专利名称：一种煤巷高冒区充填材料的制作方法
技术领域：
本发明属于煤矿巷道高冒区充填技术领域，具体涉及一种煤巷高冒区充填材料。
背景技术：
在煤矿开采过程中，在厚煤层煤巷或受构造影响区域，巷道顶板稳定性差，顶板易冒落，形成巷道高冒区，高冒区的长期存在会给煤矿生产带来安全隐患。巷道高冒区的存在不利方面主要表现以下方面其一是高冒区发生在易自燃的煤层中，高冒区顶端煤层处于无风区易氧化，引起自燃；其二是高冒区的顶端易引起瓦斯积聚，出现瓦斯超限现象；其三是高冒区的稳定性存在不确定性，还会出现冒顶现象。长期以来，煤矿企业一直关注并及时的处理高冒区，处理高冒区的方法主要分为两种一是人工木垛充填，以及使用粉煤灰，黄土或其他材料充填，该充填方法效率低、充填过程危险性大，充填密闭效果不好；二是注射有机材料，如发泡树脂、马丽散、FCC化学材料、波雷因材料、罗克休材料以及瑞米材料等，虽然有机材料充填效率高，但充填成本较高， 尤其是充填材料在充填过程中发生化学反应，放出大量热量，易引起煤层的燃烧，曾经发生高冒区充填有机材料自燃火灾的案例，给矿井造成较大损失，也为未来的安全生产留下隐患。因此，寻求新的不燃、轻质、无机材料为冒顶区进行充填，将对煤矿安全生产具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种不燃、轻质的煤巷高冒区充填材料，用于煤矿厚煤层巷道掘进过程中出现的巷道高冒区充填。本发明采用以下技术方案
一种煤巷高冒区充填材料，由以下质量份数的原料组成膨胀珍珠岩25-30份、水泥 30-40份、陶粒8-15份、水35-45份、减水剂0. 2-8份、膨胀剂1. 5-3. 5份、速凝剂1. 5-3. 5 份和可再分散性乳胶粉0. 2-0. 9份。进一步优选，各原料的质量份数为膨胀珍珠岩沈份、水泥33份、陶粒11份、水40 份、减水剂0. 6份、膨胀剂2. 64份、速凝剂2. 64份和可再分散性乳胶粉0. 66份。所述膨胀珍珠岩的粒径为l_3mm，堆积密度为90_130kg/m3 ；陶粒的粒径为6-12 mm。所述减水剂为FDN-8000、FDN-03、FDN-C或者KS-20高效减水剂；膨胀剂为铝酸盐类膨胀剂或硫铝酸盐类膨胀剂；速凝剂J85或8880型速凝剂。制备时按比例取各原料，混勻即可。本发明的煤巷高冒区充填材料用于煤矿厚煤层巷道掘进过程中出现的巷道高冒区充填，充填时可采用风动喷射泵进行充填，凝固后具有良好的变形性能，具有膨胀的滞后性，形成的充填体能够较好地充填实巷道高冒区，实现较好的接顶效果；该充填材料的的优点还在于材料不产生热量，充填不燃烧，具有耐高温的特性，具有较好密闭效果，从而避免了厚煤层高冒区煤层自燃带来的充填体燃烧现象；充填材料自身较轻，充填之后能降低充填体的重量，充填体不易脱落，抗压强度良好。
具体实施例方式实施例1
煤巷高冒区充填材料，由以下质量份数的原料组成膨胀珍珠岩25份、水泥30份、陶粒 8份、水35份、FDN-8000高效减水剂0. 2份、铝酸钙膨胀剂1. 5份、8880型速凝剂1. 5份和可再分散性乳胶粉0.2份。采用实施例1的充填材料对煤巷高冒区充填后，检测充填体的性能数据为密度为620 Kg/m3，流动度为120mm，凝结时间为初凝彡5min，终凝彡10min，3d抗压强度1. 4MPa， 压缩变形率为2%，性能良好。实施例2
煤巷高冒区充填材料，由以下质量份数的原料组成膨胀珍珠岩26份、水泥33份、陶粒 11份、水40份、FDN-C高效减水剂0. 6份、硫铝酸钙膨胀剂2. 64份、J85型速凝剂2. 64份和可再分散性乳胶粉0. 66份。采用实施例2的充填材料对煤巷高冒区充填后，检测充填体的性能数据为密度为640 Kg/m3,流动度为130mm，凝结时间为初凝彡5min,终凝彡IOmin, 3d抗压强度1. 6MPa， 压缩变形率为2%，性能良好。实施例3
煤巷高冒区充填材料，由以下质量份数的原料组成膨胀珍珠岩30份、水泥40份、陶粒 15份、水45份、KS-20高效减水剂8份、铝酸钙膨胀剂3. 5份、J85型速凝剂3. 5份和可再分散性乳胶粉0.9份。采用实施例3的充填材料对煤巷高冒区充填后，检测充填体的性能数据为密度为650 Kg/m3，流动度为140mm，凝结时间为初凝彡％iin，终凝彡8min，3d抗压强度1. 7MPa， 压缩变形率为1.5%，性能良好。实施例4
煤巷高冒区充填材料，由以下质量份数的原料组成膨胀珍珠岩25份、水泥40份、陶粒 8份、水45份、FDN-8000高效减水剂0. 2份、硫铝酸钙膨胀剂3. 5份、8880型速凝剂1. 5份和可再分散性乳胶粉0.9份。采用实施例4的充填材料对煤巷高冒区充填后，检测充填体的性能数据为密度为6450 Kg/m3,流动度为155mm，凝结时间为初凝彡4min,终凝彡8min, 3d抗压强度1. 8MPa， 压缩变形率为1.0%，性能良好。实施例5
煤巷高冒区充填材料，由以下质量份数的原料组成膨胀珍珠岩30份、水泥30份、陶粒 15份、水35份、FDN-8000高效减水剂8份、硫铝酸钙膨胀剂1. 5份、J85型速凝剂3. 5份和可再分散性乳胶粉0.2份。采用实施例5的充填材料对煤巷高冒区充填后，检测充填体的性能数据为密度为635 Kg/m3，流动度为125mm，凝结时间为初凝彡5min，终凝彡10min，3d抗压强度1. 5MPa, 压缩变形率为2%，性能良好。
实施例1-5中膨胀珍珠岩的粒径为l_3mm，堆积密度为90_130kg/m3，陶粒的粒径为6-12 mm，实施例1_5中的份数为质量份数，制备时按比例取各原料，混勻即可。
权利要求
1.一种煤巷高冒区充填材料，其特征在于由以下质量份数的原料组成膨胀珍珠岩 25-30份、水泥30-40份、陶粒8-15份、水35-45份、减水剂0. 2-8份、膨胀剂1. 5-3. 5份、速凝剂1. 5-3. 5份和可再分散性乳胶粉0. 2-0. 9份。
2.如权利要求1所述的煤巷高冒区充填材料，其特征在于各原料的质量份数为膨胀珍珠岩沈份、水泥33份、陶粒11份、水40份、减水剂0. 6份、膨胀剂2. 64份、速凝剂2. 64 份和可再分散性乳胶粉0. 66份。
3.如权利要求1或2所述的煤巷高冒区充填材料，其特征在于所述膨胀珍珠岩的粒径为l_3mm，堆积密度为90-130kg/m3 ；陶粒的粒径为6-12 mm。
4.如权利要求1或2所述的煤巷高冒区充填材料，其特征在于所述减水剂为 FDN-8000、FDN-03、FDN-C或者KS-20高效减水剂；膨胀剂为铝酸盐类膨胀剂或硫铝酸盐类膨胀剂；速凝剂J85或8880型速凝剂。
全文摘要
本发明属于煤矿巷道高冒区充填技术领域，具体涉及一种煤巷高冒区充填材料。该煤巷高冒区充填材料由以下质量份数的原料组成膨胀珍珠岩25-30份、水泥30-40份、陶粒8-15份、水35-45份、减水剂0.2-8份、膨胀剂1.5-3.5份、速凝剂1.5-3.5份和可再分散性乳胶粉0.2-0.9份。该充填材料的的优点在于材料不产生热量，充填不燃烧，具有耐高温的特性，具有较好密闭效果，从而避免了厚煤层高冒区煤层自燃带来的充填体燃烧现象；充填材料自身较轻，充填之后能降低充填体的重量，充填体不易脱落，抗压强度良好。
文档编号C04B28/00GK102491690SQ20111040585
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者张耀辉, 李东印, 李化敏, 熊祖强, 王文, 袁瑞甫 申请人:河南理工大学