本发明涉及煤矿井下的支护方法，具体为一种近距煤层高效充填材料。
背景技术：
在采矿过程中，充填到采场或采空区的砂、石或其他物料统称为充填材料。常用充填材料的组份可以分为三大类：惰性材料、胶凝材料和改性材料。
矿山充填工艺中常用的高效外加剂主要有早强剂和减水剂两种。早强剂能提高充填体早期强度和缩短凝结时间，但对后期强度无明显影响，减水剂能减少拌合料的用水量，在坍落度相同的条件下可以提高充填料浆的浓度。
粉煤灰是从燃煤的热电厂锅炉烟气中收集到的细粉末，也称为飞灰，其成分与高铝粘土相近，主要以玻璃体状态存在。国内外对粉煤灰的性能进行了广泛的研究，在利用粉煤灰代替部分水泥做胶凝剂方面做了大量的试验工作，某些矿山已在充填材料中掺加粉煤灰以提高充填体强度，并用粉煤灰代替部分水泥。在高浓度或膏体充填料浆中，适量粉煤灰的存在可降低管道输送阻力并改善膏体的泵送性能。但是矸石块、粉煤灰以及其他相应材料配方的配比如何选择并没有科学的依据和方法。
技术实现要素：
本发明为了矸石块、粉煤灰在煤层充填中应用的问题，提供了一种近距煤层高效充填材料。
本发明是采用如下技术方案实现的：近距煤层高效充填材料，其中各组分所占质量份数如下，水84~134份，普通硅酸盐水泥164~174份、粉煤灰0~44份，矸石块及石子425~452份，河砂227~291份，早强剂2.8~5.5份，减水剂3.2~3.5份，其中矸石块和石子分别所占两者总量的质量份数为矸石块占85~452份，石子占0~340份。
充填成本是采用胶结充填采矿法的矿山中占总成本较高的一块，充填材料的费用又是构成充填成本的主要部分。因此矿山在选择充填材料时，必须要保证充填材料的来源广、成本低，选用矸石块、粉煤灰等固体工业废料做充填料，不仅成本低廉，而且可以解决矿山企业的工业排污问题。目前大多数胶结充填矿山，充填料浆都采用管道输送的方式，所以充填料浆的流动性必须满足管道输送的要求。合理利用水泥，充分发挥水泥的潜在作用以及用廉价的胶凝材料代替或部分代替水泥是降低充填成本的一个重要途径。在满足其他原则的条件下，应设计简单的料浆配合比和制浆系统，只有在充填规模大、充填材料来源丰富和充分考虑了综合技术经济指标的前提下，才可考虑多种物料的搭配方式。充填体强度必须满足采矿工艺的要求。在控制充填总成本的前提下，选择合理的骨料级配，调整各种充填材料的含量，可以有效的保证充填体强度，满足采矿工艺要求。
水泥中产生强度的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸钙、铁铝酸钙和石膏。膏体胶结料中的用水量，需要满足参与水泥的水化作用的水量，满足集料的吸附水量，同时又要满足混合料的泵送要求。
通过试验手段得到充填体在不同龄期、不同配比条件下的单轴抗压强度、坍落度等参数，并对试验结果进行分析，可以得到较优配比方案。
本发明的有益效果如下：本发明利用大量的实验和数据分析确定了矸石块、粉煤灰在煤层充填中的合适配比。本发明的材料来源广、成本低，能解决矿山企业的排污问题，同时材料单轴抗压强度、坍落度等满足要求。
具体实施方式
近距煤层高效充填材料，其中各组分所占质量份数如下，水84~134份，普通硅酸盐水泥164~174份、粉煤灰0~44份，矸石块及石子425~452份，河砂227~291份，早强剂2.8~5.5份，减水剂3.2~3.5份，其中矸石块和石子分别所占两者总量的质量份数为矸石块占85~452份，石子占0~340份。
具体实施过程中，
水泥细度为0.08mm，方孔筛余6.5%，平均粒径12.6μm，D10=9μm，D50=18μm，D90=47μm，比表面积3100cm2/g。化学成分：MgO为2.02%，SO3为2.6%，烧失量4.18%。标准稠度用水量27.8%。
实施例1
近距煤层高效充填材料，其中各组分所占质量份数如下，水134份，普通硅酸盐水泥164份、粉煤灰44份，矸石块85份，河砂227份，石子340份，早强剂2.8份，减水剂3.2份。
实施例2
近距煤层高效充填材料，其中各组分所占质量份数如下，水84份，普通硅酸盐水泥174份、矸石块452份、河砂291份、早强剂5.5份，减水剂3.5份。
实施例3
近距煤层高效充填材料，其中各组分所占质量份数如下，水127份，普通硅酸盐水泥169份、粉煤灰25份，矸石块及石子440份，河砂256份，早强剂4份，减水剂3.3份，其中矸石块和石子分别所占两者总量的质量份数为矸石块占99份，石子占270份。
实施例4
近距煤层高效充填材料，其中各组分所占质量份数如下，水101份，普通硅酸盐水泥165份、粉煤灰39份，矸石块及石子440份，河砂280份，早强剂3.5份，减水剂3.4份，其中矸石块和石子分别所占两者总量的质量份数为矸石块占260份，石子占140份。