[发明专利]一种无机充填材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机充填材料，主要用于对煤矿井下采空区、高位钻场、空洞及废弃井巷等充填充分、密实。

背景技术

随着煤矿开采深度的不断增加，煤矿瓦斯含量不断增大，为了防治瓦斯积聚和煤炭自燃，需对煤矿井下采空区及废弃井巷进行封闭处理。近年来，由于各种瓦斯抽放方法在煤矿的应用，形成了各种抽放钻场，施工完钻孔工程或报废的抽放钻场容易造成瓦斯积聚，增加顶板的管理难度。为了防治煤层自燃或有毒气体扩散对安全生产的危害，通常需要对煤矿井下工作面巷道密闭、废弃巷道、采空区、高位钻场、松散媒体、漏风裂隙灯区域进行充填堵漏，将易自燃区或有毒气体源进行隔离，进而确保矿井安全生产。

目前，常用的充填材料为注水泥浆、注有机发泡材料、水力充填等。其中，注水泥浆填充，因水泥浆液凝固而缩小体积，凝结慢易析水，容易出现充填区域充填不充分、密实；注有机发泡材料效果好，但容易发热，材料本身具有可燃性，价格较高，处理成本高，增加了企业投入与成本；水力充填材料是采用管道输送，对充填材料的最大粒径有所限制，容易导致管道堵塞，且操作工序复杂、工作强度大及成本较高。因此，针对现有材料的缺陷，主要一种充填密实、价格低廉、施工便捷的无机充填材料。

发明内容

为克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种充填密实、价格低廉、施工便捷的无机充填材料。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种无机充填材料，包括A料和B料，所述A料由以下质量份组成：铝土矿粉70～80、甲酸钙1～2、氧化铝 15～20、石膏 2～5、粉煤灰 15～20、钙粉 2～5；所述B料由以下质量份组成：石膏 30～40、石灰 20～25、 复合速凝剂 1～2、减水剂 0.1～1、膨胀剂 1～5、十二烷基硫酸钠 0.1～1、聚烯类 1～5、 碱木质素 0.1～1。

进一步的，所述无机充填材料的施工方法是：将A料和B料两袋为一组，施工过程中，A 料与B料使用比例是1：1，首先将A料和B料分别置于两个搅拌桶中，分别以料水质量比1:3进行混合，然后利用注浆泵把两种浆液输送至发生器内，经过充分混合之后，输送至工作面进行填充作业。

更进一步的，所述注浆泵为气动双液注浆泵。

本发明的有益技术效果是：AB 料混合后浆液进入充填空间，能将包括四周煤岩裂隙自动灌入充实，再加上顶部充满后还要膨胀，构筑的充填体与巷道周边紧密接触，形成一个整体性很好的密闭体，而且整体性强、抗压性能好，而且充填体具有膨胀性，对老巷空区的密闭效果好，改善了井下的安全状况；产品不燃烧也不助燃，具有突出的防爆防静电性能，对封堵瓦斯和防灭火有很好的效果；同时，本材料具有充填率较高，更易控制顶板的优点，可有效控制采空区顶板，限制地表下沉。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。

图 1 为本发明所使用的注浆填充设备结构示意。

具体实施方式

一种无机充填材料，包括A料和B料，所述A料由以下质量份组成：铝土矿粉 70～80、甲酸钙 1～2、氧化铝 15～20、石膏 2～5、粉煤灰 15～20、钙粉 2～5；所述B料由以下质量份组成：石膏 30～40、石灰 20～25、复合速凝剂 1～2、减水剂 0.1～1、膨胀剂 1～5、十二烷基硫酸钠 0.1～1、聚烯类 1～5、碱木质素 0.1～1。

所述无机充填材料的施工方法是：将A料和B料两袋为一组，施工过程中，A料与B料使用比例是1：1，如图1所示，首先将A料和B料分别置于两个搅拌桶中，分别以料水质量比1:3进行混合，然后利用注浆泵把两种浆液输送至发生器内，经过充分混合之后，输送至工作面进行填充作业。

无机充填材料在工业上的使用工艺主要为三个部分，A、B两种粉料分别制浆、浆液输送和充填成型，具体工艺流程如下：

1. 制浆：采用气动双液注浆泵，配上两个加水加料设备，对 AB 两种粉料分别搅拌，形成均匀浆液；

2. 输送：均匀的浆液通过气动双液注浆泵和输送管等量送入发生器进行混合发泡；

3. 混合成型：AB 料两种浆液在发生器中经过充分混合后，直接输出到封闭好的空间里，浆液在充填空间内很快凝结成型。