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高水膨脹粉煤灰充填膠凝材料生產技術
在礦山充填中如何做到低濃度、膨脹性是兩個技術難題。低濃度料漿流動性好，可以做到大倍線長距離自流輸送，但充填料漿容易離析，泌水率高，充填體強度低；高濃度料漿不易離析，固化強度高，泌水率小，但流動性差，一般需要泵送，充填成本高。接頂效果好，固化收縮變形小，最大限度地減少頂板下沉量一直是充填的追求目標，能夠做到這一點的理想充填材料是充填料漿具有膨脹性。盡管人們進行了很多努力，實用廉價的膨脹充填未見成熟報道。通過反復試驗和摸索，解決了高水膨脹材料的合理配比和應用技術。研究開發的充填材料主要由固化劑、延緩劑、膨脹劑等組成。水料比為0.35～0.65，灰料比1:4～1:7。料漿初凝時間約2小時，在通常的輸送壓力下1.5小時內可以順利輸送，不致堵管；在1500m的距離內，充填倍線達到5倍時，料漿流速仍達2.28m/s，可以做到長距離大倍線輸送。料漿充填后8～10小時可拆模，7天強度超過1.5MPa,28天強度2～3MPa。根據現場實測，充填體20小時的固化膨脹率約為8～10％。高水膨脹充填是一種全新的充填技術，也是礦山充填的發展方向，對于充填料嚴重不足的煤礦充填，意義更為重大。
技術簡介：
高水膨脹充填材料：屬于建筑物、水體、鐵路下采煤技術領域，所述充填材料是由粉煤灰、膨脹劑、延緩劑、速凝劑、固化劑和水組成的料漿；其固液比為1∶1.2~1.5，比重為1.35，膨脹率為10~30%。解決了中厚以下煤層采空區充填的主動施壓接頂和長距離自流輸送問題，對改善我國采煤生態環境，提高資源回收率具有十分重要的意義。
高水充填材料：所述高水充填材料包括甲組分和乙組分，其中所述的甲組分包括硫鋁酸鹽水泥熟料、鋁酸鹽水泥熟料、緩凝劑、懸浮劑；所述的乙組分包括下述組分：硬石膏、石灰、復配添加劑。高水充填材料具有原材料廣泛、價格低廉、穩定性好、后期強度高、表面不泛堿的優點。
超高水充填材料：目前，在現有技術中，充填法采煤所用的充填材料主要有煤矸石、水砂、膏體材料，較成熟的是膏體材料，但膏體充填材料不但成本高，而且由于膏體料漿流動性差，增加了輸送難度。采用煤矸石、水砂填料存在勞動強度大，作業成本高等缺點。目前新的充填材料研發方向為高水材料（含水率一般在55%以上），超高水材料（含水量達90%以上）。該充填材料是由甲乙兩種組分組成，其中，甲組分為硫鋁酸鈣、鋁酸鈣、碳酸鈣、碳酸鈉、聚丙烯酰胺和羥甲基纖維素鈉；乙組分為硫酸鈣、氧化鈣、偏鋁酸鹽和氯化鈣。本超高水充填材料具有初凝時間短、凝結后強度高、并且強度穩定的優點。本超高水充填材料無毒、無味、無污染、安全環保。可廣泛應用于煤炭行業巷旁充填支護,采空區堵漏滅火、阻燃、井巷壁厚充填支護等。
高水微脹充填材料：充填法采煤所用的充填材料。組成為：水，高鈣粉煤灰，石膏，水泥，聚丙烯酸鈉，發泡劑。與現有技術相比，本充填材料的成本低，制備方便，流動率大易輸送，有膨脹性易接頂，實現自流、主動施壓接頂充填采空區。初凝時間為5~6h，終凝時間10~11h。使用時制備時間充裕，充填后又能快速達到一定抗壓強度。
用于煤礦充填采空區的泡沫填體：屬煤礦采空區的充填和地下工程充填技術領域。泡沫充填體各組分組成：粉煤灰，水泥，水，減水劑，促凝劑，活性劑，泡沫：膠凝漿液體積的百分比為100-250%。該填體膠凝固漿時間約3-4d，28d后單軸受壓強度為0.5-1.7MPa，表觀密度650-940kg/m3，可泵送時間11h，導熱系數0.255-0.376W/(m·k)。可用于煤礦充填采空區的充填，有益效果是本泡沫填體顯著增加了粉煤灰用量，制備簡單成本較低，具有輕質、抗裂、保溫和抗震等功能，現場應用前景廣闊，有顯著經濟效益。
礦坑回填粉煤灰、鋼渣和煤矸石造澆注石：所述澆注石由粉煤灰、鋼渣、煤矸石粉、石灰、石膏粉加入發泡劑制備而成。針對煤礦、礦冶地區礦洞多、地質不穩定，以及遺留大量的粉煤灰、煤矸石和鋼渣等尾礦和廢棄物的問題，將各原料制粉、兌成漿料之后，注入礦洞、涵洞中凝結，可以緩慢生成水硬性膠凝材料，主要成分為硅酸鈣，鋁酸鹽和鐵鋁酸鹽。通過發泡劑，使得澆注石能夠膨脹，將未灌入澆注石的空間填充滿，同時不會污染地下水層和土質。
大摻量粉煤灰泡沫填體：屬煤礦采空區及地下空間填充體領域。泡沫填體包括水、粉煤灰、膠凝材料、外摻料、活性劑及適量泡沫，其制備方法是：a原材料預加工：將粉煤灰和水泥進行篩分處理，濾掉大結塊硬粒；b按照配比稱量各組份數；c發泡劑與水按照配比混合制取發泡液；d原料拌合：在攪拌機內將水泥、粉煤灰、促凝劑、減水劑和活性劑拌合至均勻；e制取泡沫：在d步驟同時進行發泡，將發泡液通過發泡機制取泡沫；f混泡：在膠凝漿體制備好后，加拌適量倍數泡沫，不停機；g定模成型：混泡后漿液上面看不到浮泡時，泡沫漿制備完成。成型后的泡沫填體顯著增加了粉煤灰用量，制備簡單成本較低，具有輕質、抗裂、保溫和抗震等功能，特別用于煤礦采空區和地下空間的充填。
發泡混凝土及煤礦充填接頂的方法：發泡混凝土包括水泥、粉煤灰、硅灰、硬脂酸鈣、水、速凝劑、發泡劑，煤礦充填接頂的方法：A、剔除膠凝材料中的硬塊等；B、按照配比稱量水泥、粉煤灰、硅灰、硬脂酸鈣和水，調節輸送速凝劑和發泡劑的泵送設備流量閥；C、向攪拌機中依次加入水泥、粉煤灰、硅灰、硬脂酸鈣和水，攪拌均勻；D、使原料混合均勻；E、在混合器出口接一軟管，軟管的另一端放在需要充填的部位，完成充填。能夠充分利用廢棄物粉煤灰，節約了能源，膨脹率可達200~300%，有效控制圍巖變形。
技術服務：本套高水膨脹粉煤灰充填膠凝材料技術資料費320元，包括技術配方、工藝流程等，技術直接用于生產，提供技術售后支持。
上一技術：金屬礦山充填專用膠固粉下一技術：生態高效抑塵劑
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