[发明专利]一种地下采空区填充材料及其制备方法

权利要求书

1.一种地下采空区填充材料，其特征在于，由基料和水拌和制得；

所述基料包括：骨料、承载流体和化学助剂；

所述骨料包括以下质量比的组分：

粉煤灰母球 60%~80%；

尾砂 5%~15%；

矿渣 5%~10%；

煤矸石 10%~15%；

其中，所述粉煤灰母球为由物料A通过混合、成球机成型制得的球形微孔材料；

所述物料A包括以下质量比的组分：

粉煤灰 70%~90%；

水泥 5%~15%；

脱硫石膏 3%~5%；

外加剂 2%~10%；

所述承载流体为超细粉煤灰；

所述化学助剂包括：胶结剂、早强剂和缓凝剂；

所述胶结剂选自生石灰、二水石膏、无水石膏和芒硝中的一种或几种；

所述骨料与承载流体的质量比为1∶（3~5）；

所述化学助剂的质量与所述骨料及承载流体的总质量之比为3%~5%；

所述水的质量与所述骨料及承载流体的总质量之比为20%~30%；

所述粉煤灰母球通过以下制备方法制得：

a）将粉煤灰、脱硫石膏、水泥和外加剂干混，得到混合料；

b）将所述混合料与水混合、静置陈化，得到粘结料；

c）利用成球机对所述粘结料成型，得到球料；

d）将所述球料养护，得到粉煤灰母球；

所述步骤b）中，水占混合料的质量比为1%~2%；静置陈化的时间为20~24h；

所述步骤c）中，所述成球机成型的条件为：先以30~40r/min的转速保持30~60s，再提升转速至70~90r/min保持30~60s；

所述步骤d）中，所述养护的条件为：60~65℃蒸汽养护15~20 h，或者自然养护15~28天；

所述粉煤灰母球的平均粒径为5~10mm；

所述粉煤灰母球中采用的外加剂选自熟石灰、生石灰、二水石膏和水玻璃中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的填充材料，其特征在于，所述超细粉煤灰的粒度＜10μm，比表面积为700~1000m²/kg；

所述粉煤灰母球中采用的粉煤灰的粒度为＜50μm。

3.根据权利要求1所述的填充材料，其特征在于，所述煤矸石的规格为：粒径≤25mm；

所述尾砂的规格为：密度为2.9~3.2 g/cm³，标准稠度为21%~25%；

所述矿渣的规格为：密度为2.8~3.0 g/cm³，比表面积为350~600 m²/kg。

4.根据权利要求1所述的填充材料，其特征在于，所述早强剂选自氯化钠、氯化钙、碳酸钠、碳酸钾和硫酸钾中的一种或几种；

所述缓凝剂选自木质素磺酸钙、柠檬酸和酒石酸中的一种或几种；

所述胶结剂∶早强剂∶缓凝剂的质量比为（5~6）∶（2~3）∶1。

5.一种权利要求1~4中任一项所述的地下采空区填充材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1）将骨料和承载流体混合，得到混合料1；

S2）将所述混合料1与化学助剂及水混合，得到填充浆料。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1）中，混合为搅拌混合，搅拌的速度为20~35r/min，时间为10~15min；

所述步骤S2）中，混合为搅拌混合，搅拌的速度为20~35r/min，时间为5~10min。