[发明专利]控制地表沉陷的离层注浆材料及其制备方法和注浆方法

说明书

本发明涉及矿物开采技术领域，具体涉及一种控制地表沉陷的离层注浆材料及其制备方法和注浆方法。本发明提供离层注浆材料采用煤矸石作为主料，能够对煤矸石进行废物回收利用，大大减少了煤矸石在地面造成的污染，同时采用煤矸石制作的离层注浆材料比重相比于粉煤灰更大，运输过程中不容易出现材料飞散的情况，能够减少材料在运输过程中的飞散的问题，有益于环境保护，减少环境污染；降低了运输过程中因避免粉煤灰飞散而对需要运输装置做出严格要求，运输方便，能够节约运输成本；同时煤矸石的来源丰富，原料便宜，降低了制造成本；另外在制造过程中混合悬浮剂，能够提高材料的流动性，提高了注浆过程中的可泵性。

技术领域

本发明涉及矿物开采技术领域，具体涉及一种控制地表沉陷的离层注浆材料及其制备方法和注浆方法。

背景技术

据统计，我国采矿业每年占用和破坏的土地约达3.4万hm2，其中仅煤炭开采每年形成的地面塌陷就约达3.0万hm2，累计已达50万hm2。我国人均耕地面积仅是世界人均耕地面积的1/4，而目前土地损害如此严重，必须引起人们的足够重视。

目前控制煤矿开采地表沉陷最有效的方法是充填开采和覆岩离层注浆。而充填开采相对离层注浆来讲，充填管路系统、充填设备及充填材料投资成本过高，因此，目前覆岩离层注浆技术越来越被重视，离层注浆材料一般采用粉煤灰和水混合而成的灰浆，但是因为粉煤灰颗粒很轻，不但对运输装置提出严格要求，而且还极易对环境造成污染，另外离层注浆材料一般采用粉煤灰和水混合而成的灰浆，而粉煤灰胶结能力较弱，一旦灰浆在离层中失水以后，固结的粉煤灰很难保证有足够的强度限制上覆岩层的运动，控制地表变形。

发明内容

(一)本发明所要解决的技术问题是：现有技术中采用离层注浆采用粉煤灰，存在运输困难、污染环境的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明一个实施例提供了一种控制地表沉陷的离层注浆材料，由以下重量分组分构成：20-30重量份的水，45-65重量分的煤矸石粉，5-15重量份的添加剂；所述煤矸石粉细度为100-180目。

根据本发明的一个实施例，所述添加剂为悬浮剂。

根据本发明的一个实施例，所述悬浮剂为聚羧酸盐类水悬浮剂。

根据本发明的一个实施例，所述水为自来水、地下水或经过清洁的矿井排水。

本发明另一个实施例提供了一种离层注浆材料的制备方法，包括以下步骤：

S1，将煤矸石制成细度为100-180目的煤矸石粉末；

S2，取45-65重量份的煤矸石粉和20-30重量份的水放入容器中搅拌，制成煤矸石浆液；

S3，取5-15重量份的添加剂放入容器中，并搅拌均匀。

根据本发明的一个实施例，步骤S1包括：将煤矸石放入破碎机、制砂机或球磨机中进行碾碎研磨，制成100-180目的煤矸石粉。

根据本发明的一个实施例，步骤S2包括：步骤S2包括：通过计量装置取45-65重量份的煤矸石粉和20-30重量份的水，煤矸石粉经由传输带放入搅拌机或搅拌池中，水通过抽水设备加入到搅拌机或搅拌池内。

根据本发明的一个实施例，步骤S3包括：步骤S3包括：煤矸石浆液和添加剂的混合物在搅拌机或搅拌池内搅拌10-20分钟。

本发明又一个实施例提供了一种注浆方法，使用上述任一项所述离层注浆材料，包括以下步骤：

S101，在地面布设钻孔；

S102，建设注浆站，注浆站的注浆能力大于或等于预设注浆量；