一种缓解分层现象的煤矿浆体充填悬浮剂及其制备方法与流程

    技术2025-02-07  48


    本发明涉及煤矿浆体充填悬浮剂,尤其涉及一种缓解分层现象的煤矿浆体充填悬浮剂及其制备方法。


    背景技术:

    1、煤矿充填技术是一种将废弃煤矿洞室中的空隙充填的方法,既可以保护地下水环境,又可以减轻矿山地压,提高采煤率,同时可以减少煤矿矿井的下沉、坍塌和爆炸等灾害事故的发生,提高矿井的安全性和稳定性,煤矿充填技术中使用的充填材料有多种,包括水泥及其复合材料、矿石尾砂、矿山排土、特种泡沫等,但是由于矸石自身亲水性差,不易溶于水,且破碎后多为5mm以下的颗粒状,矸石在输送时易沉淀造成管道堵塞,并且浆体中的固体和液体容易分层,对充填品质的影响较大,并且在重力的影响下,矸石容易堆积在一起、扩散范围小,不利于大规模浆体充填。


    技术实现思路

    1、针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种缓解分层现象的煤矿浆体充填悬浮剂及其制备方法,该缓解分层现象的煤矿浆体充填悬浮剂及其制备方法旨在解决现有技术下矸石在输送时易沉淀造成管道堵塞,并且浆体中的固体和液体容易分层,不利于大规模浆体充填的技术问题。

    2、本发明的技术方案为:一种缓解分层现象的煤矿浆体充填悬浮剂,包括如下重量份的组分:膨润土600~800份、α型半水石膏100~200份、沸石粉50~100份、二氧化硅10~25份、羟丙基淀粉醚10~15份、羟丙基甲基纤维素10~15份、木质素磺酸盐3~5份、乳化剂2~3份、分散剂2~3份、抗沉淀剂2~3份、消泡剂0.1~0.3份和防冻剂0.1~0.3份;

    3、膨润土包括钠基膨润土和钙基膨润土,钠基膨润土和钙基膨润土的质量比为1:1。

    4、作为优选,乳化剂为聚乙烯醇。

    5、作为优选,抗沉淀剂为碳酸钙、氧化铝、氧化硅、脂肪酸盐、十二烷基苯磺酸钠和聚山梨酯中的任意一种。

    6、作为优选,分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶和脂肪酸聚乙二醇酯中的任意一种。

    7、作为优选,消泡剂为硅酸钠、硅酸铝或硅酸镁。

    8、作为优选,防冻剂为氯化钙、乙二醇、甘油、乙醇和硝酸钾中的任意一种。

    9、一种缓解分层现象的煤矿浆体充填悬浮剂制备方法,其包括如上述中任一项所述的一种缓解分层现象的煤矿浆体充填悬浮剂,其步骤如下:

    10、步骤一:将钠基膨润土和钙基膨润土混合并研磨,用1200目筛网过筛,将膨润土粉在400~500℃下焙烧1~3小时,然后取出备用;

    11、步骤二:将其余组分混合后研磨,然后用1200目筛网过筛,与步骤一中焙烧过的膨润土粉充分混合;

    12、步骤三:将步骤二中的粉末收集并按规格包装入库,得到成品悬浮剂。

    13、本发明的有益效果:

    14、1、羟丙基甲基纤维素的增稠、保水、粘结等作用能够显著提高煤矿浆体的抗下垂性能,羟丙基淀粉醚具有增稠、悬浮、粘合、乳化、成膜等多种功能,提高煤矿浆体的黏稠度和抗下垂性能,使煤矿浆体易于施工,同时羟丙基淀粉醚还能提高煤矿浆体的稳定性,减少砂浆的分离和沉淀现象,分散剂通过增加矸石的表面活性,将矸石分散在液体中,以避免它们在液体中沉淀或聚集,出现分层现象,分散剂促使矸石颗粒均匀分散于水中,形成稳定的悬浮体;

    15、2、本发明的悬浮剂用量不超过浆体的3%,用量较少,有效降低成本,可以有效改善浆液自身的粘度和稠度,提高浆液的悬浮能力,在浆体充填过程中保证浆液运输与采空区扩散期间的流动性要求。



    技术特征:

    1.一种缓解分层现象的煤矿浆体充填悬浮剂;其特征在于,包括如下重量份的组分:膨润土600~800份、α型半水石膏100~200份、沸石粉50~100份、二氧化硅10~25份、羟丙基淀粉醚10~15份、羟丙基甲基纤维素10~15份、木质素磺酸盐3~5份、乳化剂2~3份、分散剂2~3份、抗沉淀剂2~3份、消泡剂0.1~0.3份和防冻剂0.1~0.3份;

    2.根据权利要求1所述的一种缓解分层现象的煤矿浆体充填悬浮剂,其特征在于:乳化剂为聚乙烯醇。

    3.根据权利要求1所述的一种缓解分层现象的煤矿浆体充填悬浮剂,其特征在于:抗沉淀剂为碳酸钙、氧化铝、氧化硅、脂肪酸盐、十二烷基苯磺酸钠和聚山梨酯中的任意一种。

    4.根据权利要求1所述的一种缓解分层现象的煤矿浆体充填悬浮剂,其特征在于:分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶和脂肪酸聚乙二醇酯中的任意一种。

    5.根据权利要求1所述的一种缓解分层现象的煤矿浆体充填悬浮剂,其特征在于:消泡剂为硅酸钠、硅酸铝或硅酸镁。

    6.根据权利要求1所述的一种缓解分层现象的煤矿浆体充填悬浮剂,其特征在于:防冻剂为氯化钙、乙二醇、甘油、乙醇和硝酸钾中的任意一种。

    7.一种缓解分层现象的煤矿浆体充填悬浮剂制备方法,其特征在于包括根据权利要求1-6中任一项所述的一种缓解分层现象的煤矿浆体充填悬浮剂,其步骤如下:

    8.根据权利要求1所述的一种缓解分层现象的煤矿浆体充填悬浮剂,其特征在于,其用法用量为:按照(1~3):100:100的比例将悬浮剂、破碎的矸石和水混合均匀。


    技术总结
    本发明涉及煤矿浆体充填悬浮剂技术领域,尤其涉及一种缓解分层现象的煤矿浆体充填悬浮剂及其制备方法。技术问题:该缓解分层现象的煤矿浆体充填悬浮剂及其制备方法旨在解决现有技术下矸石在输送时易沉淀造成管道堵塞,并且浆体中的固体和液体容易分层,不利于大规模浆体充填的技术问题。技术方案:一种缓解分层现象的煤矿浆体充填悬浮剂,包括如下重量份的组分:膨润土600~800份、α型半水石膏100~200份、沸石粉50~100份、二氧化硅10~25份。本发明能够显著提高煤矿浆体的抗下垂性能,使煤矿浆体易于施工,减少砂浆的分离和沉淀现象,将矸石分散在液体中,以避免它们在液体中沉淀或聚集,分散剂促使矸石颗粒均匀分散于水中,形成稳定的悬浮体。

    技术研发人员:郑忠友,朱磊,张进鹏,刘成勇,李超,张付涛,董力,王翰秋,徐凯,吴玉意,程海星,宋天奇,秋丰岐,袁超峰,刘文涛,李娟,古文哲,张新福,赵萌烨,潘浩,刘治成,黄剑斌
    受保护的技术使用者:中煤能源研究院有限责任公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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