[发明专利]一种含有改性镁粉的发泡充填材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含有改性镁粉的发泡充填材料及其制备方法，所述发泡填充材料包括组分A和组分B；所述组分A包括水泥、粉煤灰、发泡剂改性镁粉，其中改性镁粉为镁粉与表面活性剂吐温按一定比例高速搅拌混合均匀获得，所述表面活性剂吐温与镁粉的质量比为2%~10%，所述水泥、粉煤灰、改性镁粉质量比为1:1~3:0.04~0.08;所述组分B包括石膏、石灰、粉煤灰，所述石膏、石灰、粉煤灰的质量比为1:0.1~0.3:1~3。本发明的含有改性镁粉的发泡充填材料原料易取、绿色安全，其制备方法克服了快速反应大量放热的问题，达到实用、安全、高效且经济的充填目标。

技术领域

本发明涉及一种煤矿发泡充填材料，具体涉及一种利用改性镁粉作为发泡剂制备发泡充填材料及其制备方法。

背景技术

中国拥有丰富的煤炭资源，目前煤炭每年开采量高达50亿吨，伴随着煤炭科技的发展，高产高效综采综放采集技术得到普遍推广应用，在煤炭开采过程中需要挖掘大量巷道，特别是煤巷在高应力区和构造带，巷道周围煤体极易失稳，顶煤甚至直接破碎，形成高冒区，高冒区的形成不仅埋下了施工隐患，影响开采进度，更是对工人的人身安全造成了极大的威胁，需要进行充填封闭。

目前，为了一次性解决高冒区的隐患利用填充充填材料的的方法进行解决，常用的充填材料有化学充填材料和无机非金属传统材料，化学充填材料较为常用的有马丽散、罗克休材料、瑞米材料及马格尼材料等，这些材料一般具有高膨胀性、强固结性等优点，且在国内外煤矿中有大量的使用，但这些化学充填材料也存在价格高昂、反应释放高热且多数具有毒性，阻燃性差，易引起自燃等问题。无机非金属传统材料价格便宜、无毒、来源方便，更优于化学充填材料，但传统充填材料也存在许多需要改进之处，单浆注浆虽流动性好，可操作时间长，但是凝结时间太慢，同时会放出有害气体，另外传统无机充填材料采用铝粉作为发泡剂，需要碱性材料进行激发，发泡速率较慢，充填效率低。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的是提供一种含有改性镁粉的发泡充填材料及其制备方法，原料易取、绿色安全，克服了快速反应大量放热的问题，达到实用、安全、高效且经济的充填目标。

本发明的技术方案如下：一种含有改性镁粉的发泡充填材料，包括组分A和组分B；

所述组分A包括水泥、粉煤灰、发泡剂改性镁粉，其中改性镁粉为镁粉与表面活性剂吐温按一定比例高速搅拌混合均匀获得，所述表面活性剂吐温与镁粉的质量比为2%~10%，所述水泥、粉煤灰、改性镁粉质量比为1:1~3:0.04~0.08;

所述组分B包括石膏、石灰、粉煤灰，所述石膏、石灰、粉煤灰的质量比为1:0.1~0.3:1~3。

优选的，所述水泥为硫铝酸盐水泥。

上述含有改性镁粉的发泡充填材料的制备方法：将上述组分A中加入组分A质量50%~80%的水制成浆液，在上述组分B中加入组分B质量50%~80%的水制成浆液，将得到的A、B两种浆液按体积比1:1混合，反应得到本发明的发泡充填材料。

优选的，所述制备方法中组分A与组分B制作浆液时，加水量一致。

本发明具有以下优点:

（1）本发明使用改性镁粉作为发泡充填材料的发泡剂，利用镁粉可以与水快速反应释放氢气的特点，并采用吐温对镁粉进行表面改性，克服其快速反应大量放热的问题，达到实用、安全、高效且经济的充填目标。

（2）本发明的制成了非化学充填材料、掺入发泡剂化学发泡的无机非充填材料，可以更安全、绿色且经济实用的应用于井下巷道充填，以解决高冒区存在所带来的安全隐患。

（3）本发明材料采用双料分离，这样有利于材料的储存，也便于施工操作，施工时只需将双料分别加入一定比例的水，充分搅拌后，便可使用双液注浆泵进行充填。