专利名称：一种井下充填专用胶结材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种充填胶结材料的制备方法，特别涉及一种主要适用于金属矿山井下的充填胶结材料的制备方法。
背景技术：
长期以来，用水泥做井下充填胶结材料是国内外普遍采用的技术方法。但是在水泥的某些性质与井下胶结充填材料特殊工艺要求之间并不能互相适应。比如最普遍应用的水泥砂浆充填，充填体要求砂与水泥应具有高倍率的比例，以降低充填成本。但在水泥胶结充填中，砂与水泥的倍率提高较大时，由于水泥无法包裹大量的砂粒，充填体的强度将无法得到保证。在普通混凝土和普通水泥砂浆中，砂和水泥的倍率一般在6倍以下，而井下胶结充填一般在10倍左右。此外，为达到井下充填的流动性，满足可泵性要求，充填料的用水量必须大，这与水泥适应低水灰比的性质相矛盾。强行加大水灰比的结果是造成充填体的泌水，分层离析水泥颗粒流失，凝结硬化缓慢，早期强度低等一系列弊病，致使井下作业周期延长。
上世纪九十年代曾出现高水胶结充填材料，并在国内几个矿山进行了井下胶结充填的工业实验，其具有高水灰比特性，用水量大，克服了水泥水灰比小的缺陷，并提高了砂用量的倍率，满足了充填体要求的强度。但这类材料普遍存在制造成本高的缺点，另一方面，由于其为双组分，生产使用过程较繁杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种井下充填专用胶结材料的制备方法，用以克服前述方法的缺陷，第一、解决砂与胶结材料高倍率比例问题，第二、解决井下充填的高用水量问题。
为了解决上述问题，本发明采用了以下技术方案。
一种井下充填专用胶结材料的制备方法(1)、将40-80％的矿渣和20-60％的火山灰混匀，经烘干，破碎制成基础无机材料，简称A组分；(2)、将10-30％的石灰，40-70％的石膏，2-10％的强力剂，5-15％的沸石类尾矿和1-5％的活化剂混匀，放置2小时以上制成潜能释放剂，简称B组分；其中强力剂为形态可转化的硅酸钠，硫酸钠，硅灰中的一种或任意比例的一种以上；活化剂为三乙醇胺和氯化钙中的一种或任意比例的两种。
(3)、将100份A组分，5-20份B组分以及A、B组分总量0.2-5％的减水剂，混匀磨粉，制成成品。
较优化的技术方案是将60--90％的沸石类尾矿和10--40％的活化剂混匀，放置12小时以上制成C组分；将100份A组分，5-20份B组分，1-10份C组分，以及A、B、C组分总量0.2-5％的减水剂，混匀磨粉，制成成品。
采用本发明的材料，用于井下充填，胶结性能好，内聚力强，非常适合高倍砂率和高水灰比充填料的特性。本发明的材料25倍砂率时的水灰比达到12.2，而普通水泥用10倍砂率时的水灰比仅为5.2。
本发明的材料还具有可调范围大，流动性好，施工方便，强度高，成本低，无毒，安全等优点。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
以下实施例中选用的矿渣为济钢矿渣，其主要成分SiO232.79％，AL2O313.39％，Fe2O32.76％，CaO38.62％，MgO9.05％。
选用的火山灰主要成分SiO246.24％，AL2O315.96％，Fe2O311.84％，CaO2.43％，MgO10.04％，SO30.32％。
选用的石灰CaO含量71.15％。
选用的石膏SO3含量48.80％。
选用的沸石类尾矿主要成分SiO270.80％，AL2O315.16％，Fe2O32.76％，CaO2.13％，MgO0.38％，SO30.24％，K2O4.06％，Na2O3.04％。
实施例一(1)、将40％的矿渣和60％的火山灰混匀，经烘干，破碎制成基础无机材料，简称A组分；(2)、将10％的石灰，70％的石膏，2％的强力剂，15％的沸石类尾矿和3％的活化剂混匀，放置2小时以上制成潜能释放剂，简称B组分；其中强力剂为形态可转化的硅酸钠，硫酸钠，硅灰中的一种或任意比例的一种以上；活化剂为三乙醇胺和氯化钙中的一种或任意比例的两种。
(3)、将100份A组分，20份B组分以及A、B组分总量5％的减水剂，混匀磨粉，制成成品。
实施例二(1)、将60％的矿渣和40％的火山灰混匀，经烘干，破碎制成基础无机材料，简称A组分；(2)、将20％的石灰，60％的石膏，6％的强力剂，10％的沸石类尾矿和4％的活化剂混匀，放置2小时以上制成潜能释放剂，简称B组分；
其中强力剂为形态可转化的硅酸钠，硫酸钠，硅灰中的一种或任意比例的一种以上；活化剂为三乙醇胺和氯化钙中的一种或任意比例的两种。
(3)、将100份A组分，15份B组分以及A、B组分总量2.6％的减水剂，混匀磨粉，制成成品。
实施例三(1)、将80％的矿渣和20％的火山灰混匀，经烘干，破碎制成基础无机材料，简称A组分；(2)、将30％的石灰，54％的石膏，10％的强力剂，5％的沸石类尾矿和1％的活化剂混匀，放置2小时以上制成潜能释放剂，简称B组分；其中强力剂为形态可转化的硅酸钠，硫酸钠，硅灰中的一种或任意比例的一种以上；活化剂为三乙醇胺和氯化钙中的一种或任意比例的两种。
(3)、将100份A组分，5份B组分以及A、B组分总量0.2％的减水剂，混匀磨粉，制成成品。
实施例四(1)、将60％的矿渣和40％的火山灰混匀，经烘干，破碎制成基础无机材料，简称A组分；(2)、将20％的石灰，60％的石膏，6％的强力剂，10％的沸石类尾矿和4％的活化剂混匀，放置2小时以上制成潜能释放剂，简称B组分；其中强力剂为形态可转化的硅酸钠，硫酸钠，硅灰中的一种或任意比例的一种以上；活化剂为三乙醇胺和氯化钙中的一种或任意比例的两种。
(3)、将60％的沸石类尾矿和40％的活化剂混匀，放置12小时以上制成C组分；将100份A组分，5份B组分，1份C组分，以及A、B、C组分总量0.2％的减水剂，混匀磨粉，制成成品。
实施例五(1)、将60％的矿渣和40％的火山灰混匀，经烘干，破碎制成基础无机材料，简称A组分；(2)、将20％的石灰，60％的石膏，6％的强力剂，10％的沸石类尾矿和4％的活化剂混匀，放置2小时以上制成潜能释放剂，简称B组分；其中强力剂为形态可转化的硅酸钠，硫酸钠，硅灰中的一种或任意比例的一种以上；活化剂为三乙醇胺和氯化钙中的一种或任意比例的两种。
(3)、将75％的沸石类尾矿和25％的活化剂混匀，放置12小时以上制成C组分；将100份A组分，12份B组分，5份C组分，以及A、B、C组分总量3％的减水剂，混匀磨粉，制成成品。
实施例六(1)、将60％的矿渣和40％的火山灰混匀，经烘干，破碎制成基础无机材料，简称A组分；(2)、将20％的石灰，60％的石膏，6％的强力剂，10％的沸石类尾矿和4％的活化剂混匀，放置2小时以上制成潜能释放剂，简称B组分；其中强力剂为形态可转化的硅酸钠，硫酸钠，硅灰中的一种或任意比例的一种以上；
活化剂为三乙醇胺和氯化钙中的一种或任意比例的两种。
(3)、将90％的沸石类尾矿和10％的活化剂混匀，放置12小时以上制成C组分；将100份A组分，20份B组分，10份C组分，以及A、B、C组分总量3％的减水剂，混匀磨粉，制成成品。
权利要求
1.一种井下充填专用胶结材料的制备方法，其特征在于(1)、将40-80％的矿渣和20-60％的火山灰混匀，经烘干，破碎制成基础无机材料，简称A组分；(2)、将10-30％的石灰，40-70％的石膏，2-10％的强力剂，5-15％的沸石类尾矿和1-5％的活化剂混匀，放置2小时以上制成潜能释放剂，简称B组分；其中强力剂为形态可转化的硅酸钠，硫酸钠，硅灰中的一种或任意比例的一种以上；活化剂为三乙醇胺和氯化钙中的一种或任意比例的两种。(3)、将100份A组分，5-20份B组分以及A、B组分总量0.2-5％的减水剂，混匀磨粉，制成成品。
2.如权利要求1所述的井下充填专用胶结材料的制备方法，其特征在于将60--90％的沸石类尾矿和10--40％的活化剂混匀，放置12小时以上制成C组分；将100份A组分，5-20份B组分，1-10份C组分，以及A、B、C组分总量0.2-5％的减水剂，混匀磨粉，制成成品。
全文摘要
本发明系一种井下充填专用胶结材料的制备方法，其特征在于首先将40－80％的矿渣和20－60％的火山灰制成A组分；然后将10－30％的石灰，40－70％的石膏，2－10％的强力剂，5－15％的沸石类尾矿和1－5％的活化剂制成B组分；将100份A组分，5－20份B组分以及A、B组分总量0.2－5％的减水剂，混匀磨粉，制成成品。采用本发明的材料，用于井下充填，胶结性能好，内聚力强，非常适合高倍砂率和高水灰比充填料的特性。25倍砂率时的水灰比达到12.2，而普通水泥用10倍砂率时的水灰比仅为5.2。
文档编号E21B33/13GK1912334SQ200510044240
公开日2007年2月14日 申请日期2005年8月8日 优先权日2005年8月8日
发明者傅学生, 王永顺, 张金龙, 罗延华, 席一鸣 申请人:山东黄金矿业股份有限公司焦家金矿