利用建筑垃圾的煤矿似膏体充填材料及其制备和填充方法技术

本发明专利技术提供了一种利用建筑垃圾的煤矿似膏体充填材料，由以下质量的各原料组成：粗骨料：建筑垃圾450～500Kg和煤矸石400～450Kg；细骨料：粉煤灰350～400Kg和胶结料：200～250Kg；外加剂：速凝剂6.0～12.5Kg和减水剂2.0～7.5Kg；矿井水550～630Kg。本发明专利技术所述的利用建筑垃圾的煤矿似膏体充填材料，利用建筑垃圾、煤矸石等废弃物制备出可泵性好、泌水率和分层度低、凝结时间短，强度和稳定性高，成本低的似膏体充填材料。本发明专利技术还提供了上述利用建筑垃圾的煤矿似膏体充填材料的制备和充填方法。

【技术实现步骤摘要】
利用建筑垃圾的煤矿似膏体充填材料及其制备和填充方法
本专利技术属于矿用膏体
,尤其是涉及一种利用建筑垃圾的煤矿似膏体充填材料及其制备和填充方法。
技术介绍
我国城市化进程不断加速，随之而来的是城市垃圾的剧增。据不完全统计，城市垃圾中建筑垃圾占到了30％～40％，而且建筑垃圾每年以500～600吨每万平方米的速度不断增长，按照这个速度，我国到2030年建筑垃圾总量将达到200多亿吨，数量相当惊人。而目前我国对建筑垃圾的处理方式主要有露天堆放、填埋、路基填料和制砖。这些处理方式或者占用大量的土地资源，对我国当地的生态环境造成严重的破坏，或者处理成本过高，产品单一，不能够满足市场的需求，回收利用率低，资源化利用技术水平相对落后，不能形成规模化效应，缺乏新技术、新工艺。因此，如何将建筑垃圾资源化再利用是亟待解决的一大难题。我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，按照目前的煤矿生产条件，煤炭开采过程中的煤矸石排放量大约为原煤的15％左右；煤炭洗选加工过程中煤矸石排放量大约为原煤入洗量的15～20％。据不完全统计，目前全国历年累计堆放的煤矸石约45亿吨，规模较大的矸石山有1600多座，占用土地约1.5万hm2，其中长期自燃的矸石山达到389座，而且堆积量每年还以1.5～2.0亿吨的速度增加，煤矸石和粉煤灰占工业固体废弃物总量的50％，居全国所有工业部门之首，如果不对这些废弃的矸石山进行处理必将会影响我国煤矿的长期发展。据统计，我国采矿业每年占用和破坏的土地约达3.4万hm2，其中仅煤炭开采每年形成的地面塌陷就约达3.0万hm2，累计已达50万hm2。我国人均耕地面积仅是世界人均耕地面积的1/4，而目前土地损害如此严重，必须引起人们的足够重视。综上所述，我国的煤矿要想可持续发展就必须处理好这二个问题：一是废弃的煤矸石的再利用问题；二是最大程度的减少开采损害对周围环境的破坏。因此，专利技术一种能将城市建筑垃圾、废弃煤矸石、电厂粉煤灰和矿排水资源化再利用，经济环保的充填材料及其制备方法十分必要。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种利用建筑垃圾的煤矿似膏体充填材料。本专利技术另一目的是提供上述利用建筑垃圾的煤矿似膏体充填材料的制备方法，该方法为城市建筑垃圾资源化提供一种新方法，以实现城市建筑垃圾、废弃煤矸石、电厂粉煤灰和矿排水资源化再利用，提高它们的资源化效率，从而达到降低充填成本、保护当地生态环境的目的。本专利技术另外还提供了上述利用建筑垃圾的煤矿似膏体充填材料的填充方法。本专利技术采用的技术方案是：一种利用建筑垃圾的煤矿似膏体充填材料，由以下质量的各原料组成：粗骨料：建筑垃圾450～500Kg和煤矸石400～450Kg；细骨料：粉煤灰350～400Kg和胶结料：200～250Kg；外加剂：速凝剂6.0～12.5Kg和减水剂2.0～7.5Kg；矿井水550～630Kg。本专利技术所述的利用建筑垃圾的煤矿似膏体充填材料，其中，所述建筑垃圾为由于建筑施工、装修和拆除所产生的经过二级破碎后粒径小于20mm废混凝土块、废砂石、废砖瓦、废石材、陶瓷碎片和废瓷砖，粒径为16mm～20mm的占1～5％，粒径为13.5mm～16mm的占1～5％，粒径为9.5mm～13.5mm的占10～15％，粒径为5mm～9.5mm的占20～25％，粒径为1mm～5mm的占25～35％，粒径为0.3mm～1mm的占10～15％，粒径为0.1mm～0.3mm的占5～10％，粒径为0.075mm～0.1mm的占1～5％，0～0.075mm的占1～5％。本专利技术所述的利用建筑垃圾的煤矿似膏体充填材料，其中，所述煤矸石为经过二级破碎后粒径小于20mm的原煤矿矸石山废料，粒径为16mm～20mm的占2～5％，粒径为13.5mm～16mm的占3～5％，粒径为9.5mm～13.5mm的占5～10％，粒径为5mm～9.5mm的占18～22％，粒径为1mm～5mm的占30～35％，粒径为0.3mm～1mm的占15～20％，粒径为0.1mm～0.3mm的占10～15％，粒径为0.075mm～0.1mm的占2～5％，0～0.075mm的占4～10％。本专利技术所述的利用建筑垃圾的煤矿似膏体充填材料，其中，所述建筑垃圾的粒径为16mm～20mm的占4.32％，粒径为13.5mm～16mm的占3.66％，粒径为9.5mm～13.5mm的占10.82％，粒径为5mm～9.5mm的占21.51％，粒径为1mm～5mm的占29.05％，粒径为0.3mm～1mm的占14.89％，粒径为0.1mm～0.3mm的占8.76％，粒径为0.075mm～0.1mm的占2.34％，0～0.075mm的占4.65％。本专利技术所述的利用建筑垃圾的煤矿似膏体充填材料，其中，所述粉煤灰为电厂二级或三级粉煤灰。本专利技术所述的利用建筑垃圾的煤矿似膏体充填材料，其中，所述胶结料为32.5或42.5级的普通硅酸盐水泥。本专利技术所述的利用建筑垃圾的煤矿似膏体充填材料，其中，所述速凝剂为硫铝酸盐速凝剂，主要成分为硫酸铝和铝酸钠。本专利技术所述的利用建筑垃圾的煤矿似膏体充填材料，其中，所述减水剂为JS-N1型萘磺酸盐减水剂，所述矿井水为矿井排水。本专利技术所述的利用建筑垃圾的煤矿似膏体充填材料的制备方法，包括以下步骤：(a)原料预处理：先将所述煤矸石和所述建筑垃圾分别经过除铁器一和除铁器二，然后分别通过鄂式破碎机一和鄂式破碎机二对所述煤矸石和所述建筑垃圾进行初次破碎，出料粒径分别控制在60～90mm，用振动筛一和振动筛二分别对初级破碎后的所述煤矸石和所述建筑垃圾进行筛分，粒径大于20～mm的部分煤矸石和建筑垃圾分别通过二级破碎机一和二级破碎机二进行二级破碎，使处理以后的所述建筑垃圾和所述煤矸石的粒径全部小于20mm，二级破碎后的所述煤矸石和所述建筑垃圾分别通过分级振动筛，然后分别按照粒径分级规格，根据设计比例配合使用；(b)物料进料仓储存：将步骤(a)中颗粒级配调配好的所述煤矸石和所述建筑垃圾分别贮存于封闭式的粗骨料仓一和粗骨料仓二；分别将所述粉煤灰和所述胶结料过标准筛，将所述粉煤灰和所述胶结料分别贮存于封闭式的细骨料仓一和细骨料仓二，所述矿井水来自矿井排水系统，贮存在蓄水池内；(c)称量：将步骤(b)中所述煤矸石、粉煤灰、胶结料和建筑垃圾的卸料口同时打开，通过螺旋给料机一、螺旋给料机二、螺旋给料机三和螺旋给料机四分别向称量斗一、称量斗二、称量斗三和称量斗五中加料，所述矿井水则通过水泵从蓄水池向称量斗四内供水计量，分别从所述称量斗一、称量斗二、称量斗三、称量斗四和称量斗五出来的所述煤矸石、粉煤灰、胶结料、矿井水和建筑垃圾直接进入地面搅拌机中均匀混合得到料浆质量浓度为72～74％的似膏体充填材料。本专利技术所述的利用建筑垃圾的煤矿似膏体充填材料的充填方法，包括以下步骤：(一)地面搅拌和泵送：按配比准备原料，将各原料快速投入地面搅拌机内，开启地面搅拌机，调节地面搅拌机的速度和方向，先慢速搅拌5～10s，之后顺时针快速搅拌30～40s，再逆时针快速搅拌30～40s，共搅拌70～90s，搅拌完成后，打开所述地面搅拌机的放料口，所述放料口的安装位置高于地面充填泵的料浆斗的进料口，待所述似膏体充填材料完全进入地面充填泵的料浆斗后，关闭地面搅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用建筑垃圾的煤矿似膏体充填材料，其特征在于：由以下质量的各原料组成：粗骨料：建筑垃圾450～500Kg和煤矸石400～450Kg；细骨料：粉煤灰350～400Kg和胶结料：200～250Kg；外加剂：速凝剂6.0～12.5Kg和减水剂2.0～7.5Kg；矿井水550～630Kg。

【技术特征摘要】
1.一种利用建筑垃圾的煤矿似膏体充填材料的充填方法，其特征在于：所述充填材料由以下质量的各原料组成：粗骨料：建筑垃圾450～500Kg和煤矸石400～450Kg；细骨料：粉煤灰350～400Kg和胶结料：200～250Kg；外加剂：速凝剂6.0～12.5Kg和减水剂2.0～7.5Kg；矿井水550～630Kg；所述建筑垃圾为由于建筑施工、装修和拆除所产生的经过二级破碎后粒径小于20mm废混凝土块、废砂石、废砖瓦、废石材、陶瓷碎片和废瓷砖，粒径为16mm～20mm的占1～5％，粒径为13.5mm～16mm的占1～5％，粒径为9.5mm～13.5mm的占10～15％，粒径为5mm～9.5mm的占20～25％，粒径为1mm～5mm的占25～35％，粒径为0.3mm～1mm的占10～15％，粒径为0.1mm～0.3mm的占5～10％，粒径为0.075mm～0.1mm的占1～5％，0～0.075mm的占1～5％；所述煤矸石为经过二级破碎后粒径小于20mm的原煤矿矸石山废料，粒径为16mm～20mm的占2～5％，粒径为13.5mm～16mm的占3～5％，粒径为9.5mm～13.5mm的占5～10％，粒径为5mm～9.5mm的占18～22％，粒径为1mm～5mm的占30～35％，粒径为0.3mm～1mm的占15～20％，粒径为0.1mm～0.3mm的占10～15％，粒径为0.075mm～0.1mm的占2～5％，0～0.075mm的占4～10％；所述充填材料的充填方法，包括以下步骤：(一)地面搅拌和泵送：按配比准备原料，将各原料快速投入地面搅拌机(1)内，开启地面搅拌机(1)，调节地面搅拌机(1)的速度和方向，先慢速搅拌5～10s，之后顺时针快速搅拌30～40s，再逆时针快速搅拌30～40s，共搅拌70～90s，搅拌完成后，打开地面搅拌机(1)的放料口，所述放料口的安装位置高于地面充填泵(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：史俊伟，孟祥瑞，高召宁，赵光明，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34