[发明专利]一种胶结料及其制备方法、钾盐矿尾矿充填材料及其制备方法

说明书

本发明涉及矿井充填技术领域，具体公开一种胶结料及其制备方法、钾盐矿尾矿充填材料及其制备方法。所述胶结料包括以下质量份数的组分：硅酸盐水泥熟料3‑5份，生石灰30‑40份，石灰石60‑70份，早强剂5‑10份和外加剂2‑4份；利用所述胶结料制备的钾盐矿尾矿充填材料，包括以下质量份数的组分：所述胶结料8.5‑9.5份，钾盐矿尾矿8‑9份，钾盐矿卤水母液9‑10份。本发明胶结料可直接代替传统的金属矿山回填充填方法所用的硅酸盐水泥粘结剂，显著降低充填材料的制作成本。且该胶结料尤其适用于固体钾盐矿采空区的回填，将胶结料与钾盐矿尾矿和钾盐矿卤水母液混合后，可以显著提高充填材料的抗压强度和耐侵蚀能力。

技术领域

本发明涉及矿井充填技术领域，尤其涉及一种胶结料及其制备方法、钾盐矿尾矿充填材料及其制备方法。

背景技术

现阶段固体钾盐矿主要来自于盐湖卤水蒸发和地下开采。从地下开采出来的可溶性钾盐矿，选矿后会得到大量的尾矿(富含氯化钠)和卤水母液(富含氯化镁)。尾矿由于具有快速的水溶性特征，淋溶或吸湿后易溶解进入地面水体(江、河、湖泊、水库)进而引发生态环境灾难，若集中地面堆存需要建设大面积的室内尾盐棚，且占用大量土地。同时卤水母液因含有大量的氯化镁也不能直接排放。另外，钾盐矿的开采矿工程是采用旱采，必然形成采空区，有的矿层离地面较浅，岩盐稳定性变化的不确定因素较多，必须通过回填来保证地下钾盐矿的正常开采和提高钾盐矿的回采率，满足地下埋藏钾盐矿井下开采的安全生产要求。

国内传统的金属矿山回填充填方法一般采用硅酸盐水泥为粘结剂与尾砂一起回到采空区，由于内陆地区地下埋藏钾盐矿与金属矿山存在较大的差异性，副产尾矿为可溶性盐，并产生大量卤水母液，要做到利用钾盐矿的尾矿回填来保证地下钾盐矿的正常开采和提高钾盐矿的回采率，并保证一定的强度，则难度较大。因此，传统的金属矿山回填的硅酸盐水泥方法不适用于地下可溶性钾盐矿山的回填，并且硅酸盐水泥用量太大，经济效益差。目前国内外可溶性固体尾矿成规模性的回填并没有成熟的技术。

发明内容

针对现有利用钾盐矿的尾矿回填采矿空区的难度大、强度无法保障以及回填技术不成熟的问题，本发明提供一种胶结料及其制备方法、钾盐矿尾矿充填材料及其制备方法。

为达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种胶结料，包括以下质量份数的组分：

硅酸盐水泥熟料3-5份，生石灰30-40份，石灰石60-70份，早强剂5-10份，速凝剂1-3份和外加剂2-4份；

所述早强剂包含质量比为2-3:1-2:3-5的三乙醇胺、硫酸钠和氯化钙；

所述外加剂包含质量比为10:5-7:9-11的羟甲基纤维素钠、硅酸钠和铝酸钾组成。

相对于现有技术，本发明提供的胶结料可以直接代替传统的金属矿山回填充填方法所用的硅酸盐水泥粘结剂，节约了量硅酸盐水泥用料，可显著降低采空区回填用充填材料的制作成本，其制作成本可降低70％以上。该胶结料尤其适用于固体钾盐矿采空区的回填，将所述胶结料与钾盐矿尾矿和钾盐矿卤水母液混合后，可以显著提高利用钾盐矿尾矿作为原料的充填材料的抗压强度和耐侵蚀能力。本发明的胶结料可以与钾盐尾矿和富含氯化镁的卤水母液混合而成的充填材料直接回填至钾盐矿的采空区。