一种煤矿用充填料浆的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种煤矿用充填料浆的制备方法。该制备方法包括以下步骤：1)将煤矸石破碎后，分别筛分成为细煤矸石和粗煤矸石；2)将废弃建筑的混凝土柱破碎，分别筛分成为废弃混凝土细骨料和废弃混凝土粗骨料；3)将水泥、粉煤灰、细煤矸石、粗煤矸石、废弃混凝土细骨料、废弃混凝土粗骨料混合后，再加入水混合制成充填料浆。本发明专利技术利用废弃混凝土破碎后的细、粗骨料来替代部分煤矸石进行煤矿的采空区充填，制备得到的充填料浆强度比原有的充填料浆系统高，且本发明专利技术料浆的流动性能完全满足煤矿类矿山充填的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿用充填料浆的制备方法
本专利技术涉及一种煤矿用充填料浆的制备方法。
技术介绍
膏体充填技术是1979年德国在格伦德铅锌矿首先发展起来的，由于膏体充填具有料浆浓度高、充填效率高、成本较低，这项技术试验成功以后在金属矿山得到较快的发展，在包括我国在内的许多国家得到应用。固体废物膏体充填不迁村采煤，就是把煤矿附近的煤矸石、粉煤灰等在地面加工制作成不需要脱水处理的牙膏状浆体，采用充填泵或重力加压，通过管道输送到井下，适时充填采空区或离层区，形成以膏体充填体为主的上覆岩层支撑体系，有效控制地表沉陷在建筑物允许值范围内，实现村庄不搬迁，安全开采建筑物下压煤，保护矿区生态环境和地下水资源。但矸石、粉煤灰等固体废弃物在再生利用上已取得了新进展，导致充填开采原材料在数量上难以满足需求，制约了充填开采技术的全面实施。所以，亟需寻找新的替代原料。另一方面，随着我国经济建设的快速发展，每年会产生数亿吨的建筑垃圾，其中废弃混凝土约占41％，大多堆放于城市周边，既占用土地资源又污染周围环境。因此，若能将废弃混凝土用于制备充填材料，既可解决充填原材料不足的问题，又可减少废弃混凝土对环境的污染。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种煤矿用充填料浆的制备方法。本专利技术所采取的技术方案是：一种煤矿用充填料浆的制备方法，包括以下步骤：1)将煤矸石破碎后，分别筛分成为粒径<5mm的细煤矸石和粒径为5mm～15mm的粗煤矸石；2)将废弃建筑的混凝土柱破碎，分别筛分成为粒径<5mm的废弃混凝土细骨料和粒径为5mm～15mm的废弃混凝土粗骨料；3)将80～120份的水泥、180～220份的粉煤灰、70～110份的细煤矸石、150～190份的粗煤矸石、40～80份的废弃混凝土细骨料、160～200份的废弃混凝土粗骨料混合后，再加入180～220份的水混合制成充填料浆。步骤2)中，废弃建筑的混凝土其强度为C40。步骤3)中，水泥为32.5、32.5R、42.5、42.5R型水泥的至少一种。步骤3)中，粉煤灰为Ι级或Ⅱ级F类粉煤灰中的至少一种。本专利技术的有益效果是：本专利技术利用废弃混凝土破碎后的细、粗骨料来替代部分煤矸石进行煤矿的采空区充填，制备得到的充填料浆强度比原有的充填料浆系统高，且本专利技术料浆的流动性能完全满足煤矿类矿山充填的要求。具体实施方式一种煤矿用充填料浆的制备方法，包括以下步骤：1)将煤矸石破碎后，分别筛分成为粒径<5mm的细煤矸石和粒径为5mm～15mm的粗煤矸石；2)将废弃建筑的混凝土柱破碎，分别筛分成为粒径<5mm的废弃混凝土细骨料和粒径为5mm～15mm的废弃混凝土粗骨料；3)将80～120份的水泥、180～220份的粉煤灰、70～110份的细煤矸石、150～190份的粗煤矸石、40～80份的废弃混凝土细骨料、160～200份的废弃混凝土粗骨料混合后，再加入180～220份的水混合制成充填料浆。优选的，步骤2)中，废弃建筑的混凝土其强度为C40。优选的，步骤3)为将90～110份的水泥、190～210份的粉煤灰、80～100份的细煤矸石、160～180份的粗煤矸石、50～70份的废弃混凝土细骨料、170～190份的废弃混凝土粗骨料混合后，再加入190～210份的水混合制成充填料浆。优选的，步骤3)中，水泥为32.5、32.5R、42.5、42.5R型水泥的至少一种；进一步优选的，水泥为42.5型水泥。该水泥为普通硅酸盐水泥。优选的，步骤3)中，粉煤灰为Ι级或Ⅱ级F类粉煤灰中的至少一种；进一步优选的，粉煤灰为Ⅱ级F类粉煤灰。以下通过具体的实施例对本专利技术的内容作进一步详细的说明。实施例1：实施例1的充填料浆的制备方法如下：1)将煤矸石破碎后，分别筛分成为粒径<5mm的细煤矸石和粒径为5mm～15mm的粗煤矸石；该煤矸石中各化学组分的质量百分比为：SiO2为40～50％；Al2O3为30～45％；Fe2O3为5～10％；CaO为0.1～3％；MgO为0.1～3％；TiO2为0.1～3％；K2O和Na2O为1～5％；2)将强度为C40的废弃建筑混凝土柱破碎，分别筛分成为粒径<5mm的废弃混凝土细骨料和粒径为5mm～15mm的废弃混凝土粗骨料；3)按表1所示的组成称取原料，先将水泥、粉煤灰、细煤矸石、粗煤矸石、废弃混凝土细骨料、废弃混凝土粗骨料混合后，再加入水混合制成充填料浆。表1实施例1的充填料浆原料质量份42.5型水泥100Ⅱ级F类粉煤灰200细煤矸石80粗煤矸石180废弃混凝土细骨料70废弃混凝土粗骨料170水200实施例2：实施例2的制备方法与实施例1的相同，充填料浆各组份及比例如表2所示。表2实施例2的充填料浆原料质量份42.5型水泥100Ⅱ级F类粉煤灰200细煤矸石85粗煤矸石160废弃混凝土细骨料65废弃混凝土粗骨料190水200实施例3：实施例3的制备方法与实施例1的相同，充填料浆各组份及比例如表3所示。表3实施例3的充填料浆实施例4：实施例4的制备方法与实施例1的相同，充填料浆各组份及比例如表4所示。表4实施例4的充填料浆原料质量份42.5型水泥100Ⅱ级F类粉煤灰200细煤矸石95粗煤矸石180废弃混凝土细骨料55废弃混凝土粗骨料170水200实施例5：实施例5的制备方法与实施例1的相同，充填料浆各组份及比例如表5所示。表5实施例5的充填料浆原料质量份42.5型水泥100Ⅱ级F类粉煤灰200细煤矸石100粗煤矸石165废弃混凝土细骨料50废弃混凝土粗骨料185水200对比例：现有充填料浆(对比例)的制备方法如下：1)将煤矸石破碎后，分别筛分成为粒径<5mm的细煤矸石和粒径为5mm～15mm的粗煤矸石；该煤矸石的组成与实施例1～5的相同。2)按表6所示的组成称取原料，先将水泥、粉煤灰、细煤矸石、粗煤矸石混合后，再加入水混合制成充填料浆。表6对比例的充填料浆原料质量份42.5型水泥100Ⅱ级F类粉煤灰200细煤矸石150粗煤矸石350水200实验方案为：1、按实施例1～5与对比例按上述的制备方法制成砂浆，料浆中无块状固体。2、将锅壁四周浆体刮入锅内后，再搅拌1分钟，料浆中无固体及块状物；如有固体物凝结现象则继续搅拌，直至料浆各组分充分混合。3、按《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB/T50080-2016)的方法测试充填材料的坍落度及扩展度。4、按《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2016)的方法测试100mm*100mm*100mm试件的3天、7天、14天及28天单轴抗压强度。实施例1～5、对比例的强度性能如表7所示，坍落度及扩展度性能如表8所示。表7实施例和对比例的强度性能对比表8实施例和对比例的坍落度及扩展度性能对比坍落度(cm)扩展度(cm)实施例124.242.8实施例224.243.4实施例324.344.5实施例424.345.1实施例524.244.7对比例24.137.0从表7和表8的测试结果可以看出，本专利技术制得的充填浆料，充填体坍落度基本保持不变，扩展度明显提高，说明本专利技术料浆的流动性比原料浆更好，更有利于进行矿山采空区的充填。本专利技术料浆的强度除3天强度略微偏小外，7天、14天和28天强度都有增大。从整体看，充填体的强度没有下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤矿用充填料浆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将煤矸石破碎后，分别筛分成为粒径<5mm的细煤矸石和粒径为5mm～15mm的粗煤矸石；2)将废弃建筑的混凝土柱破碎，分别筛分成为粒径<5mm的废弃混凝土细骨料和粒径为5mm～15mm的废弃混凝土粗骨料；3)将80～120份的水泥、180～220份的粉煤灰、70～110份的细煤矸石、150～190份的粗煤矸石、40～80份的废弃混凝土细骨料、160～200份的废弃混凝土粗骨料混合后，再加入180～220份的水混合制成充填料浆。

【技术特征摘要】
1.一种煤矿用充填料浆的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将煤矸石破碎后，分别筛分成为粒径<5mm的细煤矸石和粒径为5mm～15mm的粗煤矸石；2)将废弃建筑的混凝土柱破碎，分别筛分成为粒径<5mm的废弃混凝土细骨料和粒径为5mm～15mm的废弃混凝土粗骨料；3)将80～120份的水泥、180～220份的粉煤灰、70～110份的细煤矸石、150～190份的粗煤矸石、40～80份的废弃混凝土细骨料、160～200份的废...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈锡麟，陈忠平，李鹏，潘敏尧，何威，冯波宇，伍航宇，黄小波，黄威龙，张善硕，赵泽民，
申请(专利权)人：固岩科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44