一种胶固粉基充填材料及其制备方法和应用与流程

本发明属于煤矿充填开采领域，具体涉及一种胶固粉基充填材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、近年来，常用煤矸石粉煤灰混凝土充填法来进行煤矿的充填开采，其是以破碎的煤矸石为骨料，混合粉煤灰、水泥和矿井水等制成料浆充入采空区，起到支撑顶板、控制地面沉降和保护矿区生态环境的目的。但是，在充填开采过程中，充填材料之间发生物化作用及采空区环境的影响会产生h2，这会干扰了co传感器的监测，多次导致co传感器误报警，严重影响了矿井的正常生产。为解决上述问题，亟需开发一种应用于煤矿采空区的新型充填材料。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种胶固粉基充填材料及其制备方法和应用；所述胶固粉基充填材料采用一定比例的煤矸石、粉煤灰、胶固粉和弱碱性矿井水为原料制备而成；所述胶固粉基充填材料可以达到和水泥基采空区充填材料相似的充填和固化效果；所述胶固粉基充填材料物化反应产生的h2量远小于水泥基充填浆料，减少对井下co电化学气体传感器的干扰，在煤矿充填开采领域具有很好的应用。

2、本发明中首先提供了一种胶固粉基充填材料，以质量百分比计，所述胶固粉基充填材料包括煤矸石颗粒63％～68％，粉煤灰4％～6％，胶固粉8％～12％，矿井水18％～22％；所述胶固粉基充填材料中固相材料的质量浓度约为75～86wt％。

3、优选地，所述煤矸石颗粒的粒径不大于8mm。

4、优选地，所述粉煤灰和胶固粉的粒径均不大于0.2mm。

5、优选地，所述胶固粉的成分包括cao、sio2、al2o3、mgo和fe2o3。

6、优选地，所述矿井水为弱碱性，矿井水的ph值为7.5～8.5。

7、本发明中还提供了上述胶固粉基充填材料的制备方法，具体包括如下步骤：

8、s1.按比例分别称取煤矸石、粉煤灰、胶固粉和矿井水；

9、s2.对煤矸石进行破碎处理，使得破碎后的煤矸石粒径不大于8mm；

10、s3.将煤矸石颗粒、粉煤灰、胶固粉和弱碱性矿井水直接混合，搅拌均匀得到胶固粉基充填材料。

11、优选地，s3中，以质量百分比计，所述胶固粉基充填材料包括煤矸石颗粒63％～68％，粉煤灰4％～6％，胶固粉8％～12％，矿井水18％～22％。

12、本发明中还提供了上述胶固粉基充填材料在煤矿采空区充填固化中的应用。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

14、本发明提供的一种用于煤矿采空区的胶固粉基充填材料，所述胶固粉基充填材料3天后抗压强度约为1.03mpa，28天后抗压强度约为3.73mpa，满足矿井采空区充填材料的设计要求；所述胶固粉基充填材料标况下物化反应的h2产生量为0.0013～0.0014ml/kg，远小于水泥基充填浆料的0.0027～0.0029ml/kg，对井下co电化学传感器的干扰影响降低一般以上，在煤矿充填开采领域具有很好的应用。

技术特征：

1.一种胶固粉基充填材料，其特征在于，以质量百分比计，所述胶固粉基充填材料包括煤矸石颗粒63％～68％，粉煤灰4％～6％，胶固粉8％～12％，矿井水18％～22％；；所述胶固粉基充填材料中固相材料的质量浓度约为75～86wt％。

2.根据权利要求1所述的胶固粉基充填材料，其特征在于，所述煤矸石颗粒的粒径不大于8mm。

3.根据权利要求1所述的胶固粉基充填材料，其特征在于，所述粉煤灰和胶固粉的粒径均不大于0.2mm。

4.根据权利要求1所述的胶固粉基充填材料，其特征在于，所述胶固粉的成分包括cao、sio2、al2o3、mgo和fe2o3。

5.根据权利要求1所述的胶固粉基充填材料，其特征在于，所述矿井水为弱碱性，矿井水的ph值为7.5～8.5。

6.权利要求1～5任一项所述胶固粉基充填材料的制备方法，其特征在于，包括：

7.权利要求6所述的胶固粉基充填材料的制备方法，其特征在于，s3中，以质量百分比计，所述胶固粉基充填材料包括煤矸石颗粒63％～68％，粉煤灰4％～6％，胶固粉8％～12％，矿井水18％～22％。

8.权利要求1～5任一项所述胶固粉基充填材料在煤矿采空区充填固化中的应用。

技术总结
本发明提供了一种胶固粉基充填材料及其制备方法和应用，属于煤矿充填开采领域；所述胶固粉基充填材料采用一定比例的煤矸石、粉煤灰、胶固粉和弱碱性矿井水为原料制备而成；所述胶固粉基充填材料可以达到和水泥基采空区充填材料相似的充填和固化效果；所述胶固粉基充填材料物化反应产生的H<subgt;2</subgt;量远小于水泥基充填浆料，减少对井下CO电化学气体传感器的干扰，在煤矿充填开采领域具有很好的应用。

技术研发人员：甘治雄,仲晓星,魏林海,赵序峰,鲍庆国,孙希贤,马豪悦,周昆
受保护的技术使用者：山东丰源远航煤业有限公司北徐楼煤矿
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13