水矿山帷幕注浆堵水用膏浆及其制备。也可用于其他领域，如岩溶路基加固注浆和采空区充填治理。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种多固相改性黏土膏浆，其特征在于包括以下质量份数配比的原材料组分：黏土、水、固相结构剂、速凝剂、固相增稠剂、固相惰性天然植物加筋剂＝1.32～2.10份：2.57～2.85份：1.00份：0.05～0.10份：0.005～0.01份：0.017～0.033份；是经过搅拌制备工艺制成的，各原材料添加顺序依次为：黏土基浆，包括黏土、水；固相增稠剂，固相结构剂，固相惰性天然植物加筋剂，速凝剂。

优选的，所述膏浆的稠度为56～140mm，流动度为140～220mm，密度为1.330～1.445g/cm³，初凝时间为1.85～5.65h，抗冲蚀率，即冲蚀后残余质量与原质量之比为84.40～98.60％，析水率在1％以内，2h塑性强度为0.010～0.175MPa，3h塑性强度为0.030～1.087MPa。

优选的，所述的黏土基浆密度控制在1.25～1.40g/cm³；所述的的黏土基浆密度控制在1.30g/cm³。

优选的，所述的黏土为岩溶地区碳酸盐岩风化所成粉质黏土；

优选的，所述固相结构剂为P.C 32.5R复合硅酸盐水泥；

优选的，所述速凝剂为液Ⅱ型泡花碱；