高水速凝材料的研制及充填试验
高水速凝材料充填下沿空留巷技术试验研究
象 。十五层 煤瓦斯含量平均为 ０ ． ０ ２ ５ ｍ ／ ｔ ， 属低 瓦斯煤
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ｒ ｏ ａ ｄ ｗａ ｙ ａ ｌ ｏ ｎ ｇ ｇ ｏ ａ ｆ ｈ ｉ ｓ ｈ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｆ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｐ ｅ ｆ ｒ ｏ ｒ ｍａ ｎｃ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ
１ １ １ ５ ０ ８运输 巷 的 生产 地 质条 件
文献标识码
Ｆｉ ｌ ｌ ｉ ｎｇ Ａｌ ｏ ｎｇ Ｔｈ ｅ Ｅｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎｔ ａ ｌ Ｓｔ ｕｄ ｙ Ｏｎ Ｒｏ ａ ｄｗａ ｙ Ｇｏ ｂ
Ｚ ｈ ｏ ｕ Ｘｕ—ｍｉ ｎ ｇ
（ Ｌ ｏ ｎ ｇ Ｍｅ ｉ Ｊ ｉ Ｔ ｕ ａ ｎ Ｑ ｉ ｔ ａ ｉ ｈ ｅ ｂ ｒ ａ ｎ ｃ ｈ ｉ ｎ Ｌ ｏ ｎ ｇ ｈ ｕ ｃ ｏ ａ ｌ ｍｉ ｎ ｅ Ｈ ｅ ｉ ｌ ｏ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｑ ｉ ｔ ａ ｉ ｈ ｅ １ ５ ４ ６ ０ ０ ）
新兴煤矿 １ １ ５ ０ ８运输 巷 巷 道设 计 长 度 ９ ３ ０ ｍ。服 务年 限为 ２ ａ 。地 面 标 高为 ＋１ ９ ８ ． ０一＋２ １ ５ ． ８ ｍ， 巷 道 距地 表平均 垂深 ５ ４ ８ ． ８ ｍ。十五层 煤第 一层 顶 板 为泥 灰岩， 均厚 ０ ． ５ ６ ｍ， 灰色 ， 致密坚 硬 ， 平均单 向抗压 强度 为８ ６ ． ８ ７ Ｍ Ｐ ａ ， 第二层顶板为泥岩， 均厚 ３ ． ８ ５ ｍ， 深 灰
ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｌ ａ ａ ｎ ｄ ｈ ｉ ｇ ｈ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｆ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｌｏ ａ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｒ ｏ ａ ｄ ｗａ ｙ ｓ ｕ ｒ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｒ ｏ ｃ ｋ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｉ ｔ ｙ ｌ ａ ｗ ｏ ｆ ｇ ｏ ｂ ｉ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ．ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ｌ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ
高水材料添加粉煤灰充填料的试验研究
高水材料添加粉煤灰充填料的试验研究马灵姬【摘要】高水材料作为充填材料具有很多优点，只是成本较高。
为降低成本，在高水净浆速凝固化材料中，添加了粉煤灰，制成充填料浆。
通过对料浆各组分配比的细致研究和特效添加剂的使用，开发出了一种可用于采空区充填的新型料浆。
这种料浆经过测试，具有泵送性能良好、固化时间短、硬度高、表面致密等特点，且成本低廉，非常适合有较高强度要求的采空区充填使用。
%A high water material as a backfill material would have many advantages ,but would be high in cost.In order to reduce the cost ,a backfill grout could be prepared with the fly ash in the high water pure grout rapid setting material. With a fine study on the mixing ratio of each component in the grout and the application of the special function additive ,a new material grout suitable for the backfill of the goaf was developed.With the test and measurement ,the grout could have excellent pumping perfor-mances ,short setting time ,high hardness ,surface densification and other features and the cost of the grout would be lower. The grout would be very suitable for the goaf backfill with high strength re‐quirement.【期刊名称】《建井技术》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】3页(P40-42)【关键词】高水材料;粉煤灰;充填料浆;采空区充填【作者】马灵姬【作者单位】北京中煤矿山工程有限公司，北京 100013【正文语种】中文【中图分类】TD325+.3我国充填工艺技术的发展，存在着工艺复杂、运输量大、劳动强度高、采空区密实效果不理想等问题。
高水速凝固化材料充填技术的应用与效果
Series N o.301 July 2001 金 属 矿 山M ET AL M INE总第301期2001年第7期邢 林,山东省冶金设计院,高级工程师,250014山东省济南市历山路134号。
采矿工程高水速凝固化材料充填技术的应用与效果邢 林(山东省冶金设计院)摘 要 对高水速凝固化材料的性能、工业应用等从技术方面和经济效果方面进行分析对比,对该工艺的操作和选用设备进行了描述,为金属矿山采用该项技术提供参考。
关键词 高水速凝 充填 固化材料 效果分析Application and Effect of the Filling Technology of High W ater Rapid Solidifying MaterialsXing Lin(Shandong M etallurgical Designing I nstitute)Abstract A nalysis and co mparison are made of the performances and industr ial application of hig h water r apid solidi fying materials from t he aspects of techno logy and economical effect.T he operation and selected equipment of t he technolog y ar e descr ibed so as to provide references for metal mines to use this technology.Keywords High water repid solidificatio n,Filling,Solidifying mater ial,Effect analysis1 前 言胶结充填主要以水泥为胶凝固化材料,通过与充填骨料的搅拌混合后形成低标号混凝土,输送到井下采场以构筑工作地板或岩层支护人工矿柱等。
超高水充填材料及其充填开采技术研究与应用
超高水充填材料及其充填开采技术研究与应用我国煤炭资源较为丰富,但其赋存特点是煤矿“三下”压煤比较普遍。
一方面,我国主要产煤省多地处平原,村庄密集,人口众多,村庄压煤比重大;另一方面,随着国内经济不断持续发展,村镇规模不断扩大,新矿区、新井田不断建设,压煤量也持续增加。
解决“三下”压煤问题是我国煤矿可持续发展的关键。
此外,由于煤矿开采造成地表沉陷、建筑物破坏及地下水与土地资源减少等,使矿区生态环境问题越来越突出。
基于上述问题,煤炭绿色开采是实现我国煤炭工业可持续发展的必由之路,充填开采技术是实现上述目标的不二选择。
本文在充分研究我国煤炭资源赋存状况及充填开采现状的基础上,从充分回收煤炭资源、减少矿区环境污染、消除矿区生态破坏的角度出发,提出超高水充填材料用于矿井采空区充填的课题,并对此进行了详细研究。
本文在详细查阅大量国内外文献的基础上,详细研究了超高水材料的生成机理,并通过大量实验,对超高水材料的各组成要素进行了详细研究。
在实验室条件下,经过多年反复试验研究,找出超高水材料合理的组成配方。
所制得的超高水材料由A、B两种主料与少量复合速凝剂和复合缓凝分散剂组成。
该材料可在水体积高达97%时,实现初凝时间在8~90min之间的按需调整。
当水体积在95~97%时,抗压强度可根据外加剂的不同而进行调节,其28天强度可达到0.66~1.5MPa之间。
该材料A、B两主料单浆可持续30~40小时不凝固,混合后材料可快速水化。
调整外加剂配方可以改变材料性能如凝结时间与强度等。
为了考察所制得超高水材料性能,对超高水充填材料的基本性能包括基本力学性能、化学性能及所构成材料的稳定性进行了研究,发现该材料具有早强、快硬的特点,7天抗压强度可达到最终强度的60~90%,后期强度增长趋势较缓慢。
通过调节水固比与外加剂,可根据需要调整其强度性能与凝结时间等指标。
该材料体积应变较小,有利于采空区的充填应用。
该材料抗风化性能较差,火烤效果类同于风化,表明该材料不适于干燥、开放的环境。
关于采煤工作面使用高水速凝材料进行沿空留巷充填
中 图分 类 号 ： Ｆ ４ ０ ６ ． ３； Ｔ Ｄ ８ ２ ３ ． ７
１工 程 概 况
文献 标 志码 ： Ｂ
文章编 号 ： １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ５ ） １ ０— ０ ２ ０ ８— ０ ２
１ ２ ０ ７ ０采煤工作面 位于汝』 、 Ｉ ＇ １ 市神火庇 山煤业有限 责任公 司矿区东翼 ， 为１ ２ 采 区开采的第 ８个采煤工作 面， 该 工 作 面 走 向全 长 １ ５ １ ｍ一 ２ ７ ０ ｍ， 目前 矿 井 １ ２ ０ ７ ０ 采面已形成 ， 平均煤层厚 度 １ ． ２ ３ ｍ， 平 均倾角 ２ ２ ． ４ 。 ， １ ２ ０ ７ ０采面 斜面 积 ２ ３ ７ ８ ５ ． １ ３ ｍ ， 工业储量 ４ ． ７ ４万 ｔ ， 开 采储量 ４ ． ６万 ｔ ； 根据河南省工业和信息化厅文件 ， 豫 工信［ ２ ０ １ ４］ ７号 《 河 南省 工业 和 信 息化 厅关 于 ２ ０ １ ３年 度全省煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复》 全矿井瓦斯绝 对涌出量约为 ０ ． ６ ９ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ， 相对涌出量为 １ ． ０ ０ ｍ ／ ｔ 。 采 面 采用 高档 炮 采 ， 人工 攉 煤 配 合 ４ ０一ｚ型 刮板 输 送机 运 输 到 １ ２ ０ ７ ０机巷 ４ ０ Ｔ型 刮 板 输 送 机 ， 再 到皮 带通过煤仓进入 １ ２强力皮带运输至主井煤仓 ， 由主井 皮 带再 运输 至地 面煤 场 ； 在 工 作 面 的支 护 过程 中 ， 先采 用“ １ Ｔ ” 型钢 梁 配 合 单 体 液 压 支 柱 支 护 ， 排距 １ ２ ０ ０ ｍｍ， 柱距 ７ ０ ０ ｍ ｍ； 设计单体液压柱初撑力为 １ １ ． ４ Ｍ Ｐ ａ ， 回采 后全部垮落式管理顶板 。
要 。
高水填充材料生产工艺
高水填充材料生产工艺
一、材料准备
1. 原料：高水填充材料的主要原料包括聚合物、填料、添加剂等。
2. 设备：生产过程中需要使用的设备包括混合搅拌设备、挤出成型设备、干燥设备、表面处理设备等。
二、配方设计
根据产品的性能要求，进行配方设计，确定各原料的用量和配比。
三、混合搅拌
将原料按照配方比例加入混合搅拌设备中，进行充分的搅拌混合，确保原料混合均匀。
四、挤出成型
将混合好的原料通过挤出成型设备进行加工，形成所需形状和尺寸的产品。
五、干燥处理
将挤出成型后的产品进行干燥处理，去除水分，提高产品的稳定性。
六、表面处理
根据产品性能要求，进行表面处理，如喷涂、电镀等，提高产品的外观质量和性能。
七、质量检测
对生产出的产品进行质量检测，确保产品符合相关标准和客户要求。
八、包装储存
将产品进行包装储存，保证产品在运输和储存过程中的完整性。
同时，
根据产品的性能要求，选择合适的储存环境，确保产品质量稳定。
以上是高水填充材料的主要生产工艺流程，各步骤都需要严格控制，确保产品质量和稳定性。
高水充填材料
高水充填材料高水充填材料，又称高水泥胶凝材料或高水灰凝材料，指的是与混凝土中的水水化反应并形成胶凝物质的材料。
与传统的水泥不同，高水充填材料的水灰比一般大于1，因此在混凝土中能产生较高的水化反应，形成更多的胶凝物质，提高混凝土的强度和密实性。
在建筑施工、地下工程、水电工程以及船舶修造等方面有着广泛应用。
高水充填材料的主要成分包括活性矿物材料、碳化材料和水泥等组成，其中活性矿物材料一般为矿渣粉、硅灰、石灰石粉等，碳化材料一般为硅溶胶、有机酸碳化石等。
高水充填材料的制备一般分为两个步骤，首先将活性矿物材料与水泥进行脱碳反应，然后将碳化材料与脱碳产物进行反应，最终形成高水充填材料。
高水充填材料具有很多优点。
首先，它可以减少混凝土中的孔隙率，提高混凝土的密实性，从而提高混凝土的强度和耐久性。
其次，由于高水充填材料含有较多的活性矿物材料，使得混凝土的早期强度和晚期强度均有所提高。
此外，高水充填材料还具有良好的流动性和自流体性，可以提高混凝土的施工性能，方便施工过程中的充填和振实。
在实际应用中，高水充填材料可以用于地下工程中的充填和加固，可以填补地下工程中的空洞和裂缝，提高地下工程的稳定性和承载力。
此外，高水充填材料还可以用于水电工程中的淤泥固化，可以将水生沉积物作为高水充填材料的原料，通过反应生成胶凝物质，从而提高淤泥的固化效果。
另外，高水充填材料还可以用于船舶修造中的舱壁充填，可以填补船舶内部的空间，提高船舶的结构稳定性和航行安全性。
总之，高水充填材料作为一种新型的胶凝材料，在建筑施工、地下工程、水电工程以及船舶修造等领域具有广泛的应用前景。
通过调整配比和制备工艺，可以根据不同的工程要求和材料特性，生产出不同性能的高水充填材料，满足工程实际需求。
同时，还需要进一步研究和探索高水充填材料的性能和应用，提高其实用性和经济性，推动其在实际工程中的应用。
高水充填材料的研究与应用
高水充填材料的研究与应用
高水充填材料是指一类能够吸收大量水分并且在饱和状态下保持结构稳定的材料。
这些材料通常是多孔的，可以将水分吸附到材料内部的微孔和介孔中，从而实现高水充填效果。
这种材料具有许多独特的性质和潜在的应用价值。
下面介绍高水充填材料的研究和应用：
1.研究方向
目前高水充填材料的研究方向主要包括以下几个方面：
（1）材料制备方法的优化研究：包括化学法、物理法、生物法等多种制备方法的比较研究，旨在寻找制备高水充填材料的最优化方法。
（2）材料结构与性能的关系研究：通过分析材料的微观结构和化学成分，探究其高水充填性能的机理和影响因素。
（3）材料在不同应用领域中的应用研究：涉及到环境治理、能源利用、建筑材料等多个领域的应用研究。
2.应用领域
高水充填材料具有广泛的应用前景，主要包括以下几个方面：
（1）环境治理领域：用于废水、废气的吸附和处理，例如用于污水处理、水处理、空气净化等。
（2）能源利用领域：用于能量储存和转换，例如用于锂离子电池、超级电容器、燃料电池等。
（3）建筑材料领域：用于隔音、保温、吸声等方面，例如用于室内装修材料、隔音材料、保温材料等。
（4）医学领域：用于生物医学材料，例如用于人工器官、组织工程、药物缓释等。
总之，高水充填材料的研究和应用具有广泛的前景，可以为环境治理、能源利用、建筑材料等多个领域提供新的解决方案。
高水充填材料使用说明书
ZS-205高水速凝固化充填材料一，产品介绍我公司生产的高水速凝固化充填材料（以下简称高水材料）广泛应用于煤炭行业巷旁充填支护,采空区堵漏灭火、阻燃、井巷壁厚充填支护等。
冶金行业金矿、铁矿等的单位充填和尾砂填充、废料充填的胶结材料。
高水材料在建筑、环保、水利、交通、石油等领域也有广泛的应用前景，这种材料与传统的水泥混凝土相比，可以水代替骨料，具有“滴水成石”的功能，凝固后所形成的固体被称为“神奇的人工石”。
二，高水材料的特性：1、充填体含水率高，用高水材料进行充填所形成的充填体体积含水率高达87%—90%，与之对应的重量水固比范围为（2—3：1），重量比含水率范围：69%—75%，井下充填1立方米空间体积的固化材料用量范围为297kg—390kg；在金属矿山、尾砂固化胶结充填工艺中，当充填料浆浓度为60%—70%时，充填1立方米空间高水材料用量80—150kg。
2、凝固速度快，组成高水材料的甲、乙两种浆液混合后5—30分钟以内完成初凝。
3、早期强度高，增长速度快。
各龄期的强度可为：2时 1.5Mpa以上；24小时 3.0Mpa 以上；3天 4.0 Mpa 以上；7天以后的最终强度 5.0 Mpa 以上；4、泵送性能好。
甲、乙两种材料的浆液混合前可达24小时以内不凝固、不结底。
5、充填体具有较高的残余强度和良好的“恒阻”特性。
6、高水材料本身无毒、无害、腐蚀性小。
三、高水材料的固化机理：1、甲、乙两种浆液混合均化后，很快发生反应，生成长针状、柱状钙矾石结晶结构；这些长针状、柱状结构交错在一起形成了一个坚固的网状骨架，骨架中包含有大量的结晶水，网状骨条象海绵一样又吸附大量的游离水（自由水）。
重50±1.0kg（含添加剂；当前厂家包装的每袋净重50±1.0kg）。
2、甲组分包装袋用红字表示，乙组分用黑字表示。
3、试验报告厂方发货时须附试验报告，试验报告中包括本标准规定的水灰比、各龄期的强度和各项试验结果。
高水速凝废石浇注充填试验及充填特性
(2) 从施工工艺的难易程度来看 ,高水速凝废石 浇注充填的浆体浓度低 ,易于搅拌 ,并在无废石时也 能使浆体全部凝结 。同时凝结速度快 ,有利于缩短 采充循环间隙时间 。
(3) 从充填材料成本分析 ,高水速凝废石浇注充 填比普通水泥胶结充填高 219 %。
2003 年 6 月 第 32 卷 第 3 期
有 色 矿 山 Nonferrous Mines
J un. Vol. 32
,2003 No .
3
高水速凝废石浇注充填试验及充填特性
王 1 ,王洪江2 ,陈小平3
(11 山东理工大学资源与环境工程学院 ,山东 淄博 255049 ; 21 中南大学资源与安全工程学院 ,湖南 长沙 410012 ; 31 西北矿 冶研究院 ,甘肃 兰州 730900)
1 前言
在山东某金矿竖井保安矿柱回收试验研究中 , 采用了高水速凝废石浇注充填采矿法回采[1 ] 。其 采场布置形式为 :矿块长度 10～20m ,高度为阶段高 度 40m ,宽度为矿体厚度 (约为 10m) ,留 4m 底柱和 2m 顶柱保护中段平巷 。在矿块中央掘进一条先行 天井作为采场通风和充填井 。采场沿矿块长度全部 拉开 ,每采高一分层后采用胶结充填 ,充填体强度要 求 1～2MPa 。
4 充填特性
(1) 具有高水材料胶结体的基本特性 :高水速凝 废石浇注充填体的充填骨架是废石 ,胶结物是高水 速凝充填材料 。在废石堆积体的空隙中 ,填充着高 水速凝材料 ,并由高水速凝材料使废石堆积散体相 互粘结在一起 。室内试验和工业试验的数据及充填 效果已说明具有速凝早强 、高结晶水等基本特征 。
高水灰渣速凝充填材料的研制及应用
高水灰渣速凝充填材料的研制及应用中国矿业大学 易宏伟 柏建彪 侯朝炯 摘 要 文章系统地介绍了高水灰渣速凝充填材料的组成、物理力学性能、充填工艺和应用效果。
关键词 高水灰渣速凝材料 充填工艺 应用效果1 前言煤矿为减少巷道掘进工程量,缓和采掘紧张局面,一些矿井在长壁工作面使用沿空留巷技术。
传统沿空留巷护巷方法是用矸石带、混凝土砌块、木垛和打密集支柱等进行巷道维护,但这些方法存在支承能力小、密闭性能差、机械化程度低等缺限;有些矿井采用金属支架加背板(木板或混凝板)支护,也常因支架与围岩接触不实,影响支架承载能力的发挥和巷道维护效果。
国内外实践证明,整体浇注充填是解决以上问题的最好途径。
整体浇注充填法大多采用以硅酸盐水泥为主的胶结料制成的充填材料,这种充填材料,凝结硬化慢,养护时间长,早期强度难以达到设计指标要求,严重影响采场作业循环。
采用以特种水泥为胶结料的高水净浆材料充填,胶结料用量大,充填成本较高,充填体抗风化性能低,强度也不够高。
因此,目前矿床开采和巷道维护迫切需要一种流动性好,凝结硬化快,成本低,物理力学性能好的充填材料和相应的充填工艺。
中国矿业大学经过多年努力研制成功的高水灰渣速凝材料(以下简称高水灰渣材料)能有效、方便地解决上述问题。
2 高水灰渣材料的组成高水灰渣速凝材料采用中国矿业大学研制的ZKD高水速凝材料为胶结料,以高水灰比2.0～2.5∶1,掺入一定量的工业废渣(如炉渣、粉煤灰、烟道灰、矸石粉等)组成,形成的浆渍水体积比占70%以上。
该充填材料具有高水特点,既可用水力输送,又可用风力输送。
ZKD型高水速凝材料是一种特种水泥混合物,它以硫铝酸钙矿物熟料为主要成份,由石膏、石灰、悬浮剂、超缓凝剂、复合速凝早强剂等组成。
它分为主料和配料两部分,主料、配料按1∶1比例混合应用。
主、配料单独加水搅拌后长时间不凝结,不堵管(泵送),混合后又能速凝早强。
由于混合料水化反应生成大量针状高结晶水的钙矾石(3CaO・A l2O3・3CaSO4・32H2O)水化物,因而具有水用量大,固体材料用量少等特点。
矿用低温超高结晶水速凝充填支护材料及其制备方法
矿用低温超高结晶水速凝充填支护材料及其制备方法一、引言充填支护材料作为煤矿采空区治理中的重要材料，其性能直接关系到矿井安全和矿山生产。
传统的充填支护材料存在凝结时间长、强度低等问题，难以满足矿山的实际需求。
研究和开发具有低温超高结晶水速凝特性的矿用充填支护材料至关重要。
二、技术背景目前，市面上的充填支护材料主要是水泥基充填材料和砂浆充填材料。
然而，这些材料存在着凝结时间长、强度低等问题，不适用于矿井采空区的支护。
迫切需要研究一种低温超高结晶水速凝充填支护材料，以满足矿山生产的需求。
三、研究内容研究团队以低温超高结晶水速凝充填支护材料为研究对象，主要内容包括材料成分的筛选、制备工艺的优化等方面的研究。
1. 材料成分的筛选研究团队首先对不同成分的材料进行筛选，选取具有低温超高结晶水速凝特性的原材料，包括水泥、硬化材料、增强材料等。
2. 制备工艺的优化在确定材料成分的基础上，研究团队对制备工艺进行了优化。
通过调整配比、温度控制等方法，最大限度地发挥材料的低温超高结晶水速凝特性。
四、研究方法为了实现矿用低温超高结晶水速凝充填支护材料的研究目标，研究团队采用了实验研究和数值模拟相结合的方法。
1. 实验研究研究团队通过实验室实验，对材料成分、制备工艺等进行了系统的实验研究。
通过实验数据的分析，确定了具有低温超高结晶水速凝特性的充填支护材料的最佳配比和工艺参数。
2. 数值模拟在实验研究的基础上，研究团队进行了数值模拟，对充填过程中的温度、压力等进行了模拟计算。
通过数值模拟，研究团队验证了研究成果的有效性。
五、研究成果经过长期的研究和实验验证，研究团队取得了矿用低温超高结晶水速凝充填支护材料的研究成果。
主要包括以下几个方面：1. 材料成分的优化通过实验研究和数值模拟，确定了具有低温超高结晶水速凝特性的充填支护材料的最佳配比和工艺参数。
2. 充填支护材料的性能测试研究团队对充填支护材料进行了性能测试，包括凝结时间、强度、耐高温等性能指标。
铁铝型高水速凝材料作为井下充填胶结剂的试验研究
铁铝型高水速凝材料作为井下充填胶结剂的试验研究王新民 过 江 张钦礼 彭续承(中南工业大学资源工程学院,长沙,410083)摘 要 分析并阐述了铁铝型高水速凝材料作为一种新型矿山充填胶凝材料所具有的基本性能。
它制浆后,初凝时间为60min,终凝时间210min。
其硬化体有良好的耐水性和耐腐蚀性,在承载破坏后还具有重结晶性。
应用铁铝型高水速凝材料不仅可解决矿山充填料不足、全尾充填存在的问题,还可提高采矿强度和生产效率。
由于该材料的主要基料来源广,且生产工艺简单,因而推广应用前景良好。
关键词 充填材料 铁铝水泥 高水材料 由于环保和最大限度地回收地下资源的需要,充填采矿法已成为地下矿山应用最重要的采矿方法。
近几年开发出来的高水速凝材料,能够达到在使用中、低浓度料浆的条件下,不需采场脱水的充填效果,基本解决了尾砂分级脱泥、料浆输送、井下脱排水、采场接顶等技术难题[1],是近年来采矿工艺技术的一次重大突破,为更好地利用全尾砂进行充填开辟了全新的领域。
根据大量试验资料[2],对新研制出的铁铝型高水速凝材料的性能特征进行了分析,进一步阐述了高水速凝材料作为充填胶凝材料的性能及应用前景。
1 物理性能铁铝型高水速凝材料是以铁铝酸盐水泥为基料,与辅料和少量添加剂混合而成。
固化过程中的主要生成物为高结晶水化合物钙钒石(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O),因此可达到高水固化的目的。
并且硬化体具有凝结速度快、早期强度高、水灰比大(2.0以上)等特点。
材料的主要物理性能包括强度、细度、流动性、固化体的应力应变特性等,它是表示铁铝型高水速凝材料实际应用效果的重要性能指标。
1.1 强度本文中,如未特别注明,所述及强度值均按有关标准(水灰比2∶1,龄期为7d,养护温度(20±3)℃时的单轴抗压强度)进行测定。
1.1.1 粒度与强度 根据图1,对于混合制成的铁铝型高水固化材料,当用0.08mm标准检验筛筛余量在5%以上时,粒度愈小,固化体强度愈高;当筛余量小于5%,粒度愈小,固化体强度反而降低。
高水速凝固化充填材料说明书
ZS-205高水速凝固化充填材料一，产品介绍我公司生产的高水速凝固化充填材料（以下简称高水材料）广泛应用于煤炭行业巷旁充填支护,采空区堵漏灭火、阻燃、井巷壁厚充填支护等。
冶金行业金矿、铁矿等的单位充填和尾砂填充、废料充填的胶结材料。
高水材料在建筑、环保、水利、交通、石油等领域也有广泛的应用前景，这种材料与传统的水泥混凝土相比，可以水代替骨料，具有“滴水成石”的功能，凝固后所形成的固体被称为“神奇的人工石”。
二，高水材料的特性：1、充填体含水率高，用高水材料进行充填所形成的充填体体积含水率高达87%—90%，与之对应的重量水固比范围为（2—3：1），重量比含水率范围：69%—75%，井下充填1立方米空间体积的固化材料用量范围为297kg—390kg；在金属矿山、尾砂固化胶结充填工艺中，当充填料浆浓度为60%—70%时，充填1立方米空间高水材料用量80—150kg。
2、凝固速度快，组成高水材料的甲、乙两种浆液混合后5—30分钟以内完成初凝。
3、早期强度高，增长速度快。
各龄期的强度可为：2时 1.5Mpa以上；24小时 3.0Mpa 以上；3天 4.0 Mpa 以上；7天以后的最终强度 5.0 Mpa 以上；4、泵送性能好。
甲、乙两种材料的浆液混合前可达24小时以内不凝固、不结底。
5、充填体具有较高的残余强度和良好的“恒阻”特性。
6、高水材料本身无毒、无害、腐蚀性小。
三、高水材料的固化机理：1、甲、乙两种浆液混合均化后，很快发生反应，生成长针状、柱状钙矾石结晶结构；这些长针状、柱状结构交错在一起形成了一个坚固的网状骨架，骨架中包含有大量的结晶水，网状骨条象海绵一样又吸附大量的游离水（自由水）。
重50±1.0kg（含添加剂；当前厂家包装的每袋净重50±1.0kg）。
2、甲组分包装袋用红字表示，乙组分用黑字表示。
3、试验报告厂方发货时须附试验报告，试验报告中包括本标准规定的水灰比、各龄期的强度和各项试验结果。
高水充填【可编辑范本】
Cｈinａuniveｒsｉty ofｍinｉng aｎd technｏlogy 高水充填（论文)学院名称孙越崎学院专业名称采矿工程学生姓名刘瑞明学号01090190任课教师许家林二〇一二年十月（超)高水充填工艺系统和应用研究刘瑞明(中国矿业大学孙越崎学院,江苏徐州)摘要：我国目前“三下"压煤问题比较严重，充填开采是解决“三下”压煤的根本途径,其中（超）高水充填相比其他充填方法它特别的优势。
本文详细介绍了（超)高水材料的组分、基本性能及在充填时的水化反应，并且重点叙述(超）高水充填工艺系统流程和充填方法，总结出（超)高水充填的意义，得出（超)高水充填将会在以后广泛应用。
关键词:“三下"压煤（超)高水材料(超)高水充填引言随着我国经济的持续发展,煤炭资源的不断开采，“三下”(建筑物下、铁路下、水体下)压煤量占煤炭资源总量的比例越来越大。
据对国有重点煤矿的不完全统计,全国压煤量约为13７。
9亿吨,其中建筑物下压煤为87.亿t，村庄下压煤又占建筑物下压煤的60％。
随着社会经济发展,村镇规模不断扩大，新矿区和新井田的建设，实际压煤量远高于这一数字。
主要产煤省如山东、江苏、安徽、河南、河北等省,多数矿区（井)地处平原，人口密度大,村庄密集,村庄压煤比重较大，有的矿区或井田村庄压煤量占总储量的70%,有的新疆井田投产(首采面)即遇到村庄下压煤开采问题．长期以来我国煤矿村庄压煤,主要采用迁村或采用条带开采的方法进行开采,然而迁村法存在搬迁或者成本高、侵占土地、选址困难以及开采后破坏环境等问题,条带开采,采出率很低,而且万吨掘进率（每回采一万吨原煤,所需掘进的巷道数量)很高，以上方法都被煤炭企业所抛弃。
为了缓解日益突出的煤炭资源的枯竭与经济发展的矛盾，有效地进行“三下”压煤开采对充分利用地下资源，延长矿井寿命，促进煤炭工业的健康发展具有重要意义。
采空区充填逐渐成为解放“三下”压煤的主要方法之一，按充填材料区分,有水砂充填、矸石充填、膏体充填和高水充填。
利用尾矿作采空场的填充材料
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟利用尾矿作采空场的填充材料20 世纪80 年代末，我国开始研制与开发用于矿山充填的新型胶结材料，其中在高水材料、高炉矿渣、赤泥和灰煤等胶凝材料的研究与应用方面取得了较大的进展。
一、高水速凝全尾砂胶结充填材料高水速凝固化胶结充填的最大优点是能以很小的体积固液比（cv＝0.1～0.5）在较短时间内凝固、硬化，最终形成一种有一定强度的高含水固体。
我国从1986 年开始试验研究高水充填材料及其充填工艺，试验获得成功后，在煤炭矿山广泛应用。
其充填工艺为：用甲料（高铝水泥、缓凝剂）和乙料（膨润土、二水石膏、生石灰、速凝剂）分别加水制成胶结料将，经双活塞往复式充填泵1∶1 等量分别输送，在管道出口处，由多孔板混合器混合进行袋式充填。
招远金矿1989 年率先采用高水充填技术进行高水速凝全尾砂充填试验。
该矿在高水充填中加入全尾砂，其工艺流程为：在选厂到尾砂库的输砂管上引出一根内径为30mm 的尾砂分流管，将质量分数为30%左右的尾砂浆输送到井下充填站的贮砂池中。
充填时由2PNL 渣浆泵将贮砂池中砂浆供给φ1400mm×1400mm单层叶轮式制浆桶，分别加入甲、乙两种高水固化材料搅拌制浆，由双活塞泵等量压送到采场充填。
根据1992 年玲珑矿的充填试验，当全尾砂浆质量分数为25%、固化剂掺量为250kg/m3、充填料浆的质量分数为39%时，2h 后充填体强度在0.35MPa，8h 后的强度达到1.7MPa。
充填成本为20.76 元/t。
高水充填料浆浓度低、输送方便，采场不脱水，不污染井下作业环境。
二、高炉矿渣胶凝材料1994 年，济南钢铁公司张马屯铁矿为降低充填成本，进行了高炉矿渣取代水泥作胶凝材料的胶结充填试验研究。
试验结果表明，采用尾砂∶水泥＋炉渣为7∶1 的配比，用磨细的高炉矿渣替代胶结充填料中的部分水泥，充填体强度不仅不会陈低，反而随着炉渣替代水泥量的增加，充填体强度提高。
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Serial N o.353December.2000 矿 业 快 报
EX PRESS IN F OR M A T IO N OF M IN IN G I ND U ST R Y
总第353期2000年12月第23期翟 奎,铜官山铜矿科研科,助理工程师,244000安徽省铜陵市。
高水速凝材料的研制及充填试验
翟 奎 林富潮
(铜官山铜矿)
摘 要 简要叙述了高水速凝材料的研制过程。
对其原料的检验、实验室试验、化学
机理及工业试验情况作了详细介绍。
分析了采用高水速凝材料进行充填采空区的经济效益和社会效益。
关键词 高水速凝材料 研制 充填试验
高水速凝材料是铜官山铜矿自行研制的一种新型固化剂。
与作为骨料的选厂尾砂,按一定的灰砂比,制成可泵送的料浆,单管路输送至井下采空区进行充填。
该材料在铜陵铜业公司凤凰山矿采场进行了充填试验,显示出早期强度高、流动性好、充填成本低等优点。
1 试验情况1.1原料检验
(1)主要原料的化学成份,见表1。
表1 主要原料的化学成份 %
名称
SiO 2Al 2O 3Fe 2O 3CaO
M gO
S O 3烧失量
硫铝熟料 6.1834.38 1.8439.41 1.8311.20 1.24硬石膏 1.82
0.35
0.3138.15 4.6242.0511.73
粉煤灰 57.5022.90 6.10 3.10 1.50 2.70矿渣32.6011.50 1.4030.70 2.30
2.50
(2)硫铝酸盐熟料常规物检见表2。
表2 硫铝酸盐熟料常规检验
凝结时间/m in 初凝终凝稳定性抗折强度/M Pa 抗压强度/M Pa 24h 72h 24h 72h 34
118
合格
7.1
8.7
51.9
70.8
1.2室内试验
(1)室内试验结果见表3。
试验情况说明:¹矿渣代替粉煤灰配料后,24h 后强度高,凝结时间合适。
º充填水泥施工时,固水固砂量大。
»充填24h 后抗压强度>1M Pa 的固化极限配
比为:充填水泥:(尾砂+水)=1:14。
(2)化学机理。
高水速凝材料在W/S=2.0～3.0时能迅速凝结、硬化而具有强度。
具体表现在基料早强型水泥熟料中的主要矿物C 4A 3S,在外加剂的作用下能与混合物浆中的Ca(OH)2和CaSO 4迅速发生反应,可较多地吸收浆体中的水份,同时由于悬浮剂的吸收膨胀作用,使得混合物浆体迅速稠化和胶凝。
从水化机理看,在未水化粒子的周围,大量针柱状的钙矾石晶体在空间聚集生成,并相互搭接形成网络结构;在钙矾石晶体之间还有板状的低硫型晶体和CH 晶体,孔隙中填有絮凝状的物质及未参加反应的细小石灰石颗粒,使结构致密化。
同时由于水固化很大,CAS 水泥熟料中低温形成的B -C 2S 也能较快得到充分水化,较早地生成C-S-H 凝胶,填充在水化硫铝酸钙中间,加固和致密了浆体结构,使得强度进一步提高。
2 工业试验
2.1主要性能指标
根据现场工艺设备等情况进行试生产。
确定产品性能指标;初凝时间45±15m in,终凝时间90±15min ,24h 抗压强度> 2.5M Pa ,72h 抗压强度> 3.5M Pa 。
生产的产品性能指标:容重0.8t/m 3。
在2:1水灰比条件下:初凝时间39min ,终凝时间88min,24h 抗折强度1.63MPa,72h 抗折强度
3
2.07M Pa;24h抗压强度4.4MPa,72h抗压强
度5.1MPa。
高水尾砂充填组成是:水泥:(尾砂
+水)为1:8。
表3 试验结果
配方编号添加剂固化料/g加水量/ml
凝结时间/m in抗折强度/M Pa抗压强度/M Pa 初凝终凝24h72h24h72h
A111#2004008min变稠 1.00.6 1.8 3.2 A343#5001000 1.00.8 2.6 3.8 A444#50010000.90.8 2.6 4.4 B133#5001000 1.00.7 3.0 3.8 B144#5001000 1.10.8 3.6 4.0 A54#500100069127 1.2 1.0 3.4 3.8 B24#500100074134 1.4 1.1 3.1 3.4 B34#500100067124 1.20.9 3.9 4.2 注:A为含粉煤灰配料,B为含矿渣配料,添加剂预配成1～5#。
2.2主要特性
(1)早期强度发展快。
(2)凝固时间可根据矿山充填使用要求,进行适当调整,一般情况下初凝时间20～60m in,终凝不超过120min。
(3)高水速凝材料有利于提高充填料浆的悬浮性和流动性,可改善充填效果。
2.3充填工业试验
充填工业试验在凤凰山矿采场进行。
控制的灰砂比是1:9,灰浆比是1:14。
试样的24h抗压强度为0.9～2.2M Pa,平均1.8MPa,72h抗压强度均大于3M Pa。
充填成本为670元/m3左右,与矿山原用水泥胶结充填相比成本下降7.2%。
由于高水速凝材料具有良好的流动性、悬浮性,300m2采场在充填后,采场平整。
在充填间歇,对输送管道系统进行清洗,由于高水材料对清洗水有吸收作用,清洗后的水对充填影响不大,故充填操作更简便。
3 结论
采用高水速凝材料的充填技术有很好的经济效益和推广价值。
能使先进的前进式开采法实现机械化连续作业,提高劳动生产率和降低劳动强度。
另外用高水材料代替预留的矿柱,可以充分回采矿产资源。
它还可广泛用于堵水、井下采场结顶,平整采场等。
(收稿日期2000—11—08)
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河北钢铁业将组建大型支柱企业集团
唐钢与河北省内的4家钢铁企业合并成唐钢集团的计划正在紧锣密鼓地进行,河北省政府已行文对唐钢集团的组建进行批复,且集团领导班子已经基本组建完毕。
据悉,新组建的河北唐钢集团的核心企业是唐钢集团有限责任公司。
唐山钢铁集团有限责任公司、宣化钢铁集团有限公司、承德钢铁集团有限公司、石家庄钢铁有限责任公司、邢台钢铁有限责任公司5家企业的全部国有资产合并后,由河北省国有资产管理委员会做出资人,设立国有独资的河北唐钢集团有限公司。
新组建的河北省唐钢集团总资产将达到200多亿元,年产值将超过140亿元。
4
总第353期 矿业快报 2000年12月第23期。