[发明专利]一种矿山充填用的胶凝材料及含有该胶凝材料的充填料浆

说明书

本发明公开了一种矿山充填用的胶凝材料及含有该胶凝材料的充填料浆。一种矿山充填用的胶凝材料由以下质量份的原料组成：40～65份磷石膏，18～25份黄土，10～22份矿渣，5～15份钢渣，0.1～0.8份减水剂。一种矿山充填用的料浆，包括上述的矿山充填用的胶凝材料、水泥和水。本发明针对矿山充填胶凝剂的要求，设计开发出了以磷石膏为主要原料，并辅以黄土的矿山充填用胶凝材料。由本发明的胶凝材料制备得到的充填料浆与现用水泥相比，其强度整体比现用的水泥要好，同时本发明的充填料浆完全满足矿山充填所要求的流动性。本发明的充填料浆由于使用了黄土使充填成本更低，不但完全可以替代水泥，同时也有利于消耗大量堆积的磷石膏，有利于保护环境。

技术领域

本发明涉及一种矿山充填用的胶凝材料及含有该胶凝材料的充填料浆。

背景技术

磷石膏是磷化工企业湿法生产磷酸的工业副产品，每1吨磷酸将产生约5吨的磷石膏。随着我国磷化工产业的快速发展，每年的副产磷石膏已经超过4000万吨，累计堆积的磷石膏超过约2亿吨。由于各种原因，目前我国磷石膏资源化利用率不足15％，剩余的部分作为固体废弃物堆积或者填埋，这不但占用了大量的土地，还对周围环境造成了严重污染，因此加快对磷石膏的资源化利用已经刻不容缓。

另一方面，采矿工业在索取资源的同时，形成大量的采空区，采空区的失稳塌陷或崩塌，使大量的土地和植被遭受破坏，甚至造成安全事故。同时采矿产生的大量尾矿砂，颗粒极细，成分波动大，难以利用，这些得不到利用的尾矿砂堆积成尾矿山，不仅是资源的极大浪费，而且对环境造成了极大的污染。用充填法开采矿床，是保护地表不发生塌陷，实现采矿工业与环境协调发展最可靠的技术支持。而将廉价的矿山废料尾矿砂大量应用于矿山充填，不但提供了矿山充填料的原料，还解决了矿山工业废料污染环境和占用耕地的问题，具有十分重大的意义。目前大部分矿山充填采矿法使用的充填胶结剂仍然为硅酸盐水泥，适用于矿山充填特点的专用胶凝剂还不多见。

黄土高原地区是地球上黄土分布最多的地区，受其影响，黄土在我国中西部地区广泛分布，包括青海、陕西、山西、内蒙古、河南、河北等地。黄土多被认为风化沉淀形成，其形成年代较晚，性质疏松多孔，粘结力较差，颗粒较细，属于沙土中的粉沙。黄土具有廉价易得的特点，利用这种天然的资源优势，以黄土作为辅助材料，并使用磷石膏研制出符合矿山采空区充填要求的充填材料，具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿山充填用的胶凝材料及含有该胶凝材料的充填料浆。

本发明所采取的技术方案是：

一种矿山充填用的胶凝材料，由以下质量份的原料组成：40～65份磷石膏，18～25份黄土，10～22份矿渣，5～15份钢渣，0.1～0.8份减水剂。

黄土的粒径小于85μm。

矿渣为高炉水淬矿渣。

减水剂为木质素磺酸盐类减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺系减水剂、氨基磺酸盐系减水剂，脂肪酸系减水剂、聚羧酸系减水剂中的至少一种。

一种矿山充填用的料浆，包括上述的矿山充填用的胶凝材料、水泥和水。

料浆中，胶凝材料与水泥的质量比为1：(3～8)。

料浆中，水泥为42.5或42.5R型水泥。

料浆的水含量为30wt％～40wt％。

本发明的有益效果是：

本发明针对矿山充填胶凝剂的要求，设计开发出了以磷石膏为主要原料，并辅以黄土的矿山充填用胶凝材料。由本发明的胶凝材料制备得到的充填料浆与现用水泥相比，其强度整体比现用的水泥要好，同时本发明的充填料浆完全满足矿山充填所要求的流动性。本发明的充填料浆由于使用了黄土使充填成本更低，不但完全可以替代水泥，同时也有利于消耗大量堆积的磷石膏，有利于保护环境。