本发明属于煤炭开采
技术领域：
，涉及沿空留巷技术方法，尤其涉及一种利用磁化矿井水制备沿空留巷混凝土的方法。
背景技术：
：采煤工作面后沿采空区边缘维护原回采巷道，是为了回收传统采矿方式中留设的保护煤柱，采用一定的技术手段将上一区段的顺槽重新支护留给下一个区段使用，该技术被称为沿空留巷技术，该技术对混凝土的使用有极高的要求，尤其在对混凝土的及时性、可泵性与早强作用方面有着更高要求。现行的沿空留巷混凝土大量采用早强剂或速凝剂等添加剂或者单单通过加大水泥等固体物料的比例提高混凝土的强度，但其结果是在提高了混凝土强度的同时却降低了混凝土的可泵性，缩短了混凝土的泵送距离，增加了施工难度和生产成本。技术实现要素：为了解决现有技术的问题，本发明目的在于提供一种利用磁化矿井水制备沿空留巷混凝土的方法，即提高了混凝土早期强度与可泵性，而且增大了混凝土的后期强度。一种利用磁化矿井水制备沿空留巷混凝土的方法，混凝土组分包括水泥，石子和磁化矿井水；石子粒径为4.75～16mm，制备磁化矿井水的矿井水总矿化度为1000mg/L以上，将矿井水在0.6～1T强度磁场磁化，20～40分钟制得磁化矿井水；将磁化矿井水与水泥和石子的质量和按照质量比1:(9～12)混合，各组分充分搅拌混合后即配即用。进一步，石子质量为水泥质量的两倍。一种利用磁化矿井水制备沿空留巷混凝土的方法，混凝土组分包括水泥，石子，砂子和磁化矿井水；石子粒径为4.75～16mm，砂子粒径为0.16～5mm，制备磁化矿井水的矿井水总矿化度为1000mg/L以上，将矿井水在0.6～1T强度磁场磁化，20～40分钟制得磁化矿井水；将磁化水与水泥、石子和砂子的质量和按照质量比1:(9～12)混合，各组分充分搅拌混合后即配即用。进一步，石子质量为水泥质量的两倍，砂子与石子质量比0.9～1。一种利用磁化矿井水制备沿空留巷混凝土的方法，混凝土组分包括水泥，石子，砂子，粉煤灰和磁化矿井水；石子粒径为4.75～16mm，粉煤灰为过45μm方孔筛，制备磁化矿井水的矿井水总矿化度为1000mg/L以上，将矿井水在0.6～1T强度磁场磁化，20～40分钟制得磁化矿井水；将磁化矿井水与水泥、石子、砂子和粉煤灰的质量和按照质量比1:(9～12)混合，各组分充分搅拌混合后即配即用。进一步，石子质量为水泥质量的两倍，砂子与石子质量比0.9～1，粉煤灰质量不大于水泥、石子、砂子和粉煤灰的质量和的7％。进一步，磁化矿井水制备方法为首先将矿井水加入絮凝剂进行沉淀，待矿井水中有机质与其他固体颗粒充分沉淀完毕后取上部较清澈矿井水通过设置有磁场的水管磁化制得，所述水管设置0.6～1T强度磁场，运用水泵将水形成封闭回路循环通过该磁场，水流速为0.04～0.08L/s，磁化时间为20～40分钟。进一步，矿井水中加入絮凝剂进行沉淀，沉淀沉淀时间为24小时。进一步，搅拌时间不小于20分钟。与现有技术相比，本发明的优点在于：1)利用磁化矿井水配制沿空留巷混凝土，避免或降低了化学添加剂使用量，有效控制了生产成本；2)利用磁化矿井水配制的沿空留巷混凝土提高了混凝土早期强度与可泵性，提高了生产效率；3)利用磁化磁化水配制的沿空留巷混凝土增大了混凝土的后期强度。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明进行详细描述：第一实施方式：本发明所述的混凝土，包括A、B、C、D、E四种组分，其中A组分为普通标号水泥，B组分为石子，C组分为砂子，D组分为粉煤灰，E组分为磁化矿井水。B组分石子粒径为4.75～16mm，C组分砂子粒径为0.16～5mm，D组分粉煤灰为过45μm方孔筛，E组分制备方法是选取矿化度较高的矿井水，总矿化度达到1000mg/L以上，之后加入絮凝剂并进行沉淀，沉淀时间为24小时左右，待矿井水中有机质与其他固体颗粒充分沉淀完毕后取上部较清澈矿井水在0.6～1T强度磁场中磁化20～40分钟，具体方式为在水管某一段设置0.6～1T强度磁场，运用水泵将水形成封闭回路循环通过该磁场，水流速为0.04～0.08L/s，磁化时间为20～40分钟。E组分与A、B、C、D四种组分之和按照质量比1:9～1:12混合，其中A组分比例占四种组分比例应在15～25％间，E组分与A组分质量比在1:(1.8～2.35)之间，B组分质量约为A组分两倍，C组分与B组分比例在0.9～1之间，D组分比例不应大于7％。充分搅拌混合后使用，该种混凝土需即配即用，E组分与其它组分搅拌时间需小于20分钟。实施例1：E组分选用磁化矿井水1000g，A组分2350g，B组分4700g，C组分4700g，D组分50g，E组分循环经过0.6T强度磁场，水流速为0.08L/s，磁化时间为20分钟，水磁化完毕后即刻与其它组分混合搅拌均匀。选取等质量三份分别注入100mm*100mm*100mm混凝土模具，利用维卡仪测定其初凝时间，用压力机测定3天、7天、28天强度。实施例2：E组分选用磁化矿井水1000g，A组分2050g，B组分4100g，C组分3895g，D组分455g，E组分循环经过0.6T强度磁场，水流速为0.06L/s，磁化时间为30分钟，水磁化完毕后即刻与其它组分混合搅拌均匀。选取等质量三份分别注入100mm*100mm*100mm混凝土模具，利用维卡仪测定其初凝时间，用压力机测定3天、7天、28天强度。实施例3：E组分选用磁化矿井水1000g，A组分1800g，B组分3600g，C组分3240g，D组分360g，E组分循环经过0.6T强度磁场，水流速为0.04L/s，磁化时间为40分钟，水磁化完毕后即刻与其它组分混合搅拌均匀。选取等质量三份分别注入100mm*100mm*100mm混凝土模具，利用维卡仪测定其初凝时间，用压力机测定3天、7天、28天强度。实施例4：E组分选用磁化矿井水1000g，A组分2350g，B组分4700g，C组分4700g，D组分50g，将各组分混合搅拌均匀。选取等质量三份分别注100mm*100mm*100mm混凝土模具，利用维卡仪测定其初凝时间，用压力机测定3天、7天、28天强度。按本发明的利用磁化水制备的沿空留巷混凝土较普通水配制的混凝土早期和后期的强度均有明显提高，初凝时间明显减小，浆液注入效率提高、稳定性好。对比例：选用普通自来水1000g，A组分2600g，B组分5200g，C组分5200g，D组分70g，将各组分混合搅拌均匀。选取等质量三份分别注100mm*100mm*100mm混凝土模具，利用维卡仪测定其初凝时间，用压力机测定3天、7天、28天强度。上述4个实施例测试结果如下表：实施例1234对比例初凝时间11h23min10h40min10h15min15h20min16h10min3d18MPa19MPa20MPa17MPa17.5MPa7d25MPa26MPa27MPa24MPa24.5MPa28d38MPa39MPa40MPa36MPa37MPa根据实验测得，水经过磁化，在60分钟左右消磁，而20～40分钟，水表现的活性更佳，所以选取20～40分钟为磁化矿井水制备时间。磁化矿井水混凝土中主要为矿井水与水泥进行反应，其它物质充当骨料成分，根据测定，高矿化度矿井水经过磁化，其活性提高50％左右，普通自来水经过磁化，其活性提高20％左右，为了使磁化普通水与水泥活化反应的效率与磁化矿井水与水泥活化反应的效率一致，需要消耗更多的水，而在混凝土中，水质量份数的增加，因水泥有析水效应，势必使其强度降低。将磁化矿井水与水泥反应比例保持在在1:1.8～1:2.35之间，该比例磁化矿井水既能为二者产生活化反应提供足够的量，又不会因水过量导致混凝土强度降低。第二实施方式：本发明所述的混凝土，包括A、B、C、E四种组分，其中A组分为普通标号水泥，B组分为石子，C组分为砂子，E组分为磁化矿井水。B组分石子粒径为4.75～16mm，C组分砂子粒径为0.16～5mm，E组分制备方法是选取矿化度较高的矿井水，总矿化度达到1000mg/L以上，之后加入絮凝剂并进行沉淀，沉淀时间为24小时左右，待矿井水中有机质与其他固体颗粒充分沉淀完毕后取上部较清澈矿井水在0.6～1T强度磁场中磁化20～40分钟，具体方式为在水管某一段设置0.6～1T强度磁场，运用水泵将水形成封闭回路循环通过该磁场，水流速为0.04～0.08L/s，磁化时间为20～40分钟。E组分与A、B、C三种组分之和按照质量比1:9～1:12混合，其中B组分质量约为A组分两倍，C组分与B组分比例在0.9～1之间，充分搅拌混合后使用，该种混凝土需即配即用，E组分与其它组分搅拌时间需小于20分钟。实施例：实施例1：E组分选用自来水1000g，A组分2400g，B组分4800g，C组分4800g，E组分循环经过0.6T强度磁场，水流速为0.08L/s，磁化时间为20分钟，水磁化完毕后即刻与其它组分混合搅拌均匀。选取等质量三份分别注入100mm*100mm*100mm混凝土模具，利用维卡仪测定其初凝时间，用压力机测定3天、7天、28天强度。实施例2：E组分选用自来水1000g，A组分2142g，B组分4284g，C组分4074g，E组分循环经过0.6T强度磁场，水流速为0.06L/s，磁化时间为30分钟，水磁化完毕后即刻与其它组分混合搅拌均匀。选取等质量三份分别注入100mm*100mm*100mm混凝土模具，利用维卡仪测定其初凝时间，用压力机测定3天、7天、28天强度。实施例3：E组分选用自来水1000g，A组分1875g，B组分3750g，C组分3375g，E组分循环经过0.6T强度磁场，水流速为0.04L/s，磁化时间为40分钟，水磁化完毕后即刻与其它组分混合搅拌均匀。选取等质量三份分别注入100mm*100mm*100mm混凝土模具，利用维卡仪测定其初凝时间，用压力机测定3天、7天、28天强度。实施例4：E组分选用自来水1000g，A组分2400g，B组分4800g，C组分4800g，将各组分混合搅拌均匀。选取等质量三份分别注100mm*100mm*100mm混凝土模具，利用维卡仪测定其初凝时间，用压力机测定3天、7天、28天强度。上述4个实施例测试结果如下表：实施例1234初凝时间10h28min9h47min9h35min14h10min3d18.5MPa19.4MPa20.3MPa17.7MPa7d26.6MPa26.8MPa27.4MPa23.2MPa28d38.3MPa39MPa40.5MPa36MPa第三实施方式：本发明所述的混凝土，包括A、B、E三种组分，其中A组分为普通标号水泥，B组分为石子，E组分为磁化水。B组分石子粒径为4.75～16mm，E组分制备方法是就地选取水源，矿井涌水、自来水亦可，将水在0.6～1T强度磁场中磁化20～40分钟，具体方式为在水管某一段设置0.6～1T强度磁场，运用水泵将水形成封闭回路循环通过该磁场，水流速为0.04～0.08L/s，磁化时间为20～40分钟。E组分与A、B两种组分之和按照质量比1:9～1:12混合，其中B组分质量约为A组分两倍，充分搅拌混合后使用，该种混凝土需即配即用，E组分与其它组分搅拌时间需小于20分钟。实施例：实施例1：E组分选用自来水1000g，A组分4000g，B组分8000g，E组分循环经过0.6T强度磁场，水流速为0.08L/s，磁化时间为20分钟，水磁化完毕后即刻与其它组分混合搅拌均匀。选取等质量三份分别注入100mm*100mm*100mm混凝土模具，利用维卡仪测定其初凝时间，用压力机测定3天、7天、28天强度。实施例2：E组分选用自来水1000g，A组分3500g，B组分7000g，E组分循环经过0.6T强度磁场，水流速为0.06L/s，磁化时间为30分钟，水磁化完毕后即刻与其它组分混合搅拌均匀。选取等质量三份分别注入100mm*100mm*100mm混凝土模具，利用维卡仪测定其初凝时间，用压力机测定3天、7天、28天强度。实施例3：E组分选用自来水1000g，A组分3000g，B组分6000g，E组分循环经过0.6T强度磁场，水流速为0.04L/s，磁化时间为40分钟，水磁化完毕后即刻与其它组分混合搅拌均匀。选取等质量三份分别注入100mm*100mm*100mm混凝土模具，利用维卡仪测定其初凝时间，用压力机测定3天、7天、28天强度。实施例4：E组分选用自来水1000g，A组分4000g，B组分8000g，将各组分混合搅拌均匀。选取等质量三份分别注100mm*100mm*100mm混凝土模具，利用维卡仪测定其初凝时间，用压力机测定3天、7天、28天强度。上述4个实施例测试结果如下表：实施例1234初凝时间10h36min9h58min9h45min13h10min3d17.4MPa18.6MPa19.2MPa16.5MPa7d25.4MPa25.3MPa26.6MPa22.1MPa28d36.5MPa37.1MPa38.2MPa34.3MPa当前第1页1 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