[发明专利]一种矿用无机超细发泡充填材料及其制备方法和使用方法

说明书

本发明提供了一种矿用无机超细发泡充填材料，由如下重量份的原料组成：硫铝酸盐水泥8～18份，膨润土25～40份，珍珠岩3～10份，粉煤灰30～45份，发泡剂3～8份和减水剂0.3～1份。本发明所述的矿用无机超细发泡充填材料，用于煤矿破碎矸石、松散煤岩体加固，采空区、冒落区及巷帮的充填，具有可远距离泵送、快速凝结、不易开裂、绿色环保的特点。本发明还提供了上述矿用无机超细发泡充填材料的制备方法和使用方法。

技术领域

本发明属于煤矿开采过程中的充填技术领域，特别是涉及一种矿用无机超细发泡充填材料及其制备方法和使用方法。

背景技术

我国煤炭资源丰富，煤是我国的主要能源，在能源结构中占据主导地位，煤炭工业的健康、稳定、持续地发展是关系到国家能源安全的重大问题。

目前煤矿井下使用的聚氨酯高分子充填材料，其阻燃性差、反应温度高，且会给煤矿生产带来很大的安全隐患。而水泥基无机充填材料，一般是由水泥、粉煤灰、煤矸右等制备的，其输送性能差、凝固慢、强度低且增长缓慢，不利于煤矿生产的需要。

发明内容

为克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种矿用无机超细发泡充填材料，采用硫铝酸盐水泥、膨润土和粉煤灰作为主体材料，并辅以发泡剂和减水剂，所得到的无机超细发泡充填材料用于煤矿填充，具有高流动性、快速凝固、微膨胀、强度高、绿色环保等特性，不仅可以替代有机高分子化学充填材料，也可以代替水泥基无机充填材料。本发明还提供了上述矿用无机超细发泡充填材料的制备方法和使用方法。

本发明采用的技术方案是：

一种矿用无机超细发泡充填材料，由如下重量份的原料组成：硫铝酸盐水泥8～18份，膨润土25～40份，珍珠岩3～10份，粉煤灰30～45份，发泡剂3～8份和减水剂0.3～1份。

本发明所述的矿用无机超细发泡充填材料，其中，由如下重量份的原料组成：硫铝酸盐水泥12～15份，膨润土35～40份，珍珠岩5～7份，粉煤灰36～40份，发泡剂4～5份和减水剂0.5～1份。

本发明所述的矿用无机超细发泡充填材料，其中，由如下重量份的原料组成：硫铝酸盐水泥15份，膨润土37份，珍珠岩7份，粉煤灰36份，发泡剂4.5份和减水剂0.5份。

本发明所述的矿用无机超细发泡充填材料，其中，所述硫铝酸盐水泥的粒度筛选40μm达到95％的硫铝酸盐水泥。

本发明所述的矿用无机超细发泡充填材料，其中，所述发泡剂为动物蛋白发泡剂或植物蛋白发泡剂。

本发明所述的矿用无机超细发泡充填材料，其中，所述减水剂为木质素磺酸钙。

本发明还提供了上述矿用无机超细发泡充填材料的制备方法，包括以下步骤：分别将所述硫铝酸盐水泥，膨润土，珍珠岩，粉煤灰，发泡剂和减水剂磨细，各原料粒度范围均为40μm达到95％以上，然后将各原料混合均匀，得到分散均匀的复合型粉末状产品，再包装即可。

本发明所述的矿用无机超细发泡充填材料的制备方法，其中，所述混合为在混料机中混合10～20min。

本发明另外还提供了上述矿用无机超细发泡充填材料的使用方法，包括以下步骤：将所述的矿用无机超细发泡充填材料与水混合，得到均匀的浆体，通过管道输送的方式输送至需要加固或充填的部位进行灌注即可。

本发明所述的矿用无机超细发泡充填材料的使用方法，其中，所述水与所述充填材料按照1：0.4～1.5的比例混合。

本发明中硫铝酸盐水泥的作用是胶凝材料；膨润土具有较好的可塑性和较强的粘结性；本发明利用了膨润土的润滑性，粘结密封性，增稠性及胶凝性，其作用是增加和调节充填材料的韧性。膨润土对人体无害，具有较好的环保性能。利用膨润土吸水膨胀的特性与发泡剂协同发泡。