充填材料

以水為輸送介質(zhì)的固體充填材料。常用管道輸送。水砂充填材料是山砂、河砂、破碎砂、尾砂或水淬爐渣等。尾砂在金屬礦山中來源豐富，價(jià)格低廉，但如果含粒徑<0. 02mm的細(xì)顆粒含量大于10%～15%，其脫水性不好，不能迅速形成有一定強(qiáng)度的充填體。通常認(rèn)為，表示脫水性的充填材料滲透系數(shù)K20應(yīng)不低于10cm/h。為此，需對尾砂用水力旋流器進(jìn)行脫泥。山砂、河砂、破碎砂和水淬爐渣等的粒徑比尾砂要大得多。

為了避免輸送這些材料的過程中管道被堵塞，需要使這些材料的最大粒徑小于管道內(nèi)徑的1/3，含最大粒徑顆粒的含量不超過15%。為了減少充填體中的空隙，以降低充填體的沉縮率，增加充填體的支撐能力，有時(shí)需向粗砂中加入 一定數(shù)量的細(xì)砂，使這些材料的粒級均勻度系數(shù)Cu增加到5左右，Cu的計(jì)算式為Cu=d₆₀/d₁₀，式中d₆₀和d₁₀分別為60%和10%的水砂充填材料能通過的篩孔直徑。水砂充填用的碎石、山砂和尾砂的最大粒徑分別是60、3 和0.5mm左右。

含膠凝材料的充填材料。膠結(jié)充填材料形成的膠結(jié)充填體的支撐能力較大，而且在其邊界的約束被全部或部分解除后都不會(huì)片落或冒落。常用的膠結(jié)充填材料分為混凝土和水泥砂漿兩種類型，前者是由粗細(xì)骨料和水泥漿混合成的，可以用輸送普通混凝土的方式輸送，不需要在充填區(qū)脫水，后者是由細(xì)砂或尾砂和水泥漿混合成的，常用管道水力輸送，需要在充填區(qū)脫去多余水分后形成膠結(jié)充填體。水泥含量相同時(shí)，混凝土充填體的強(qiáng)度較高，一般超過3或4MPa，而水泥砂漿充填體的強(qiáng)度不超過2或3MPa。普通硅酸鹽水泥是廣泛使用的膠凝材料，通常，1m膠結(jié)充填體中大約含150～350kg水泥。為了降低膠結(jié)充填成本，需要從包裝和運(yùn)輸?shù)确矫娼档退嗟某杀荆瑴p少膠凝材料的使用量，以及用代用膠凝材料。

混凝土膠結(jié)充填材料中的粗骨料，可將塊石經(jīng)兩段破碎形成的50～5mm碎石自然級配而成。細(xì)骨料的粒徑為0.15～5mm。用分級后的粗尾砂作為細(xì)骨料時(shí)，最小粒徑可取0.037mm。水泥砂漿膠結(jié)充填材料中細(xì)砂的粒徑一般為0.25～0.35mm。用尾砂作為水泥砂漿膠結(jié)充填材料時(shí)，需使粒徑大于0.037mm的顆粒達(dá)90%。否則水泥消耗多，不易脫出多余的水分，并且所形成的充填體的強(qiáng)度低。尾砂中的含硫量若超過1%或3%時(shí)，充填體后期強(qiáng)度受到有害影響。尾砂中含有已氧化的硫化礦物時(shí)，充填體后期強(qiáng)度受到的有害影響更大，甚至充填體會(huì)自行崩解。尾砂膠結(jié)充填材料的配比，一般用水泥對尾砂的重量比和固體物料重量所占百分比表示。這兩個(gè)指標(biāo)對于通過管道用水力輸送這種充填材料的難易程度和所形成充填體的強(qiáng)度都有很大影響。

尾砂膠結(jié)充填材料的灰砂比通常為1：8～1：10，個(gè)別情況下為1：20～1：30，用來構(gòu)筑將來回采充填體下部礦石的假頂時(shí)為1：5～1：6，構(gòu)筑人工柱時(shí)為1：3～1：4。

20世紀(jì)80年代，高濃度全尾砂膠結(jié)充填材料的制備和輸送工藝的研究已取得初步成果。該項(xiàng)研究的目標(biāo)是提高尾砂利用率并且使充填材料在形成充填體時(shí)不需要脫水。其他不脫水的新型充填材料正處于研究開發(fā)之中，尋求降低充填成本chong 充是今后努力的方向。

充填材料組分主要有集料、膠凝料和水，以及改善充填料性能的輔料。充填材料的物理力學(xué)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)對于充填材料的制備、輸送和所形成的充填體的物理力學(xué)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)具有重要影響。對充填體的物理力學(xué)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的主要要求是：(1)能迅速具有一定強(qiáng)度，而且沉縮率小，以便有效地支撐周圍礦巖;當(dāng)側(cè)面出現(xiàn)采空區(qū)時(shí)充填體不向采空區(qū)大量片落，并允許在充填體表面進(jìn)行回采作業(yè)。(2)不產(chǎn)生污染環(huán)境或引起發(fā)熱甚至發(fā)火的物質(zhì)。

按充填材料有無膠凝成分和是否以水為輸送介質(zhì)等，充填材料可分為干式充填材料、水砂充填材料和膠結(jié)充填材料三種。

用重力、機(jī)械設(shè)備或人力輸送到采空區(qū)的含水分極少的固體材料。常用的干式充填材料有塊石、砂石、土壤、工業(yè)廢渣等惰性材料。通常建立露天采石場，以提供干式充填材料。當(dāng)開采極薄礦體時(shí)用崩下圍巖充當(dāng)干式充填材料。有時(shí)在井下用掘進(jìn)井巷的廢石或?qū)ｉT開采的廢石充當(dāng)干式充填材料。

輸送干式充填材料的方式與材料的最大塊度間的關(guān)系是：用重力和人力輸送時(shí)，最大塊度小于200～300mm;用電耙時(shí)，適宜的塊度為150～200mm;使用拋擲充填機(jī)時(shí)，最大塊度應(yīng)小于70～80mm;用風(fēng)力充填機(jī)時(shí)，最大塊度應(yīng)小于輸送管道直徑的1/3，通常，適宜的塊度為40～50mm。用風(fēng)力管道輸送干式充填材料時(shí)，為了防止堵管，充填材料的含水率不宜超過5%～10%，為了減少粉塵危害，粉塵含量不宜超過10%～15%。

將充填材料按采礦充填的要求進(jìn)行采集加工成合格的充填料。通常是將破碎篩分后的物料按規(guī)定的粒度組成和摻人材料的配合比例混合成待輸送的充填材料。充填材料制備按以下三種方式進(jìn)行。

干式充填材料的準(zhǔn)備

采集加工好的干式充填材料用重力自溜，或用礦車、鏟運(yùn)機(jī)、電耙等輸送。這些輸送方式對充填料塊度組成的要求不嚴(yán)格，用拋擲充填機(jī)或風(fēng)力充填機(jī)輸送和堆放充填材料時(shí)，為防止磨損膠帶或管道，防止堵管，以及防止粉塵危害，常常對破碎篩分過的材料按規(guī)定的塊度組成進(jìn)行調(diào)配。

水砂充填材料漿體的制備

使用碎石和爐碴等顆粒大的固體材料時(shí)多在注砂室中制漿。常用的注砂室是混合溝式的。這種注砂室上接砂倉，下接充填管道，注砂室設(shè)有三段混合溝。放砂量和放水量分別用放砂門和供水管閥調(diào)節(jié)。三段混合溝的坡度 一段比一段陡，這是為了增加漿體流速，使?jié){體混合均勻然后流入充填管道。沉鐵窩和箅子分別用于避免鐵塊和不合格大塊巖石進(jìn)入充填管道。使用細(xì)砂或尾砂等顆粒小的固體材料時(shí)多在注砂池或攪拌筒中制作漿體，或從立式砂倉放砂過程中用高壓噴嘴噴水制漿。

膠結(jié)充填材料漿體制備

水泥砂漿膠結(jié)充填材料多用雙層葉片螺旋槳攪拌筒制作砂漿。混凝土膠結(jié)充填材料，多用類似建筑業(yè)用的滾筒式攪拌機(jī)制作漿體。全尾砂膠結(jié)充填漿體制備則需要采用強(qiáng)力攪拌機(jī)。

將制備好的充填材料沿管道輸送到充填地點(diǎn)。充填材料管道輸送可按輸送動(dòng)力、固體顆粒在流動(dòng)漿體中的分布和流動(dòng)漿體中切應(yīng)力是否符合牛頓切應(yīng)力定律等分類。

按輸送動(dòng)力，將充填材料管道輸送分為自流輸送、泵壓輸送和風(fēng)力輸送。如果條件允許，則應(yīng)優(yōu)先使用自流輸送。使用自流輸送的條件是管道垂直部分的漿體柱的高度，即自然壓頭，能使管道全長中漿體以合適的速度移動(dòng)。泵壓輸送用于自然壓頭不夠或需要向高處輸送漿體時(shí)。風(fēng)力輸送是以壓縮空氣為動(dòng)力將充填材料輸送到充填地點(diǎn)，多用于輸送混凝土膠結(jié)充填材料。輸送方式的選擇主要決定于充填材料粒度組成和漿體濃度等。當(dāng)輸送水砂充填材料或普通濃度即質(zhì)量濃度為65%～70%的膠結(jié)充填材料和接近極限沉淀濃度的高濃度即質(zhì)量濃度為70%～75%的膠結(jié)充填材料時(shí)，采用自流輸送或離心泵輸送。對于大于極限沉淀濃度的全尾砂膏體充填材料，采用高揚(yáng)程柱塞泵輸送、自流輸送或自流風(fēng)力聯(lián)合輸送。

概述

注漿充填材料是用于煤礦井下的一種煤礦用充填材料 ，用于填充破碎的煤層或巖層中的空洞、隧道洞室中的空隙等。注漿充填材料分為聚氨酯充填、無機(jī)液體填充等幾種類型。

產(chǎn)品特點(diǎn)

1、發(fā)泡快，發(fā)泡倍數(shù)大

2、對巖層、混凝土等施工基面有良好的粘結(jié)力。

3、阻燃

適用范圍

1、填充破碎的煤層或巖層中的空洞、隧道洞室中的空隙等。

2、井下密閉墻的充填。

3、密閉煤層采空區(qū)及廢棄巷道，防治漏風(fēng)。2100433B

充填材料是指充填于采空區(qū)中的土壤、砂、石、塊石、工業(yè)廢渣和水泥等膠凝物質(zhì)組成的固體材料，工業(yè)廢渣包括尾砂、爐渣和粉煤灰等。充填材料應(yīng)具備的條件是來源廣泛，價(jià)格低廉，便于制備和運(yùn)輸，所形成的充填體具有符合要求的物理力學(xué)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，充填材料的物理力學(xué)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)對寸充填材料的制備、輸送和所形成的充填體的物理力學(xué)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)具有重要影響。

對充填體的物理力學(xué)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的主要要求是：

(1)能迅速具有一定強(qiáng)度。而且沉縮率小，以便有效地支撐周圍礦巖，當(dāng)側(cè)面出現(xiàn)采空區(qū)時(shí)充填體不向采空區(qū)大量片落，并允許在充填體表面進(jìn)行回采作業(yè)；

(2)不產(chǎn)生污染環(huán)境或引起發(fā)熱甚至發(fā)火的物質(zhì)。

按充填材料有無膠凝成分和是否以水為輸送介質(zhì)等，充填材料可分為下式充填材料、水砂充填材料和膠結(jié)充填材料三種 。2100433B

充填材料管道輸送是指將制備好的充填材料沿管道輸送到充填地點(diǎn)。充填材料管道輸送可按輸送動(dòng)力、固體顆粒在流動(dòng)漿體中的分布和流動(dòng)漿體中切應(yīng)力是否符合牛頓切應(yīng)力定律等分類 。