[发明专利]一种黄土固体充填材料及其制备和使用方法

说明书

本发明涉及矿山技术领域，具体公开一种黄土固体充填材料及其制备和使用方法。所述黄土固体充填材料，按重量份数计，包括以下组分：煤矸石：55‑65份，黄土：25‑35份，胶结剂：5‑20份。本发明所述固体充填材料材料凝结快，早期强度高，8小时单轴抗压就能达到传统固体充填材料28天的强度，针对性强，同时生产工艺简单，充填开采技术初期投入低，操作方便，容易推广，自动化程度高。同时还具有充填与回采互不影响，采空区充填效率高等特点，可消耗大量煤矸石，同时解决了部分地区因粉煤灰产量少导致无法进行固体充填的问题，社会和环境效益明显。

技术领域

本发明涉及矿山技术领域，尤其涉及一种黄土固体充填材料及其制备和使用方法。

背景技术

我国能源储量的特点是富煤、贫油、少气。独特的能源储量结构，加上快速发展的经济对能源需求的急剧攀升，决定了煤炭在我国能源消费结构中占主导地位。然而，由于长期沿用传统采煤方法，且开采强度逐年增大，产生了一系列严重的问题：资源回收率低下、矿区地表大面积沉陷，地下水大量流失、事故频发等等。为减小开采引起的地表建、构筑物的变形，采矿工程的采空区一般需要支护或充填。

使用充填材料充填开采，可以减少井下采空区水、瓦斯积聚空间，降低采空区突水、瓦斯爆炸、有害气体突出等事故发生的可能性，抑制煤层及顶底板的动力现象，提高矿井安全保障程度；还可以充分回收“三下”(建筑物下、铁路下、水体下)压煤，延长矿井服务年限，减轻煤炭开采对地表的影响，减少耕地占用和矿区村庄搬迁。

但目前常用的充填材料亲水性差、针对性低、强度增长慢，不能满足充填矿井的要求。

发明内容

针对现有充填材料亲水性差、针对性低、强度增长慢等问题，本发明提供一种黄土固体充填材料。

进一步地，本发明还提供一种黄土固体充填材料的制备方法。

进一步地，本发明还提供一种黄土固体充填材料的使用方法。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种黄土固体充填材料，按重量份数计，包括以下组分：煤矸石：55-65份，黄土：25-35份，胶结剂：5-20份。

相对于现有技术，本发明提供的黄土固体充填材料具有以下优势：

(1)材料稳定性高：本发明所述的黄土固体充填材料中加入了胶结剂，使材料凝结更快，早期强度更高，8小时单轴抗压就能达到传统固体充填材料28天的强度，后期材料强度稳定增长，充填体稳定性整体性更高；

(2)针对性高：山西陕西地区黄土分布广、厚度大、储量高，利用黄土煤矸石进行固体充填，解决了部分地区因粉煤灰产量少导致无法进行固体充填的问题，同时降低了充填成本，达到了经济效益和社会效益的双赢；

(3)无毒无害，不会造成地下水污染：本发明所述产品选材环保，不会对土壤、地下水造成污染；

本发明所述黄土固体充填材料既具有煤矸石、粉煤灰组合材料性能上的优点，同时材料就地取材，充填成本显著降低，材料来源受限问题得到解决，加速了充填开采技术的推广和应用。

进一步地，本发明还提供所述黄土固体充填材料的制备方法。该制备方法，至少包括以下步骤：

按照上述的原料配比称取各组分；

将所述胶结剂各组分研磨混合，然后将胶结剂、煤矸石、黄土混料处理，得到所述黄土固体充填材料。

相对于现有技术，本发明提供的黄土固体充填材料的制备方法简单，过程容易控制。

相应地，本发明提供了该黄土固体充填材料的一种使用方法。该使用方法至少包括以下步骤：