[发明专利]一种煤矿早强型低成本充填材料及其配制方法

权利要求书

1.一种煤矿早强型低成本充填材料，其特征在于：所述充填材料由水、胶结料、激发剂、辅助激发剂及掘进矸和炉底灰的混合物组成；其中水占充填材料总质量的21%~23%，胶结料占充填材料总质量的15.2%~19.5%，激发剂占胶结料总质量的0.5%~0.9%，辅助激发剂占胶结料总质量的2.5%，余量为掘进矸和炉底灰的混合物；

所述胶结料由干排粉煤灰、水淬矿渣和硅酸盐水泥熟料制成，其中，干排粉煤灰：水淬矿渣：硅酸盐水泥熟料的质量比为2:1:1；所述干排粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰或Ⅱ级粉煤灰；

所述激发剂由工业NaCl和三乙醇胺混合制成，其中三乙醇胺的质量占胶结料总质量的0.03%，其余为工业NaCl；所述工业NaCl中NaCl的含量不低于95%；

所述辅助激发剂由硫铝酸盐水泥熟料和脱硫石膏组成，其中，硫铝酸盐水泥熟料：脱硫石膏的质量比为1:1；所述脱硫石膏中CaSO₄•2H₂O的质量分数不低于93%，硫酸盐水泥熟料粉磨后的比表面积不小于360m²/kg，脱硫石膏粉磨后比表面积不小于320m²/kg。

2.根据权利要求1所述的煤矿早强型低成本充填材料，其特征在于：所述掘进矸和炉底灰的混合物中，掘进矸：炉底灰的质量比为：1:1~3:1；其中掘进矸为砂岩煤矸石或灰岩煤矸石，砂岩煤矸石中SiO₂的质量分数为75%~85%，CaO的质量分数为5%~10%，灰岩煤矸石中SiO₂的质量分数为15%~23%，CaO的质量分数为55%~63%，掘进矸破碎后最大粒径不超过5mm；炉底灰为锅炉底部排出的灰渣，炉底灰中SiO₂的质量分数为42%~55%，Al₂O₃的质量分数为22%~30%，Fe₂O₃的质量分数为8%~13%，CaO的质量分数为4%~6%，筛分后最大粒径不超过2.5mm。

3.权利要求1或2所述的煤矿早强型低成本充填材料的配制方法，其特征在于，配制步骤如下：

（1）破碎并筛分掘进矸，筛分炉底灰，将筛分后的掘进矸和炉底灰混合均匀，完成掘进矸和炉底灰的混合物的配制；

（2）将硫铝酸盐水泥熟料、脱硫石膏、硅酸盐水泥熟料、干排粉煤灰以及水淬矿渣，分别放入球磨机中，进行粉磨处理；

（3）将粉磨后的干排粉煤灰、水淬矿渣、硅酸盐水泥熟料混合均匀，完成胶结料的配制；将粉磨后的硫铝酸盐水泥熟料和脱硫石膏混合均匀，完成辅助激发剂的配制，然后，将胶结料和辅助激发剂混合后待用；

（4）将工业NaCl与三乙醇胺同时溶解于水中，使其充分溶解并混合，完成激发剂的配制；

（5）将掘进矸和炉底灰的混合物，与混合后的胶结料和辅助激发剂再次混合均匀，然后加入激发剂水溶液，充分搅拌，使其混合均匀，即可制得煤矿早强型低成本充填材料。

4.根据权利要求3所述的煤矿早强型低成本充填材料的配制方法，其特征在于：所述步骤（2）中，硫铝酸盐水泥熟料粉磨处理至粉体比表面积为360 m²/kg~400 m²/kg；硅酸盐水泥熟料粉磨至粉体比表面积为360 m²/kg~400 m²/kg；干排粉煤灰粉磨至粉体比表面积为400m²/kg~450 m²/kg；水淬矿渣粉磨至粉体比表面积为350m²/kg~410 m²/kg；脱硫石膏粉磨至粉体比表面积为320m²/kg~360 m²/kg。