[发明专利]一种矿用轻质充填材料

说明书

本发明公开了一种矿用轻质充填材料，充填材料各组分以质量份计为，基料65～85份，凝固剂10～15份，激发剂1～5份，调凝剂1～10份，发泡剂0.1～1份，稳泡剂0.1～1份。针对上隅角填充和构建密闭墙需求，本发明轻质充填材料具有轻质不燃、密度小、强度可调、凝固时间可调、膨胀性和抗压性优良、过水强度无明显衰减、环保、价格低廉等特点，对矿井钻场、上隅角充填有显著效果，能有效解决瓦斯积聚和煤炭自燃问题。

技术领域

本发明属于矿用充填材料领域，具体涉及一种用于煤矿井下快速充填的新型轻质充填材料。

背景技术

我国煤炭资源丰富，大小煤田遍布全国各地，煤炭也是目前我国的主要能源，在能源结构中占据主导地位。煤矿井下有许多空硐，如钻场、工作面上隅角等，容易造成瓦斯积聚。研究有效、经济、使用方便的充填材料来治理钻场、工作面上隅角瓦斯积聚问题是非常有必要的。长期以来，国内外有关此类充填材料有很多种类，如空气泡沫，但由于泡沫稳定性较差，充填效果不理想；其它如有机发泡充填材料，由于其不阻燃且价格昂贵，难以推广。

煤炭自燃是煤矿的一种十分严重的灾害，采用注浆材料封堵漏风通道，构筑密闭墙是煤矿经常性工作之一，传统的密闭方式主要是用木板、挡风帘等采取临时密闭，或者用砖、水泥、石膏、砂石料等建立永久密闭墙；但是，临时密闭墙往往封闭不实，隔离效果不理想；永久密闭建设周期长、劳动强度大、成本较高，不能广泛使用。聚氨酯等高分子材料在采动影响较大时效果较差，且毒性大、成本高，难以推广使用。

现有技术公开了多种充填材料，如CN1169969A公开了一种矿用泡沫水泥添加粉，由蛋白泡沫粉、石膏、碳酸钙、石灰组成，由硫铝酸盐水泥(或铁铝酸盐水泥)、石膏矿用泡沫水泥添加粉配置成矿用泡沫水泥，对煤矿、矿山、铁路隧道灯冒落空洞、巷道壁后充填。

CN1291631A公开了一种矿用充填胶结材料，由普通水泥熟料62-78％、煤矸石6-15％、尾砂11-22％、石膏2.4-3％、芒硝0.4-0.5％、明矾石1-1.25％、石灰0.2-0.25％，其克服了普通水泥用作胶结材料时的脱水速度慢、早期强度低等缺点，提高了接顶率。

CN102702675A公开了一种矿用化学注浆充填密封材料，包括A、B两个组分，A组分以酚醛树脂为主剂，配以发泡剂、泡沫稳定剂、阻燃剂、特种助剂，B组分为固化剂，A、B组分混合后形成发泡材料，发泡倍率高、阻燃抗静电性好。

CN103449837A公开了一种矿用泡沫膏体充填材料，其采用协同发泡的A、B组分，A组分包括水泥、粉煤灰、煤矸石、生石灰、矿物发泡剂、石膏、激发剂、促凝剂、水，B组分包括：发泡剂、稳泡剂、减水剂、水，将粉煤灰活化后用于替代部分水泥，并将混凝土发泡技术用于充填材料，应用矿物发泡剂协同混凝土发泡剂，改善发泡膨胀性能、泵送性能、抗渗性能等。

CN104230278A公开了一种矿用泡沫水泥，包括硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、生石灰、粉末状发泡剂，产品具有可远距离泵送、单位体积用料量少、快速凝结、可形变吸能、安全不燃等特点。

CN104628414A公开了一种矿用无机充填支护材料，由A组分：硫铝酸盐水泥熟料、XWZ-A型复合外加剂、引气剂、加气剂、稳泡剂、纤维和B组分：石膏、石灰、XWZ-B型复合外加剂、引气剂、加气剂、稳泡剂、纤维组成，该支护材料具有速凝、轻质、快硬、早强、良好气密性等特点。

CN104743999A公开了一种双组份矿用泡沫膏体填充材料，由甲组份：硫氧镁水泥、粉煤灰、发泡剂、早强剂、稳泡剂、水和乙组分：发泡剂、稳泡剂、高效减水剂、水组成，可实现快速填充、凝结、固化，在硫氧镁水泥低消耗条件下可实现较大程度填充。

CN105314944A公开了一种矿用复合水泥胶结料及矿用充填材料，胶结料由复合硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥石膏组成，矿用充填材料由胶结料掺加粉煤灰和/或煤矸石制成，所述胶结料凝结时间和抗压强度可调，矿用充填材料满足长距离泵送要求。