本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种矿山井下充填砂浆。
背景技术：
铁尾矿是选矿后的废弃物，是固体废渣的主要组成部分，细度较大的铁尾矿砂占用大片土地空间，丢弃后对土地环境造成污染。细度较小的铁尾矿粉不利于露天堆积，并有可能随风漂浮，侵入河流，对空气和河水也造成一定程度的污染。矿渣微粉也为一种工业废料，细度较小不利于运输和存贮。铁尾矿和矿渣微粉在我国每年排除高达5亿吨以上，如何有效地实现铁尾矿砂和矿渣微粉资源再利用，是目前我国在资源利用方面面临的严峻问题。
在当今运用成熟的矿山井下充填产品中，多采用水泥或水泥熟料制备胶凝材料，但水泥或水泥熟料制备胶凝材料的成本较高，且原料的开采对环境和自然资源造成严重的影响。已有研究表明，矿渣微粉和铁尾矿粉具有一定的活性，具备作为制备胶凝材料的条件。因此，如何利用矿山开采及冶金行业的废弃物，制备性能好、造价低的井下充填砂浆，是目前矿山充填及固体废弃物处理过程中急需解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种矿山井下充填砂浆，利用铁尾矿粉和矿渣微粉作为制备胶凝材料的主要原料，同时添加一些激发剂，以铁尾矿砂作为细骨料，实现固体废弃资源再利用。
为实现上述效果，本发明提供一种技术方案：
本发明提供了一种矿山井下充填砂浆，包括胶凝材料、水和细骨料，各组分质量比为1：2.0-2.6：4-10。
进一步地，胶凝材料、水和细骨料的质量比为1：2.0-2.4：4、1：2.0-2.6：6、1：2.0-2.7：8或1：2.0-2.6：10。
进一步地，胶凝材料包括铁尾矿粉、矿渣微粉、生石灰和脱硫灰，各组分重量份为：铁尾矿粉14-27份，矿渣微粉45-62份，生石灰12-24份，脱硫灰3-12份。
进一步地，铁尾矿粉主要化学成分sio2重量含量大于70％，fe2o3含量大于17％，mgo含量小于4％，cao含量小于3％。
进一步地，铁尾矿粉密度为1308.9kg/m3，铁尾矿粉细度模数为0.92。
进一步地，矿渣微粉主要化学成分sio2重量含量大于35％，al2o3含量大于17％，mgo含量小于7％，cao重量含量大于38％。
进一步地，矿渣微粉密度为1322.3kg/m3，矿渣微粉细度模数为0.98。
进一步地，细骨料为铁尾矿砂，铁尾矿砂的粒径为0.15mm-2.36mm，铁尾矿砂的化学成分与上述铁尾矿粉相同。
本发明的有益效果是：
(1)本发明提供了以铁尾矿粉、矿渣微粉及铁尾矿砂制备矿山井下充填砂浆的方法，原理为利用铁尾矿粉和矿渣微粉自身的活性和“潜在水硬性”，实现较强的凝结性和硬度。
(2)利用生石灰提供矿渣水解的碱性环境能够破坏矿渣表面的酸性薄膜层和不规则的化学锁链结构，以及石膏提供反应初期所需的so4-，so4-与alo2-反应生成的针状钙矾石晶体与改性材料芒硝起到提供早期强度的目的，通过上述原理来实现制备理想的胶凝材料。
(3)将上述胶凝材料固结自身具有较硬性能的铁尾矿砂制备矿山井下充填砂浆，制备的砂浆具有良好的流动性，可实现矿山充填过程中的管道输送。
本发明充分利用工业废弃物，制备的矿山井下充填砂浆造价低、性能好，且保护自然资源和生态环境，社会和经济效益显著。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种以高用量铁尾矿制备的矿山井下充填砂浆，包括胶凝材料、水和细骨料，各组分质量比为1：2.0-2.6：4-10。
胶凝材料、水和细骨料的质量比为1：2.0-2.4：4、1：2.0-2.6：6、1：2.0-2.7：8或1：2.0-2.6：10。
胶凝材料包括铁尾矿粉、矿渣微粉、生石灰和脱硫灰，各组分重量份为：铁尾矿粉14-27份，矿渣微粉45-62份，生石灰12-24份，脱硫灰3-12份。
铁尾矿粉主要化学成分sio2重量含量大于70％，fe2o3含量大于17％，mgo含量小于4％，cao含量小于3％。
铁尾矿粉密度为1308.9kg/m3，铁尾矿粉细度模数为0.92。
矿渣微粉主要化学成分sio2重量含量大于35％，al2o3含量大于17％，mgo含量小于7％，cao重量含量大于38％。
矿渣微粉密度为1322.3kg/m3，矿渣微粉细度模数为0.98。
细骨料为铁尾矿砂，铁尾矿砂的粒径为0.15mm-2.36mm，铁尾矿砂主要化学成分sio2重量含量大于70％，fe2o3含量大于17％，mgo含量小于4％，cao含量小于3％。
实施例1
称取铁尾矿粉15份、矿渣微粉60份、生石灰15份和脱硫灰10份混合均匀，得到矿山井下充填砂浆的胶凝材料。将上述矿山井下充填的胶凝材料与水和铁尾矿砂按1：2：4的比例混合均匀，制成充填砂浆。
将制备好的充填砂浆装入40mm×40mm×160mm的模具中成型，将成型的试件放入温度20℃左右并且相对湿度不低于50％的环境中进行养护，24h后拆模，将拆模后的试件放入20℃左右的温水中进行水养。
实施例2
称取铁尾矿粉25份、矿渣微粉45份、生石灰20份和脱硫灰10份混合均匀，得到矿山井下充填砂浆的胶凝材料。将上述矿山井下充填的胶凝材料与水和铁尾矿砂按1：2：6的比例混合均匀，制成充填砂浆。
将制备好的充填砂浆装入40mm×40mm×160mm的模具中成型，将成型的试件放入温度20℃左右并且相对湿度不低于50％的环境中进行养护，24h后拆模，将拆模后的试件放入20℃左右的温水中进行水养。
实施例3
称取铁尾矿粉15份、矿渣微粉60份、生石灰15份和脱硫灰10份混合均匀，得到矿山井下充填砂浆的胶凝材料。将上述矿山井下充填的胶凝材料与水和铁尾矿砂按1：2.5：8的比例混合均匀，制成充填砂浆。
将制备好的充填砂浆装入40mm×40mm×160mm的模具中成型，将成型的试件放入温度20℃左右并且相对湿度不低于50％的环境中进行养护，24h后拆模，将拆模后的试件放入20℃左右的温水中进行水养。
实施例4
称取铁尾矿粉25份、矿渣微粉45份、生石灰20份和脱硫灰10份混合均匀，得到矿山井下充填砂浆的胶凝材料。将上述矿山井下充填的胶凝材料与水和铁尾矿砂按1：2.5：10的比例混合均匀，制成充填砂浆。
将制备好的充填砂浆装入40mm×40mm×160mm的模具中成型，将成型的试件放入温度20℃左右并且相对湿度不低于50％的环境中进行养护，24h后拆模，将拆模后的试件放入20℃左右的温水中进行水养。
抗压强度测试：
将实施例1-4中制备的填充砂浆按照国家标准gb/t17671-1999水泥胶砂强度检验方法(iso法)检测3d、7d和28d的充填砂浆强度，结果测定三组取平均值。结果见表1。
表1充填砂浆的单轴抗压强度
故由表1可以看出，通过《预拌砂浆》(jg/t230-2007)规定28d强度充填体强度为2.00mpa，故本发明研究在单轴抗压强度方面可达到矿山井下充填工程要求的最小胶砂比为1：10，且强度偏于安全。同时，本发明的充填砂浆具有一定的凝结时间和较高的流动度，可保证在工程上的管道运输。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料过着特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。