[发明专利]一种矿用支护柱及其制备方法

说明书

本发明公开了一种矿用支护柱及其制备方法。该支护柱按重量份计，包括如下原料：轻烧氧化镁100重量份，氯化镁溶液80‑85重量份，粉煤灰13‑25重量份，木屑12‑18重量份，磷酸钠0.2‑0.7重量份。本发明的支护柱原料中含有适量的磷酸钠作为改性剂使支护柱的水稳定性增强，相比不添加磷酸钠或添加其他改性剂而言，支护柱的抗压强度和抗折强度均有一定程度地提高，在与适量的硫酸亚铁和磷酸配合使用后效果更加，另外本发明浆料的扩展度好，工作性能好，操作方便。

技术领域

本发明属于矿用建筑材料领域，具体涉及一种矿用支护柱及其制备方法。

背景技术

为了提升矿井的生产能力和现代化水平，煤矿通常采用大采高采煤技术，由此，在矿井中为了保证通风通畅，会采用坑木进行巷道支护，坑木的直径按300mm、长度按1500mm计算，垛高按4.5m计算，则每垛需消耗3.18m3木材，每垛的间距为2.5m，这样每千米需耗木材1272m3，木材按1200元/m3算，每1000m巷道购买木材需要的费用为153万元。木材如此大量的被消耗也会给矿上带来较大的经济负担。另外，我国的森林覆盖率只有14％，远低于世界25％的平均水平，国家严格限制森林资源的砍伐开采，寻找代替木材的材料已成为发展的大方向。

有报道将氯氧镁胶凝材料替代木质包装箱、井盖、通风管道等，但未见将氯氧镁胶凝材料用于巷道支护材料，而且其存在如下缺点：①弱的耐水性能，普通的菱镁制品在水中浸泡28d，其强度下降了70～80％；②易吸潮返卤，在潮湿的环境下或处于多雨季节，制品表面出现大水珠，甚至水珠流淌；③夏季凝结时间过快，反应放热集中，不仅影响生产操作，而且还容易造成产品翘曲变形；④配比不当或原料中活性氧化镁含量过高会造成反应过快，发热集中，不仅影响生产操作，而且还容易导致产品翘曲变形。生产中如果不能很好地解决上述缺陷，不仅会降低产品质量，而且会造成工程事故。因此，氯氧镁胶凝材料直接用于巷道支护材料是不太可行的。

对于巷道支护材料而言，不仅要符合低成本的要求，而且与同等规格的木材相比质量要不增加，这样才能让垒垛工人接受；另外承载力也要相当，并且具有良好的耐水性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿用支护柱及其制备方法，该支护柱成本低、质量轻、承载力大、耐水性强。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种矿用支护柱，按重量份计，包括如下原料：轻烧氧化镁100重量份，氯化镁溶液80-85重量份，粉煤灰13-25重量份，木屑12-18重量份，磷酸钠0.2-0.7重量份。

在上述矿用支护柱中，作为一种优选实施方式，还包括如下原料：磷酸0.2-0.6重量份，硫酸亚铁1-8重量份。

在上述矿用支护柱中，作为一种优选实施方式，还包括如下原料：四丁基氯化铵0.3-1重量份。

在上述矿用支护柱中，作为一种优选实施方式，还包括如下原料：玻璃纤维7-9重量份。

在上述矿用支护柱中，作为一种优选实施方式，所述磷酸钠为0.5-0.6重量份。

在上述矿用支护柱中，作为一种优选实施方式，按重量份计，包括如下原料：轻烧氧化镁100重量份，氯化镁溶液80重量份，粉煤灰15重量份，木屑12-17重量份，磷酸钠0.6重量份，硫酸亚铁6重量份，磷酸0.3重量份，四丁基氯化铵0.5重量份，玻璃纤维8重量份。

在上述矿用支护柱中，作为一种优选实施方式，所述轻烧氧化镁的活性指数为50-70％。

在上述矿用支护柱中，作为一种优选实施方式，所述氯化镁溶液的浓度为26-33wt％。