一種煤礦井下冒落區隔離防火充填材料的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種煤礦井下冒落區隔離防火充填材料，其由以下重量百分比的材料組成：憎水性膨脹玻化微珠15～25％、普通硅酸鹽水泥42.520～30％、水40～50％、JW-I萘系緩凝高效減水劑0.1～0.2％、發泡劑鋁粉2.0～3.0％、速凝劑硫鋁酸鹽水泥3.0～4.0％、可分散性乳膠粉0.3～0.6％、羥丙基甲基纖維素0.10～0.30％和赤泥4～6％混合均勻在一起組成，且各個組分的重量百分比之和為100％。本發明的充填材料較好的降低了充填體的質量，并且充填體具有耐高溫特性，具有較好的塑性，成功的實現了干料輸送，避免了堵管現象，避免了因重量大而下墜的問題，同時有效地解決井下高冒區易產生瓦斯積聚瓦斯自燃等災害，并能更好的解決高冒區仍處于不穩定狀態，可能出現新的更大范圍的頂板垮落現象。
【專利說明】一種煤礦井下冒落區隔離防火充填材料
【技術領域】
[0001]本發明涉及井下巷道高冒區、采場冒頂區隔離防火充填材料，特別是一種煤礦井下冒落區隔離防火充填材料，用于煤礦煤層巷道掘進過程中出現的巷道高冒區充填及采場冒頂隔離防火充填，屬于井下巷道高冒區、采場冒頂區隔離防火充填技術。
【背景技術】
[0002]在煤礦開采過程中，在煤層煤巷、采場或受構造影響區域，巷道頂板穩定性差，頂板易冒落，形成巷道高冒區及采場冒頂區域，高冒區的長期存在會給煤礦生產帶來安全隱患。巷道高冒區及采場冒頂區的存在，給煤礦安全生產帶來的危害主要表現在以下方面:其一是高冒區易發生在巷道頂板為松軟煤層的條件下，而大部分煤層具有自燃發火特性，高冒區內煤層處于良好供氧但極低風速或無風區，氧化產生的熱量聚集且不容易散放，從而引起自燃；其二是高冒區內和采場冒頂區內易產生瓦斯積聚，出現瓦斯超限現象，自燃發火和瓦斯積聚疊加會發生瓦斯爆炸，安全風險更大；其三是若高冒區不及時處理，該冒頂區仍處于不穩定狀態，可能出現新的更大范圍的頂板垮落現象，誘發新的冒頂事故。
[0003]長期以來，煤礦企業十分重視高冒區問題，處理高冒區的方法主要有三種方法:一是木垛充填法，該方法是人工進入冒頂區，將木料碼放成井型垛式支撐冒頂區頂板，第二種方法是用粉煤灰，黃土或其他材料裝袋后，人工進入冒頂區碼放充填；三是采用發泡樹脂、馬麗散、波雷因材料羅克休、瑞米材料及FCC等有機材料，用壓力泵送充填。前兩種方法充填效率低、人員安全危險性很大，充填密閉效果差；第三種方法采用的屬有機化學材料，充填后放熱聚集而引發自燃，在煤礦中曾發生過因充填有機材料而自燃的安全事故，且該類充填材料成本較高。因此，尋求新的不燃、輕質、無機材料為冒頂區進行充填是本領域技術人員所關心的技術問題。
【發明內容】
[0004]針對上述情況，為解決現有技術之缺陷，本發明之目的就是提供一種煤礦井下冒落區隔離防火充填材料，可有效解決現有技術充填效率低，人員安全危險性大，充填密閉效果差，充填后放熱聚集而引發自燃，造成安全事故，且充填材料成本較高的問題。
[0005]本發明解決的技術方案是，本發明提供了一種煤礦井下冒落區隔離防火充填材料，其特征在于，其由以下重量百分比的材料組成:憎水性膨脹玻化微珠15?25%、普通硅酸鹽水泥42.5 20?30%、水40?50%、Jff-1萘系緩凝高效減水劑0.1?0.2%、發泡劑鋁粉2.0?3.0%、速凝劑硫鋁酸鹽水泥3.0?4.0%、可分散性乳膠粉0.3?0.6%、羥丙基甲基纖維素0.10?0.30%和赤泥4?6%混合均勻在一起組成，且各個組分的重量百分比之和為100%。
[0006]進一步，作為優選，所述的憎水性膨脹玻化微珠的重量分數為18?22%、普通硅酸鹽水泥42.5為23?28%、水為41?46%、JW-1萘系緩凝高效減水劑為0.14?0.18%、發泡劑鋁粉為2.2?2.6 %、速凝劑硫鋁酸鹽水泥為3.2?3.6 %、可分散性乳膠粉為0.35?0.55%、羥丙基甲基纖維素為0.20?0.27%和赤泥為4.5?5.5%，且均勻混合在一起。
[0007]進一步，作為優選，所述的憎水性膨脹玻化微珠的重量分數為20 %、普通硅酸鹽水泥42.5為25%、水為43%、Jff-1萘系緩凝高效減水劑為0.16%、發泡劑鋁粉為2.3%、速凝劑硫鋁酸鹽水泥為3.4%、可分散乳膠粉為0.5%、羥丙基甲基纖維素為0.25%和赤泥為5.39%，且均勻混合在一起。
[0008]進一步，作為優選，所述的憎水性膨脹玻化微珠的重量分數為16%、普通硅酸鹽水泥42.5為30%、水為41%、JW-1萘系緩凝高效減水劑為0.1 %、發泡劑鋁粉為3.0%、速凝劑硫鋁酸鹽水泥為4.0%、可分散性乳膠粉為0.3%、羥丙基甲基纖維素為0.1%和赤泥為
5.5%，且均勻混合在一起。
[0009]進一步，作為優選，所述的憎水性膨脹玻化微珠重量分數為25%、普通硅酸鹽水泥42.5為20%、水為45%、JW-1萘系緩凝高效減水劑為0.2%、發泡劑鋁粉為2.0%、速凝劑硫鋁酸鹽水泥為3.0%、可分散性乳膠粉為0.4%、羥丙基甲基纖維素為0.15%和赤泥為4.25%，且混合均勻在一起。
[0010]本發明具有耐高溫特性，凝結快，終凝時間短，粘結強度高，抗壓強度達到3.75Mpa，質量輕，是煤礦井下冒落區隔離防火充填材料上的創新。本發明的充填材料較好的降低了充填體的質量，并且充填體具有耐高溫特性，具有較好的塑性，該充填體密度為405Kg/m3，凝結時間為初凝彡5min，終凝彡10min，3d抗壓強度0.589MPa，壓縮變形率為
2.4%。本發明成功的對高冒區進行充填，由于其質量輕，避免了因重量大而下墜的問題，同時有效地解決井下高冒區易產生瓦斯積聚瓦斯自燃等災害，具有良好的經濟和社會效益。
【具體實施方式】
[0011]以下結合具體實施例對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0012]實施例1
[0013]本發明提供的一種煤礦井下冒落區隔離防火充填材料，由以下重量百分比計的材料組成:憎水性膨脹玻化微珠18?22%、普通硅酸鹽水泥42.5 23?28%、水41?46%、JW-1萘系緩凝高效減水劑0.14?0.18%、發泡劑鋁粉2.2?2.6%、速凝劑硫鋁酸鹽水泥
3.2?3.6%、可分散性乳膠粉0.35?0.55%、羥丙基甲基纖維素0.20?0.27%和赤泥
4.5?5.5%混合均勻在一起組成。
[0014]實施例2
[0015]本發明提供的一種煤礦井下冒落區隔離防火充填材料，由以下重量百分比計的材料組成:憎水性膨脹玻化微珠20%、普通硅酸鹽水泥42.5 25%、水43%、JW-1萘系緩凝高效減水劑0.16%、發泡劑鋁粉2.3%、速凝劑硫鋁酸鹽水泥3.4%、可分散乳膠粉0.5%、羥丙基甲基纖維素0.25%和赤泥5.39%混合均勻在一起組成。
[0016]實施例3
[0017]本發明提供的一種煤礦井下冒落區隔離防火充填材料，由以下重量百分比計的材料組成:憎水性膨脹玻化微珠16%、普通硅酸鹽水泥42.5 30%、水41%、JW-1萘系緩凝高效減水劑0.1 %、發泡劑鋁粉3.0%、速凝劑硫鋁酸鹽水泥4.0%、可分散性乳膠粉0.3%、羥丙基甲基纖維素0.1%和赤泥5.5%混合均勻在一起組成。
[0018]實施例4
[0019]本發明提供的一種煤礦井下冒落區隔離防火充填材料，由以下重量百分比計的材料組成:憎水性膨脹玻化微珠25%、普通硅酸鹽水泥42.5 20%、水45%、JW-1萘系緩凝高效減水劑0.2%、發泡劑鋁粉2.0%、速凝劑硫鋁酸鹽水泥3.0%、可分散性乳膠粉0.4%、羥丙基甲基纖維素0.15%和赤泥4.25%混合均勻在一起組成。
[0020]上述參照實施例對該煤礦井下冒落區隔離防火充填材料進行的詳細描述，是說明性的而不是限定性的，可根據所限定的范圍例舉出若干個實施例，因此在不脫離本發明總體構思下的變化和修改，應屬本發明的保護范圍之內。
[0021]本發明充填材料較好的降低了充填體的質量，并且充填體具有耐高溫特性,具有較好的塑性，對本發明充填材料進行產品檢測得出充填體密度為405Kg/m3，凝結時間為初凝彡5min，終凝彡10min，3d抗壓強度0.589MPa，壓縮變形率為2.4%。
[0022]本發明的使用，成功的實現了干料輸送，避免了堵管現象，在潞安集團常村礦實行了現場充填，成功解決了煤礦井下巷道高，冒落區不易從下到上充填的問題；該物料與水結合后，凝結快，終凝時間5-10min，粘結強度高，抗壓強度達到3.75Mpa ;質量輕(350kg/m3)，成功的對高冒區進行充填，由于其質量輕，避免了因重量大而下墜的問題，同時有效地解決井下高冒區易產生瓦斯積聚瓦斯自燃等災害，并能更好的解決高冒區仍處于不穩定狀態，可能出現新的更大范圍的頂板垮落現象，誘發新的冒頂事故，是煤礦井下冒落區隔離防火充填材料上的創新，具有良好的經濟和社會效益。
[0023]以上實施方式僅用于說明本發明，而并非對本發明的限制，有關【技術領域】的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬于本發明的范疇，本發明的專利保護范圍應由權利要求限定。
【權利要求】
1.一種煤礦井下冒落區隔離防火充填材料，其特征在于，其由以下重量百分比的材料組成:憎水性膨脹玻化微珠15?25%、普通硅酸鹽水泥42.520?30%、水40?50%、JW-1萘系緩凝高效減水劑0.1?0.2 %、發泡劑鋁粉2.0?3.0 %、速凝劑硫鋁酸鹽水泥3.0?4.0%、可分散性乳膠粉0.3?0.6%、輕丙基甲基纖維素0.10?0.30%和赤泥4?6%混合均勻在一起組成，且各個組分的重量百分比之和為100%。
2.根據權利要求1所述的煤礦井下冒落區隔離防火充填材料，其特征在于，所述的憎水性膨脹玻化微珠的重量分數為18?22%、普通硅酸鹽水泥42.5為23?28%、水為41?46%,JW-1萘系緩凝高效減水劑為0.14?0.18%、發泡劑鋁粉為2.2?2.6%、速凝劑硫鋁酸鹽水泥為3.2?3.6%、可分散性乳膠粉為0.35?0.55%、羥丙基甲基纖維素為0.20?0.27%和赤泥為4.5?5.5%，且均勻混合在一起。
3.根據權利要求1所述的煤礦井下冒落區隔離防火充填材料，其特征在于，所述的憎水性膨脹玻化微珠的重量分數為20%、普通硅酸鹽水泥42.5為25%、水為43%、JW-1萘系緩凝高效減水劑為0.16%、發泡劑鋁粉為2.3%、速凝劑硫鋁酸鹽水泥為3.4%、可分散乳膠粉為0.5%、羥丙基甲基纖維素為0.25%和赤泥為5.39%，且均勻混合在一起。
4.根據權利要求1所述的煤礦井下冒落區隔離防火充填材料，其特征在于，所述的憎水性膨脹玻化微珠的重量分數為16%、普通硅酸鹽水泥42.5為30%、水為41 %、JW-1萘系緩凝高效減水劑為0.1 %、發泡劑鋁粉為3.0%、速凝劑硫鋁酸鹽水泥為4.0%、可分散性乳膠粉為0.3%、羥丙基甲基纖維素為0.1%和赤泥為5.5%，且均勻混合在一起。
5.根據權利要求1所述的煤礦井下冒落區隔離防火充填材料，其特征在于，所述的憎水性膨脹玻化微珠重量分數為25%、普通硅酸鹽水泥42.5為20%、水為45%、JW-1萘系緩凝高效減水劑為0.2%、發泡劑鋁粉為2.0%、速凝劑硫鋁酸鹽水泥為3.0%、可分散性乳膠粉為0.4%、羥丙基甲基纖維素為0.15%和赤泥為4.25%，且混合均勻在一起。
【文檔編號】C04B38/02GK104402506SQ201410636612
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月12日 優先權日:2014年11月12日
【發明者】王文, 李化敏, 李金旺, 葉云娜, 劉闖, 侯安琪 申請人:河南理工大學