一种利用碱渣制备煤矿残采区充填膏体的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用碱渣制备煤矿残采区充填膏体的方法。该发明专利技术在测试碱渣含水率、颗粒直径、渗透系数和膨胀系数的基础上，通过球磨得到了制备煤矿残采区充填膏体的超细粉体，然后对煤矸石进行了破碎和筛分，得到了制备煤矿残采区充填膏体的粗骨料和细骨料，最后对超细粉体溶液进行了中和，并辅以水、减水剂、早强剂、膨胀剂和缓凝剂，混合均匀，制备得到煤矿残采区的充填膏体。该发明专利技术公开了一种利用碱渣制备煤矿残采区充填膏体的方法，不仅解决了残采区膏体充填材料来源范围小的问题，可以科学地预防和控制残采区动力灾害的发生、保障可持续发展，而且合理高效地利用了广泛堆积的碱渣、减轻了对周围环境的污染危害。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤矿胶结充填材料
，尤其是涉及一种利用碱渣制备煤矿残采区充填膏体的方法，主要适用于残采区煤炭资源的安全开采。
技术介绍
受先期地方小煤窑的私挖滥采等影响，我国地下残采区的赋存面积逐年增加。地下残采区的广泛分布容易引发地表开裂与沉陷、弃采煤炭资源自然发火、有毒气体泄露等灾害，进而严重影响地表建筑物、水体和铁路等的稳定性。同时，地下残采区遗留煤柱群纵横交错，其在长期集中载荷、邻近煤层采动影响、采空区积水、自然发火和地层高温等因素的耦合作用下，会由表及里地发生片帮冒落，进而发生承载面积减小和支撑强度弱化等现象，并引发坍塌破坏。当采场遗留煤柱瞬时失稳产生的冲击波转移扩散到邻近煤柱时，可能引发采场遗留煤柱的链式失稳与破坏，进而引发前述动力灾害，威胁群众的生命财产安全。近年来，地下残采区的治理越来越成为广大技术人员与研究学者关注的焦点。膏体充填技术是科学治理残采区的重要举措，其不仅能充分利用煤矸石、粉煤灰和废弃混凝土等堆积物，而且可以有效地预防和控制残采区动力灾害的发生，并保障可持续发展。然而，由于地下残采区的赋存面积较大，加之煤矸石、粉煤灰和废弃混凝土的来源范围小，其在数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用碱渣制备煤矿残采区充填膏体的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）收集工业废弃碱渣，分拣排除杂质和具备放射性、重金属污染的成分；（2）测试碱渣的含水率、颗粒直径、渗透系数和膨胀系数，选取满足下述要求的碱渣：含水率为30%~60%，颗粒直径≤1mm，渗透系数为0.8×10‑5cm/sec~2.0×10‑5cm/sec，膨胀系数为5.0×10‑6~2.0×10‑5；（3）将步骤（2）选取的碱渣进行球磨，得到制备煤矿残采区充填膏体的超细粉体；（4）利用颚式破碎机对煤矸石进行破碎，使其颗粒直径分布均小于15mm；（5）分别用网眼为5mm和15mm的振动筛将步骤（4）中破碎的煤矸石进行筛分，得到...

【技术特征摘要】
1.一种利用碱渣制备煤矿残采区充填膏体的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）收集工业废弃碱渣，分拣排除杂质和具备放射性、重金属污染的成分；（2）测试碱渣的含水率、颗粒直径、渗透系数和膨胀系数，选取满足下述要求的碱渣：含水率为30%~60%，颗粒直径≤1mm，渗透系数为0.8×10-5cm/sec~2.0×10-5cm/sec，膨胀系数为5.0×10-6~2.0×10-5；（3）将步骤（2）选取的碱渣进行球磨，得到制备煤矿残采区充填膏体的超细粉体；（4）利用颚式破碎机对煤矸石进行破碎，使其颗粒直径分布均小于15mm；（5）分别用网眼为5mm和15mm的振动筛将步骤（4）中破碎的煤矸石进行筛分，得到制备煤矿残采区充填膏体的细骨料和粗骨料；（6）利用步骤（3）制备的超细粉体，配制质量浓度为60%的碱渣水溶液，测试其pH值；（7）向步骤（6）中制备的碱渣溶液中逐渐注入中和液，使其pH=7；（8）向步骤（7）得到的浆液中加入粗骨料、细骨料和调节剂，混合均匀后，得到质量浓度为60%~90%的煤矿残采区充填膏体，充填膏体中各组分的重量配比为：粗骨料：20%~35%；细...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯国瑞，白锦文，戚庭野，郭军，杜献杰，刘国艳，宋凯歌，李振，康立勋，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14