[发明专利]一种煤矿浆体充填固化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种煤矿浆体充填固化剂及其制备方法，包括如下重量份数的各组分：硫铝酸盐水泥熟料600~800份、石灰200~300份、三乙醇胺50~200份、促凝剂1~3份和超缓凝剂5~10份。本发明的固化剂不改变煤矿浆体充填材料原有组份，便于20%~75%矸石含量的浆体大规模处置矿山矸石固废。本发明的固化剂可作为外加剂使用，其掺量不超过浆体中固体质量的3%，掺量小，较为经济。本发明具有膨胀、增强作用，膨胀率超过自身体积的20倍。该固化剂能在10分钟左右达到初凝，可使质量分数≥50%的浆体最终强度达到5MPa以上，起到快速固结大水量浆体的作用。

技术领域

本发明涉及煤矿充填材料技术领域，具体为一种煤矿浆体充填固化剂及其制备方法。

背景技术

充填技术是以处置矸石等矿山固废为目的的煤矿充填技术，按照充填材料输送时形态不同可以分为固体充填、膏体充填、浆体充填。煤矿浆体充填主要由充填站系统、井下充填系统两大部分组成，矸石等固废运至充填站后经破碎制浆系统加工成浆，通过管路泵送或自流至井下指定位置进行充填。浆体充填按照充填位置不同又可分为地表覆岩离层注浆（高位注浆）、采空区低位灌浆及邻位注浆三种充填方式。由于浆体充填的物料较为单一，一般仅以矸石直接与水混合，进入采空区后没有稳定形态，无法形成固定结构控制顶板岩层，且多煤层开采时大量的矸石与水进入采空区后可能会对下层煤造成涌水量突增等不利现象，因此针对上述问题有必要研发一种能够使矸石浆体迅速固结的材料，拓展浆体充填对不同地质条件下的普遍适用性。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种煤矿浆体充填固化剂及其制备方法。

根据本发明的一个目的，本发明提供一种煤矿浆体充填固化剂，包括如下重量份数的各组分：

硫铝酸盐水泥熟料600~800份、石灰200~300份、三乙醇胺50~200份、促凝剂1~3份和超缓凝剂5~10份。

进一步地，所述硫铝酸盐水泥熟料细度超过1600目。

进一步地，所述石灰为含钙量97%以上的超纯石灰，通过引入氯离子与石灰中的镁离子反应，将镁离子由游离态变为结合态。

进一步地，所述促凝剂为碳酸锂。

进一步地，所述超缓凝剂以柠檬酸钠为主要原材料，通过钾离子取代钠离子，起到更好的控制凝结时间的作用。

根据本发明的另一个目的，本发明提供上述煤矿浆体充填固化剂的制备方法，包括以下步骤：

将硫铝酸盐水泥熟料600~800份、石灰200~300份、三乙醇胺50~200份、促凝剂1~3份、超缓凝剂5~10份均匀混合后制得。

本发明的有益效果是：

本发明的固化剂不改变煤矿浆体充填材料原有组份，便于20%~75%矸石含量的浆体大规模处置矿山矸石固废。本发明的固化剂可作为外加剂使用，其掺量不超过浆体中固体质量的3%，掺量小，较为经济。本发明具有膨胀、增强作用，膨胀率超过自身体积的20倍。该固化剂能在10分钟左右达到初凝，可使质量分数≥50%的浆体最终强度达到5MPa以上，起到快速固结大水量浆体的作用。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种煤矿浆体充填固化剂，包括以下重量份数的各个组分：硫铝酸盐水泥熟料600份、石灰200份、三乙醇胺200份、促凝剂3份和超缓凝剂5份。

制备方法：将上述材料按重量份数均匀混合。

实施例2