[01210048]利用烟气脱硫石膏制备快硬早强注浆材料及其制备方法

我国煤矿开采深度以8m～12m/年的速度增加,随煤炭采掘深度增加,大采高工作面片帮冒顶现象严重,带来极大的安全问题。目前主要采用聚氨酯等高分子类注浆材料注浆加固,效果较好,但存在着成本高,消耗石油资源,污染地下水,操作过程中对人体有毒害作用等问题。 本发明专利发明了一种在功能上可以替代聚氨酯类高分子注浆材料的无机矿物注浆材料。与高分子类注浆材料相比成本降低了80%以上,而且大量利用了电厂大宗工业废弃物烟气脱硫石膏。 其技术内容如下： 从原料组成上,本发明已经进行了详细说明：本发明所制备的快硬早强注浆材料,包括两A、B两种组分,其中A组分由硫铝酸盐水泥熟料、悬浮剂组成;B组分由烟气脱硫石膏、生石灰和悬浮剂组成。A组分中硫铝酸盐水泥熟料占A组分重量的98%～100%,悬浮剂为羟丙基甲基纤维素,占A组分重量的0%～2%。B组分中烟气脱硫石膏占B组分重量的75%～85%,生石灰占B组分重量的10%～20%,悬浮剂为钠基膨润土,占B组分重量的3%～5%。 从制备方法上,本专利进行了详细说明： A组分的制备方法是将硫铝酸盐水泥熟料与悬浮剂按比例混合,在球磨机中共同粉磨到最大粒度不大于35μm。此过程中悬浮剂羟丙基甲基纤维素起到对硫铝酸盐水泥熟料粉磨的助磨作用,减少制备能耗,同时使其在A组分中分散均匀,改善其悬浮效果。 B组分的制备方法是将烟气脱硫石膏、生石灰和钠基膨润土按比例混合,在球磨机中共同粉磨到最大粒度不大于35μm。此过程中悬浮剂钠基膨润土起到对烟气脱硫石膏、生石灰的助磨作用,降低制备能耗,同时使其在B组分中分散均匀,改善其悬浮效果。 从本发明注浆材料的使用方法上,也进行了说明：使用时,将A组分与B组分分别按1：1的重量比与水混合搅拌均匀,通过注浆泵和混合器按1：1的浆液体积比进行混合注浆。 本发明专利所发明注浆材料的性能指标： 本专利发明了一种快硬早强注浆材料,其在使用过程中12h内具有良好的悬浮性,凝结时间可以在2min-2h范围内调节,2h强度可以达到8MPa以上,渗透性可以和液体注浆材料相比。 本发明专利的主要应用及效益情况： 本专利发明的注浆材料在2009年山西晋煤集团赵庄煤业有限责任公司用于采煤工作面注浆加固,替代了煤矿上所使用的聚氨酯类注浆材料,不但将注浆成本降低了80%,而且避免了聚氨酯类注浆材料消耗石油资源,造成地下水污染的弊端,并且有效地控制了大采高工作面片帮,保证了采煤安全,提高了采煤效率;在2012年山西南煤集团南庄矿应用于巷道构造区加固,提高了构造区顶板强度,避免了冒顶事故;在2013年山西兰花煤炭实业有限公司伯方矿应用于回采巷道加固,有效控制了巷道煤帮和顶板,提高了回采速度;2013年分别在平顶山天安煤业有限公司一矿和平煤神马建工集团有限公司应用于巷道与井筒注浆堵水,极大降低了渗流量,改善了工作环境,提高了煤矿安全系数。本专利产品的应用为以上相关企业节约注浆成本2.2亿元以上,提高了采掘进度,煤炭生产效率,间接经济效益10亿元以上。 作为一种注浆材料,按本发明生产的产品也可以在大坝注浆加固、地基注浆加固、地下工程的注浆加固以及快速注浆堵水等领域应用。