權(quán)利要求

1.用于礦山充填的風(fēng)積沙充填材料，其特征在于，包括如下組分： 風(fēng)積沙25～60份，矸石3～20份，水泥3～25份，粉煤灰10～25份，水20～30份； 所述矸石為破碎后的矸石顆粒，所述矸石顆粒的粒徑不大于10mm； 所述風(fēng)積沙充填材料的料漿質(zhì)量分數(shù)為70％～80％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)積沙充填材料，其特征在于，包括如下組分： 風(fēng)積沙30～55份，矸石5～18份，水泥5～23份，粉煤灰12～23份，水20～25份。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)積沙充填材料，其特征在于，包括如下組分： 風(fēng)積沙40份，矸石11份，水泥9份，粉煤灰17.5份，水22.5份； 所述風(fēng)積沙充填材料的料漿質(zhì)量分數(shù)為77.5％。 4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的風(fēng)積沙充填材料，其特征在于，所述水泥為325號硅酸鹽水泥。 5.一種用于礦山充填的風(fēng)積沙充填材料的制備方法，其特征在于，包括： S1按重量分數(shù)分別計量風(fēng)積沙、矸石、粉煤灰、水泥和水； S2對矸石進行破碎處理，使得破碎后的矸石顆粒的粒徑不大于10mm； S3將風(fēng)積沙、破碎后的矸石顆粒、粉煤灰、水泥和水進行混合攪拌，獲得所述風(fēng)積沙充填材料。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦山充填風(fēng)積沙和矸石混合高濃度充填技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于礦山充填的風(fēng)積沙充填材料及其制備方法。

背景技術(shù)

陜西榆神礦區(qū)地處毛烏素沙漠邊緣，沙漠中風(fēng)積沙對周圍的土地造成大量的土地沙漠化，在榆神礦區(qū)，尤其在水資源保護區(qū)內(nèi)推廣應(yīng)用充填采礦法勢在必行。由于陜北礦區(qū)的煤矸石產(chǎn)量較少，可以充分利用礦區(qū)周邊分布的風(fēng)積沙進行充填，目前主要用單一風(fēng)積沙骨料進行充填，但采用單一骨料風(fēng)積沙充填普遍存在充填料漿結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、充填材料泌水大，懸浮性差、井下需大量脫水，導(dǎo)致井下充填作業(yè)環(huán)境差和充填材料強度低。當(dāng)物料級配單一、料漿不穩(wěn)定，風(fēng)積沙和矸石容易在管道內(nèi)集結(jié)，在泵壓的作用下粉煤灰和水泥等細集料被擠出，破壞潤滑層的形成，管道阻力損失加大，造成料漿進一步固結(jié)，最終導(dǎo)致堵管。因此通過風(fēng)積沙、矸石、水泥、粉煤灰和水按照一定比例配比制成高濃度料漿進行充填，確定合理的物料級配，使得采用管道加壓泵送的方式輸送至采場的過程中，充填料漿在管道中形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)流呈現(xiàn)整體勻速流動，減小管道輸送阻力，避免風(fēng)積沙顆粒發(fā)生泌水下沉，堵塞，并確保料漿在一段時間內(nèi)泌水量小、不脫水、懸浮性好，具備良好流動性和穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實施例提供了一種用于礦山充填的風(fēng)積沙充填材料及其制備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。

一種用于礦山充填的風(fēng)積沙充填材料，包括如下組分：

風(fēng)積沙25～60份，矸石3～20份，水泥3～25份，粉煤灰10～25份，水20～30份；

所述矸石為破碎后的矸石顆粒，所述矸石顆粒的粒徑不大于10mm；

所述風(fēng)積沙充填材料的料漿質(zhì)量分數(shù)為70％～80％。

優(yōu)選地，包括如下組分：

風(fēng)積沙30～55份，矸石5～18份，水泥5～23份，粉煤灰12～23份，水20～25份。

優(yōu)選地，包括如下組分：

風(fēng)積沙40份，矸石11份，水泥9份，粉煤灰17.5份，水22.5份；

所述風(fēng)積沙充填材料的料漿質(zhì)量分數(shù)為77.5％。

優(yōu)選地，所述水泥為325號硅酸鹽水泥。

第二方面，本發(fā)明提供一種用于礦山充填的風(fēng)積沙充填材料的制備方法，包括：

S1按重量分數(shù)分別計量風(fēng)積沙、矸石、粉煤灰、水泥和水；

S2對矸石進行破碎處理，使得破碎后的矸石顆粒的粒徑不大于10mm；

S3將風(fēng)積沙、破碎后的矸石顆粒、粉煤灰、水泥和水進行混合攪拌，獲得所述風(fēng)積沙充填材料。

由上述本發(fā)明的實施例提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的一種用于礦山充填的風(fēng)積沙充填材料及其制備方法，包括如下組分：風(fēng)積沙25～60份，矸石3～20份，水泥3～25 份，粉煤灰10～25份，水20～30份。其中矸石為破碎后的矸石顆粒，矸石顆粒的粒徑不大于 10mm。風(fēng)積沙充填材料的料漿質(zhì)量分數(shù)為70％～80％。本發(fā)明提供的風(fēng)積沙充填材料，采用風(fēng)積沙、矸石、粉煤灰、水泥和水為原料制備，其性能可以達到純水泥膠凝材料的效果，而且這種礦山充填材料與目前單一骨料風(fēng)積沙充填相比其料漿結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、充填材料泌水小、井下不需脫水、懸浮性好、充填材料強度高。長距離管道輸送過程中料漿流態(tài)穩(wěn)定性強，管道輸送通暢。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施方式，所述實施方式的示例，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面實施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式“一”、“一個”、“所述”和“該”也可包括復(fù)數(shù)形式。應(yīng)該進一步理解的是，本發(fā)明的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應(yīng)該理解，當(dāng)我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“耦接”可以包括無線連接或耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個或更多個相關(guān)聯(lián)的列出項的任一單元和全部組合。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。

為便于對本發(fā)明實施例的理解，下面將以幾個具體實施例為例做進一步的解釋說明，且各個實施例并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。

本發(fā)明提供的一種用于礦山充填的風(fēng)積沙充填材料，包括如下組分：

風(fēng)積沙25～60份，矸石3～20份，水泥3～25份，粉煤灰10～25份，水20～30份。

其中的矸石為破碎后的矸石顆粒，該矸石顆粒的粒徑不大于10mm；

本風(fēng)積沙充填材料的料漿質(zhì)量分數(shù)為70％～80％。

進一步的，在一些優(yōu)選實施例中，本風(fēng)積沙充填材料采用如下組分：

風(fēng)積沙30～55份，矸石5～18份，水泥5～23份，粉煤灰12～23份，水20～25份。

更進一步的，在一個優(yōu)選實施例中，采用了如下組分：

風(fēng)積沙40份，矸石11份，水泥9份，粉煤灰17.5份，水22.5份。在本實施例中，風(fēng)積沙充填材料的料漿質(zhì)量分數(shù)為77.5％。

在本發(fā)明提供的實施例中，水泥作為膠結(jié)材料，其可以選用普通325號硅酸鹽水泥。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解上述水泥的應(yīng)用類型僅為舉例，其他現(xiàn)有的或今后可能出現(xiàn)的作為膠結(jié)材料的水泥的應(yīng)用類型如可適用于本發(fā)明實施例，也應(yīng)包含在本發(fā)明保護范圍以內(nèi)，并在此以引用方式包含于此。

第二方面，本發(fā)明提供上述本風(fēng)積沙充填材料的制備方法，其包括如下過程：

S1按重量分數(shù)分別計量風(fēng)積沙、矸石、粉煤灰、水泥和水；

S2對矸石進行破碎處理，使得破碎后的矸石顆粒的粒徑不大于10mm；

S3將風(fēng)積沙、破碎后的矸石顆粒、粉煤灰、水泥和水進行混合攪拌，獲得風(fēng)積沙充填材料。

將制備好的風(fēng)積沙充填材料用泵輸送到井下采空區(qū)進行充填。

本發(fā)明還提供幾個實施例，用于顯示幾種風(fēng)積沙充填材料的使用。

實施例1

一種煤矸石風(fēng)積沙充填材料，其包括以下重量份的物質(zhì)：風(fēng)積沙43份、矸石8份、水泥 9份、粉煤灰17.5份、水22.5份。配制的料漿質(zhì)量分數(shù)為77.5％。

上述的煤矸石風(fēng)積沙充填材料的制備方法，包括以下步驟：

S1.按重量分數(shù)分別計量風(fēng)積沙、矸石、粉煤灰、水泥和水；

S2.將煤矸石破碎加工，最大粒徑不超過10mm；

S3.然后將風(fēng)積沙，粉煤灰，水泥和水，按照一定的比例混合、攪勻，最終用充填泵輸送到井下采空區(qū)。

實施例2

一種煤矸石風(fēng)積沙充填材料，其包括以下重量份的物質(zhì)：風(fēng)積沙40份、矸石11份、水泥9份、粉煤灰17.5份、水22.5份。配制的料漿質(zhì)量分數(shù)為77.5％。

上述的煤矸石風(fēng)積沙充填材料的制備方法，包括以下步驟：

S1.按重量分數(shù)分別計量風(fēng)積沙、矸石、粉煤灰、水泥和水；

S2.將煤矸石破碎加工，最大粒徑不超過8mm；

S3.然后將風(fēng)積沙，粉煤灰，水泥和水，按照一定的比例混合、攪勻，最終用充填泵輸送到井下采空區(qū)。

實施例3

一種煤矸石風(fēng)積沙充填材料，其包括以下重量份的物質(zhì)：風(fēng)積沙37份、矸石14份、水泥9份、粉煤灰17.5份、水22.5份。配制的料漿質(zhì)量分數(shù)為77.5％。

上述的煤矸石風(fēng)積沙充填材料的制備方法，包括以下步驟：

S1.按重量分數(shù)分別計量風(fēng)積沙、矸石、粉煤灰、水泥和水；

S2.將煤矸石破碎加工，最大粒徑不超過6mm；

S3.然后將風(fēng)積沙，粉煤灰，水泥和水，按照一定的比例混合、攪勻，最終用充填泵輸送到井下采空區(qū)。

實施例4

一種煤矸石風(fēng)積沙充填材料，其包括以下重量份的物質(zhì)：風(fēng)積沙34份、矸石17份、水泥9份、粉煤灰17.5份、水22.5份。配制的料漿質(zhì)量分數(shù)為77.5％。

上述的煤矸石風(fēng)積沙充填材料的制備方法，包括以下步驟：

S1.按重量分數(shù)分別計量風(fēng)積沙、矸石、粉煤灰、水泥和水；

S2.將煤矸石破碎加工，最大粒徑不超過5mm；

S3.然后將風(fēng)積沙，粉煤灰，水泥和水，按照一定的比例混合、攪勻，最終用充填泵輸送到井下采空區(qū)。

實施例5

一種煤矸石風(fēng)積沙充填材料，其包括以下重量份的物質(zhì)：風(fēng)積沙46份、矸石5份、水泥 9份、粉煤灰17.5份、水22.5份。配制的料漿質(zhì)量分數(shù)為77.5％。

上述的煤矸石風(fēng)積沙充填材料的制備方法，包括以下步驟：

S1.按重量分數(shù)分別計量風(fēng)積沙、矸石、粉煤灰、水泥和水；

S2.將煤矸石破碎加工，最大粒徑不超過3mm；

S3.然后將風(fēng)積沙，粉煤灰，水泥和水，按照一定的比例混合、攪勻，最終用充填泵輸送到井下采空區(qū)。

綜上所述，本發(fā)明提供的一種用于礦山充填的風(fēng)積沙充填材料及其制備方法，包括如下組分：風(fēng)積沙25～60份，矸石3～20份，水泥3～25份，粉煤灰10～25份，水20～30份。其中矸石為破碎后的矸石顆粒，矸石顆粒的粒徑不大于10mm。風(fēng)積沙充填材料的料漿質(zhì)量分數(shù)為 70％～80％。本發(fā)明提供的風(fēng)積沙充填材料，采用風(fēng)積沙、矸石、粉煤灰、水泥和水為原料制備，其性能可以達到純水泥膠凝材料的效果，而且這種礦山充填材料與目前單一骨料風(fēng)積沙充填相比其料漿結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、充填材料泌水小、井下不需脫水、懸浮性好、充填材料強度高。長距離管道輸送過程中料漿流態(tài)穩(wěn)定性強，管道輸送通暢。

本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于裝置或系統(tǒng)實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述得比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施例的部分說明即可。以上所描述的裝置及系統(tǒng)實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，即可以理解并實施。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。

用于礦山充填的風(fēng)積沙充填材料及其制備方法.pdf