【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矿山充填，涉及一种用于超高浓度粗骨料自流充填料浆的复合外加剂。
技术介绍
1、随着我国经济高速发展以及对矿产资源持续开发利用，高品位和采矿技术条件好的矿产资源日趋枯竭，面临更多的是深埋、高应力、富水和不良地层条件的资源。充填法采矿安全环保与绿色开采的首要选择。充填法将废石、废渣等固体废弃物制备成可流动的浆体，输送到井下空区，不进可有效处理固体废弃物，还可以提高矿石回收率、提供安全地压管理，是一种绿色可持续发展的采矿方法。充填料浆通过自流或泵送到井下采场空区，通常要求料浆有一定的坍落度和扩散度，才能在采场中流动并充满采场；料浆浓度需达到一定程度，使内部物料均匀分布，避免或减少离析、分层和泌水现象，且提高充填接顶率；固化后的充填体强度满足采矿工艺的需求。
2、这些目标有一定的矛盾性。充填料浆不分层、不离析要求大于临界浓度，且提高浓度有利于增强充填体强度、提高接顶率。然而，浓度越高，充填料浆的流动性越差，越难以实现“自流平”。在深井开采的环境下，充分利用重力势能，实现料浆的节能自流充填，是深井充填的主流趋势，对矿山充填生产具有积极意义：
3、（1）矿山可以得到充填料浆的优越性能，如完整性好、强度高，不离析、不分层、不泌水，降低排水排泥费用、提高现场文明生产水平；
4、（2）符合国家建设绿色矿山的政策要求，也能降低骨料成本；
5、（3）充填系统可不使用充填泵，不但降低了设备费、运行中的配件费和电费等，也简化了充填系统，可降低系统故障，提高充填效率；
6、（4）对充
7、从上分析可知，超高浓度的自流输送充填对矿山充填领域具有重要意义，研究表明，配置矿山超高浓度充填料浆的专用外加剂（复合减水剂），是实现超高浓度的可自流充填的一条重要途径。外加剂是指加入充填了料浆中的微量物质，加入后可显著改善充填料浆的各项性能，如和易性、泵送性、强度、抗渗性、抗冻性、抗碳化性和隔热、隔音等。其中常用于混凝土的聚羧酸系高性能减水剂是一种新型、绿色环保的高性能减水剂，与传统减水剂相比，具有分散性强、减水率高、坍落度经时损失小、分子结构可调性、环保等显著的综合技术优势。聚羧酸减水剂在浆体中体现的减水分散性能主要是由聚羧酸高分子的长侧链相互作用产生的空间位阻效应、聚羧酸分子的阴离子基团产生的静电斥力效应、以及多种效应的协调作用产生。
8、聚羧酸减水剂的发展趋势大致分为三个方面：（1）在生产工艺方面，生产流程简单化、聚合温度常温化、生产速率高效化、生产过程无污染、健康可持续已成为聚羧酸系高性能减水剂行业的发展趋势；（2）在聚羧酸减水剂上游产业聚醚大单体方面，应自主研发出适应性强、双键活性高、易于不饱和羧酸发生共聚且对环境友好的醚类大单体；（3）在聚羧酸系减水剂功能化方面，研究者应研制出功能性强、适应性高、易制备、无污染的功能单体。
9、为了解决实际生产中遇到的问题，提高普通聚羧酸减水剂的性能，需对聚羧酸减水剂进行改性。聚羧酸减水剂的改性方法根据其结构，可以分为传统改性方法和超支化改性两类。传统方法改性过的聚羧酸一般都属于梳型结构；超支化改性的聚羧酸则呈树状、星型或三维球状等结构。此外，为了提高充填料浆各方面性能，实际应用需将不同的减水剂复配使用，使其对矿山充填水泥、充填骨料和特定的料浆配比具有良好的适应性。需找到针对超高浓度自流充填料浆的流动性最好的复合外加剂配合比，并考察流动性指标、强度与外加剂各组成材料之间的关系。
10、使用“充填”与“减水剂”两个关键词对已公开的针对矿山充填复合外加剂进行搜索，中国专利技术专利cn112456859b公开了“煤矿膏体充填用减水剂组合物及其制备方法和应用”，cn114380532b公开了“一种全尾砂充填用水泥外加剂、制备方法及充填料浆”，cn103979820b公开了“一种用于矿山充填材料的早强减水剂及其制备方法”，这些专利技术专利均提出了减水剂在充填领域中的应用，但均没有采用多种减水剂的复配方式，也未涉及超高浓度的粗骨料充填料浆。
11、因此，有必要研究一种用于超高浓度粗骨料自流充填料浆的复合外加剂来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种用于超高浓度粗骨料自流充填料浆的复合外加剂，能够实现大幅度提高度粗骨料充填料浆的流动性，制备出满足自流充填要求的超高浓度充填材料，进而显著提高制备充填体的力学强度性能，为超高浓度的粗骨料自流充填提供支持。
2、一种用于超高浓度粗骨料自流充填料浆的复合外加剂，由减水剂母液、保坍剂母液、葡萄糖酸钠、工业白糖、引气剂和稀释水复配而成；原料以质量份数配比：减水剂母液35～45份、保坍剂母液115～125份、葡萄糖酸钠3～5份、工业白糖5～7份、引气剂0.41～0.45份、稀释水400～410份。
3、复合外加剂配比需通过充填体强度和流动性正交试验分析确定，满足充填料浆自流与强度要求，自流充填料浆流动性考察指标为：坍落度≥24cm、扩散度≥80cm（即流动性指标≥200cm），充填体强度考察指标为：3d单轴抗压强度≥1.5mpa、7d强度≥2.5mpa、28d强度≥5.0mpa。
4、所述减水剂母液，是将甲基烯丙基聚氧乙烯醚（hpeg）大单体、丙烯酸（aa）小单体、过硫酸铵（aps）、巯基丙酸（mpa）、过氧化氢(h2o2)和l-抗坏血酸（vc）加入水溶液中，于40-42℃共聚得到。
5、其中，过硫酸铵（aps）和过氧化氢(h2o2)为氧化剂，l-抗坏血酸（vc）为还原剂，巯基丙酸（mpa）为链转移剂。酸醚比（aa与hpeg的摩尔比）为4.5:1；aps的用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚（hpeg）大单体质量的0.06%；h2o2的用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚（hpeg）大单体质量的0.63%；vc的用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚（hpeg）大单体质量的0.13%；mpa用量为为甲基烯丙基聚氧乙烯醚（hpeg）大单体质量的0.48%。
6、所述保坍剂母液，是将异戊烯基聚氧乙烯醚（tpeg）大单体、丙烯酸（aa）小单体、硫酸铵（aps）、过氧化氢(h2o2)加入水溶液中34-36℃共聚得到。
7、其中，过硫酸铵（aps）和过氧化氢(h2o2)为氧化剂。酸醚比（aa与tpeg的摩尔比）为4.3:1；aps的用量为异戊烯基聚氧乙烯醚（tpeg）大单体质量的0.06%；h2o2的用量为异戊烯基聚氧乙烯醚（tpeg）大单体质量的0.63%。
8、所述超高浓度粗骨料自流充填料浆由充填粗骨料、水泥和水组成，其可自流性由坍落度和扩展度组成的流动性综合指标表证：综合流动指标=料浆坍落度×5+料浆扩散度。充填粗骨料由棒磨砂、河砂、废石组成；复合外加剂掺量为充填料浆中水泥质量的0.5～1.5%。
9、充填粗骨料中，棒本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于超高浓度粗骨料自流充填料浆的复合外加剂，其特征在于：由减水剂母液、保坍剂母液、葡萄糖酸钠、工业白糖、引气剂和稀释水复配而成；各原料以质量份数配比：减水剂母液35～45份、保坍剂母液115～125份、葡萄糖酸钠3～5份、工业白糖5～7份、引气剂0.41～0.45份、稀释水400～410份；
2.根据权利要求1所述的用于超高浓度粗骨料自流充填料浆的复合外加剂，其特征在于：所述减水剂母液中，丙烯酸与甲基烯丙基聚氧乙烯醚的摩尔比为4.5:1；过硫酸铵的用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚大单体质量的0.06%；过氧化氢的用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚大单体质量的0.63%；L-抗坏血酸的用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚大单体质量的0.13%；巯基丙酸用量为为甲基烯丙基聚氧乙烯醚大单体质量的0.48%。
3.根据权利要求1所述的用于超高浓度粗骨料自流充填料浆的复合外加剂，其特征在于：所述保坍剂母液中，丙烯酸与异戊烯基聚氧乙烯醚的摩尔比为4.3:1；硫酸铵的用量为异戊烯基聚氧乙烯醚大单体质量的0.06%；过氧化氢的用量为异戊烯基聚氧乙烯醚大单体质量的0.63%。
5.根据权利要求4所述的用于超高浓度粗骨料自流充填料浆的复合外加剂，其特征在于：所述充填粗骨料中，棒磨砂含量35～45%、河砂含量10～20%、废石的含量为30～40%；混合充填粗骨料中的最大粒径≤12mm、含石率大于4.75mm的含量为35～45%、含泥率小于0.075mm的含量为8～13%。
6.根据权利要求1所述的用于超高浓度粗骨料自流充填料浆的复合外加剂，其特征在于：所述超高浓度粗骨料自流充填料浆的固体质量浓度为82～85%，灰砂比为1:4～1:6。
...【技术特征摘要】
1.一种用于超高浓度粗骨料自流充填料浆的复合外加剂，其特征在于：由减水剂母液、保坍剂母液、葡萄糖酸钠、工业白糖、引气剂和稀释水复配而成；各原料以质量份数配比：减水剂母液35～45份、保坍剂母液115～125份、葡萄糖酸钠3～5份、工业白糖5～7份、引气剂0.41～0.45份、稀释水400～410份；
2.根据权利要求1所述的用于超高浓度粗骨料自流充填料浆的复合外加剂，其特征在于：所述减水剂母液中，丙烯酸与甲基烯丙基聚氧乙烯醚的摩尔比为4.5:1；过硫酸铵的用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚大单体质量的0.06%；过氧化氢的用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚大单体质量的0.63%；l-抗坏血酸的用量为甲基烯丙基聚氧乙烯醚大单体质量的0.13%；巯基丙酸用量为为甲基烯丙基聚氧乙烯醚大单体质量的0.48%。
3.根据权利要求1所述的用于超高浓度粗骨料自流充填料浆的复合外加剂，其特征在于：所述保坍剂母液中，丙烯酸与异戊烯基聚氧乙烯醚的摩尔比为4...
【专利技术属性】
技术研发人员：何建元，武拴军，肖卫国，肖柏林，王虎，陈卓，冯航，李广宽，
申请(专利权)人：金川集团镍钴有限公司，
类型：发明
国别省市：
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