[发明专利]一种含稻草纤维胶结充填材料在充填采矿中的应用

说明书

本发明属于矿山充填材料技术领域，公开了一种含稻草纤维胶结充填材料在充填采矿中的应用，本发明还提供了一种充填材料，包括稻草纤维、水泥和尾矿。本发明还提供一种充填料浆，稻草纤维0.5～1.5份、水泥174～254份、细粒尾矿975～1066份、水702～813份，纤维长度0.5～5cm，混合搅拌后充填料浆质量浓度60～64％。本发明公开的稻草纤维胶结充填材料中稻草纤维的掺入可有效改善细粒尾矿充填体固化后强度低，易开裂的难题，提高充填体的抗压性能、抗裂性能。使用该纤维充填材料可使充填体的抗压、抗拉强度满足矿山开采对充填体的强度要求，降低每立方米充填水泥单耗，提高细粒尾矿利用率，是一次矿山充填材料创新，具有广泛的适用意义和推广价值。

技术领域

本发明涉及矿山充填材料技术领域，具体涉及一种含稻草纤维胶结充填材料在充填采矿中的应用。

背景技术

随着矿产资源日趋枯竭，资源开发利用不断引发的安全、环境问题，充填采矿法逐步成为矿业发展的主流趋势。采场充填后，充填体的围岩支护和控制地压作用，对充填材料的研究和创新提出更高的要求。

目前，大多数矿山充填主要以分级尾矿作为充填骨料，分级之后的溢流水包含的细粒尾矿(-74μm)，需输送到尾矿库存放，企业将不得不面临尾矿库建设和扩容成本高、环境污染、安全隐患的压力。考虑将细粒尾矿用于充填质量要求稍低的矿房充填又容易出现细骨料充填后强度过低，抗拉强度低，充填体容易开裂，水泥单耗较高的问题。

作为一个农业大国，我国拥有丰富的稻草秸秆资源，但是这些资源的利用率和利用效果却非常有限，除了少量被用于饲料和造纸等方面外，大量的稻草和秸秆资源被就地焚烧，在造成资源浪费的同时，还不可避免的造成了环境的污染。

为解决上述问题，申请号为201310035710.3的中国专利文件公开的一种细粒尾矿充填用的胶凝材料，该胶凝材料由贝利特-硫铝酸盐水泥、石膏、生石灰、矿渣微分、粉煤灰等组成，能够提高细粒尾矿的充填强度，但是对充填体抗拉性能和水泥降耗问题未做研究。纤维材料是一种柔性高分子合成材料，稳定性好，具有抗裂性、抗腐蚀性等多种优异性能，在建筑中被用于增强混凝土的抗裂性能。如申请号为201310702345.7的中国专利文件公开的一种防裂混凝土，该防裂混凝土以纤维材料为添加料，有效抑制了因温度、干缩等原因造成的混凝土开裂现象，但是在矿山充填方面，尚未有将纤维材料用于提高充填体力学性能的先例。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对矿山细粒尾矿进行矿房充填存在的抗压强度低，抗裂性能差，水泥单耗高，细粒尾矿利用率低的问题，本发明提供了一种含稻草纤维胶结充填材料在充填采矿中的应用。通过所述的充填材料，可提高细粒尾矿抗压强度和抗裂性能，降低水泥单耗，降低成本，提高细粒尾矿利用率。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一种含稻草纤维胶结充填材料在充填采矿中的应用。

在充填采矿法的技术领域，本发明人独创性地在矿用的胶结充填材料中添加稻草纤维，可获得特别适用于充填采矿领域的纤维充填材料。研究表明，所述的稻草纤维添加剂除可以增强矿用充填材料的强度、防止开裂外，还可降低水泥单耗，节约充填用水泥成本。

研究表明，合适的稻草纤维的选用，可进一步提升所述的胶结充填材料在矿区充填领域的应用效果。

作为优选，所述的稻草纤维为揉丝状单丝稻草纤维；纤维单丝长度：0.5～5cm。

进一步优选，纤维单丝长度为1～3cm。在该优选的纤维长度下，得到的充填体的各项性能更优异，且有助于进一步降低水泥单耗，保证充填料浆良好的流动性，便于料浆输送。

本发明中，所述的胶结充填材料还包括水泥和尾矿(本发明也称为细粒尾矿)。

作为优选，所述充填材料中的水泥为PO 42.5R普通硅酸盐水泥。