[发明专利]沿空留巷巷旁充填用动力矸石混凝土

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土，尤其适用于煤矿无煤柱开采-沿空留巷巷旁充填用动力矸石混凝土。 

背景技术

煤矿采煤工作面采过以后，将原工作面上区段(或下区段)巷道保留下来，在相邻工作面开采时使用，所留巷道称为沿空留巷。采区上区段工作面采过后，沿空所留巷道可以供下区段工作面回采时作为回风巷。 

沿空巷道位于采空区边缘，保留巷道期间经历上区段工作面的采动影响，在靠采空区侧必须有巷旁支护。因而沿空巷道内的支护除巷道基本支护和进入采动影响区的临时加强支护外，在沿空留巷中还要有巷旁支护。传统的巷旁支护有：木垛支护、密集支柱支护、矸石带支护、混凝土砌块支护、整体浇注巷旁充填支护等方式，其中木垛支护，密集支柱支护、矸石带支护的主要缺点是，增阻速度慢、支撑能力低、密封性能差、木材消耗多、和机械化程度不高；混凝土砌块支护工人劳动量大，效率低，留巷速度跟不上机械化快速割煤进度；整体浇注巷旁充填技术是具有增阻速度快、支承能力大、密封性能好和机械化程度高等优点，充填材料多为似膏体、混凝土、高水材料等，成份一般包括石子、水泥、沙子和添加剂，须在地面建立配料系统、运输和泵送充填系统，成本高，投资大，系统复杂。 

另外，在采煤巷道的掘进过程中要排除大量的矸石(矸石产量为煤炭产量的10％左右，每年新产生并堆放在地表的矸石约为1.5-3亿m³)，矸石排至地面弃 置不用，往往在煤矿堆积成矸石山，占用大片土地，同是产生各种有毒有害气体，污染大气环境，在雨季还易产生滑塌等各种地质灾害。如果让矸石不出井，废物进行井下利用，不仅环保，还能产生经济效益。 

发明内容

本发明的目的是克服上述巷旁充填技术的缺点，发明一种沿空留巷巷旁充填用动力矸石混凝土。 

为达到上述目的，本发明的技术方案是：取井下粉碎的粒径小于1.5cm的矸石1000份、普通硅酸盐水泥200份、电厂粉煤灰100份、水化剂3份、内养护剂2份、无碱液体速凝剂50份，加水500份搅拌均匀即成。 

上述份数均指重量份数。 

上述矸石取井下粉碎的粒径小于1.5cm的矸石 

上述各原料份数可在原份数基础上加减10％。 

上述内养护剂、水化剂和无碱液体速凝剂均为市售产品。 

上述内养护剂优先选用巴斯夫化学建材(中国)有限公司生产的WMEYCOTCC735内养护剂。 

上述无碱液体速凝剂优先选用巴斯夫化学建材(中国)有限公司生产的SA160型号的速凝剂 

实施时，将矸石在井下掘出后直接经皮带输送机运送到井下破碎硐室，破碎至粒径小于1.5cm后，经皮带输送机运送到充填工作面的搅拌机；与其他添加材料预拌后形成一种沿空留巷巷旁充填材料，再经混凝土泵输送到沿空留巷巷旁充填空间，凝固后形成稳定的巷旁支护体。 

经检测，本发明混凝土形成的支护体1天的单轴抗压强度为6-9Mpa，28天龄期的单轴抗压强度为16-24Mpa，完全能够满足沿空留巷巷旁支护要求。 

本发明沿空留巷巷旁充填混凝土材料的积极效果是： 

1、具有高流动性、无需振捣、可输送水平距离达到800m且不会堵塞管路，适应采煤巷道长距离输送混凝土； 

2、没有气泡、强度均匀、适合浇筑且可加快浇筑过程、混凝土结构耐久性更强，符合动力混凝土特征，较自密实混凝土性能更为优越； 

3、使用的内养护剂能有效提高矸石混凝土的粘结强度约30-40％，密度提高15％，混凝土的收缩和开裂减少，提高最终抗压强度，适用于低强度等级混凝土的泵送，解决了混凝土难以进行外养护、粘结强度低、最终抗压强度低、难以泵送的难题。 

4、成本仅为现有充填材料成本的1/3-2/3左右。 

5、大部分原料为井下矸石，节约资源、实现煤矿的废物利用，实现了无废开采。 

具体实施方式

一种沿空留巷巷旁充填用动力矸石混凝土制备方法如下： 

1、首先取井下矸石直接经皮带输送机运送到井下破碎硐室，破碎后形成粒径小于1.5cm的矸石，作为制作动力矸石混凝土的骨料； 

2、破碎后的井下矸石经皮带输送机运送到搅拌机，1000份矸石中加入普通硅酸盐水泥200份、电厂粉煤灰100份、水化剂3份、内养护剂2份、无碱液体速凝剂50份，再加水500份搅拌均匀即成。 

上述各原料份数可在原份数基础上加减10％。