[发明专利]矿用低温超高结晶水速凝充填支护材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种矿用低温超高结晶水速凝充填支护材料，所述材料由比表面积均为350～600m²/kg的甲料细粉和乙料细粉组成；其中，所述甲料细粉由Al₂O₃含量19%的水泥熟料、固体废弃物、助磨剂、缓凝剂、早期剂和悬浮剂组成的混合物料经粉磨后得到；所述乙料细粉由石膏、石灰、固体废弃物、速凝剂、增强剂、悬浮剂组成的混合物料经粉磨后得到。用甲料细粉、乙料细粉制备的浆料分别单独放置2～24小时不凝固，两种浆料混合后，5～45分钟即可凝固，是良好的充填支护材料，该材料中水的含量达91.6%以上，具有原材料来源广、成本低、增阻快、韧性好、无害、无毒、无污染等特点。

技术领域

本发明涉及矿井支护材料技术领域，尤其涉及一种矿用低温超高结晶水速凝充填支护材料及其制备方法。

背景技术

随着我国经济持续高速稳定发展，能源、资源需求旺盛,使矿山开采延伸速度加快,采深进一步加大，随着开采深度的增加和开采条件的日益复杂，地压控制、安全问题日益突出，利用充填体进行地压管理、控制围岩崩落和地表下沉，保护地表建筑物，缓和大面积地压活动，以保护地下作业空间的安全。在有色、煤炭等行业得到广泛的应用。

在煤矿巷道掘进或使用过程中，由于顶板破碎或者受采动影响，巷道会发生冒顶或出现超高区域，目前主要采用高分子材料、水泥、充填材料进行注浆加固或充填。高分子材料成本较高，有毒、腐蚀性，且有水存在时极易发泡致使阻燃性降低，存在自燃风险；另外，通风闭墙是常见的通风构筑物之一，传统闭墙构筑方法主要包括砖砌、浇筑混凝土，以及水泥沙喷筑等方式，均存在材料运输量大，施工周期长，作业环境恶劣等问题，更重要的是墙体可变形量小，受采动影响后，受压开裂，造成瓦斯泄漏，存在较大的安全隐患。为防止前述事故发生，常需要寻找性能好的充填支护材料替代传统的充填材料。

用目前市售的充填材料，充填支护时，常需要将两种细粉分别加入水混合均匀制备得到两种浆料，再将两种浆料混合后输送至待充填位置，为保证两种浆料混合后能凝固，制备充填浆料一般需要用大于15℃的水，冬季矿井充填用水温低时，需要把水加热到15℃以上使用。

当冬季矿井充填用水温低入15℃时，常常出现充填浆体不凝固的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种矿用低温超高结晶水速凝充填支护材料及其制备方法。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种矿用低温超高结晶水速凝充填支护材料，其特征在于，所述材料由比表面积均为350～600m²/kg的甲料细粉和乙料细粉组成；

其中，所述甲料细粉由Al₂O₃含量19%的水泥熟料、固体废弃物、助磨剂、缓凝剂、早期剂和悬浮剂组成的混合物料经粉磨后得到；

所述乙料细粉由石膏、石灰、固体废弃物、速凝剂、增强剂、悬浮剂组成的混合物料经粉磨后得到。

作为发明的一种实施方式，所述甲料细粉的配比按重量份数计为：水泥熟料65～99.8份、固体废弃物0.1～20份、助磨剂0.05～5份、缓凝剂0.05～3份、早期剂0.05～5份、悬浮剂0.05～2份。

作为发明的一种实施方式，所述甲料细粉比表面积均为356～600m²/kg；

所述甲料细粉的配比按重量份数计为：水泥熟料70～85份、固体废弃物10～20份、助磨剂0.5～2.7份、缓凝剂0.5～2份、早期剂1.6～4.8份、悬浮剂0.4～0.5份。

作为发明的一种实施方式，所述水泥熟料由铝酸盐水泥熟料、硫铝酸盐水泥熟料、铁铝酸盐水泥熟料、氟铝酸盐水泥熟料中任意一种或任意两种或两种以上的混合；