[发明专利]一种全尾砂充填材料及其制备方法

说明书

本发明涉及矿山充填技术领域，尤其涉及一种全尾砂充填材料及其制备方法，该全尾砂充填材料由如下重量份数的原料制成：全尾砂110～790份、水泥0.5～1份、辅助胶凝材料8～12份、强度激发剂0.2～0.3份、微膨胀添加剂0.22～0.35份和水52～546份。本发明提供的全尾砂充填材料具有较高的早期强度和后期强度，材料硬化前后体积微收缩，价格较低，完全满足施工要求，全尾砂充填材料可以有效提高尾矿类固体废弃物的大量利用，减少其对环境污染，是一种保证开采安全、低成本，提高废物的利用率，环境友好型矿山充填材料。

技术领域

本发明涉及矿山充填技术领域，尤其涉及一种全尾砂充填材料及其制备方法。

背景技术

矿山全尾砂胶结充填方法是一种新型的采矿技术，即将全尾砂料加上水泥，再充填到采空区的方法。矿山全尾砂胶结充填方法为特大规模地下矿山充填开采提供了技术支撑，使充填采矿法进入了大规模高效采矿的行列。

目前，全尾砂充填材料是由全尾砂、通用硅酸盐水泥和水按比例混合均匀后，通过管道自流或加压泵送到地下采矿场地。目前全尾砂充填材料因全尾砂的颗粒组成和成分等特点，主要存在如下问题：第一，浆料的浓度低导致全尾砂充填体的强度低，充填体不接顶；第二，即使提高浆料的浓度和灰砂比，充填体的强度依然不理想。目前常用的提高全尾砂充填材料早期强度的方法为：向全尾砂中加入足够多的水泥或采用分级尾砂等，但采用这种方法会大大增加全尾砂充填材料的生产成本。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种全尾砂充填材料及其制备方法，通过本发明的制备方法得到的全尾砂充填材料的早期强度高、尾矿等固废材料的利用率高，充填材料的生产成本低，全尾砂充填材料硬化前后体积无收缩，能够保证充填体接顶，克服了现有技术的缺陷。

为达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

本申请第一方面提供了一种全尾砂充填材料，由如下重量份数的原料制成：全尾砂110～790份、水泥0.5～1份、辅助胶凝材料8～12份、强度激发剂0.2～0.3份、微膨胀添加剂0.22～0.35份和水52～546份。

本申请通过合理的限定全尾砂、水泥、辅助胶凝材料、强度激发剂、微膨胀添加剂和水的质量配比，在避免大量使用水泥的基础上，还能够保证全尾砂充填材料具有较高的早期强度和后期强度，满足矿山填充的需要；本申请通过辅助胶凝材料与水泥的相互作用，一方面能够减少水泥的使用量，另一方面能够提高全尾砂充填材料的抗渗性、抗水溶蚀性、抗腐蚀性及耐久性；本申请中的强度激发剂，能够激发辅助胶凝材料的胶凝活性，提高辅助胶凝材料的水化反应程度；本申请中的微膨胀添加剂既能够促进胶凝材料的水化，又能够填充在水泥与其他组分的的空隙中，使全尾砂充填材料结构更加的密实，进而提高全尾砂充填材料的早期强度和后期强度；本申请的全尾砂充填材料在凝结硬化过程中，在全尾砂的颗粒的表面形成了大量致密的钙矾石和C-S-H凝胶，这些水化产物能增加材料充填后的早期强度，减少材料充填后的体积微收缩，能够保证充填体接顶，满足施工要求；通过使用全尾砂等固体废弃物和减少水泥的使用量，不仅可以减少固体废弃物的污染，增加固废材料的利用范围，还可以大幅度降低充填材料的成本。本申请提供的全尾砂充填材料早期强度高、尾矿等固废材料的利用率高，充填材料的生产成本低，全尾砂充填材料硬化前后体积无收缩，能够保证充填体接顶，加水混合搅拌后，具有良好的流动性，可以完全满足充填时候输送要求，克服了现有技术的缺陷。

结合第一方面，全尾砂为金属矿尾矿细粉。

结合第一方面，全尾砂中尾砂粒径大于0.075μm的全尾砂与尾砂粒径小于等于0.075μm的全尾砂的质量之比为1～2：3。

结合第一方面，水泥为硅酸盐水泥。