一种炉渣基全固废矿山充填料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种炉渣基全固废矿山充填料及其制备方法，属于煤矿充填技术领域。所述炉渣基全固废矿山充填料的原料按重量份计，包括：炉渣200～220份、电石渣54～82份、脱硫石膏43～65份、粉煤灰330～360份、煤矸石800～850份、外加剂1～2份和水280～300份，所述炉渣为循环流化床锅炉炉渣。本发明专利技术提供的新型炉渣基全固废矿山充填料，采用全固废原料，能够降低煤矿开采的充填成本，提升煤矿开采的工作效率，有助于促进煤矿企业的健康、可持续发展。可持续发展。

【技术实现步骤摘要】
一种炉渣基全固废矿山充填料及其制备方法


[0001]本专利技术属于煤矿充填
，具体涉及一种炉渣基全固废矿山充填料及其制备方法。

技术介绍

[0002]在能源紧张态势下，煤矿企业更注重煤炭开采效率的提升，而忽视了煤炭开采所伴随的严峻环境问题。为了实现绿色、无废开采，应当加大充填采矿技术应用，实现固体废弃资源的有效利用，避免因采矿造成的地表变形、坍塌等现象，确保煤矿开采的可持续性。
[0003]充填采矿是指在开采矿产的过程当中，采用物料回填的方式对采空区进行填充，提升周围矿石的稳定性，从而最大限度地保障岩石层的稳固性，防止在矿产资源开采之后周围岩层失稳造成垮塌。充填采矿技术还被利用在开采废料的处理问题上，将采矿过程中产生的固体废弃物进行无害化处理，从而达到保护生态环境的目的。随着社会对矿产资源的需要量增长，矿业开采技术也应当与时俱进，体现环保的目的和要求，响应环境保护的时代号召，这也是当前矿产开采工作的重要环节。因此，充填采矿技术在矿业领域得到了充分应用和推广，成为当前矿业开采的重点开发技术之一，它具有灵活性强、资源利用率高、清洁无污染等多重亮点。加强对充填采矿技术的运用和研发，以促进采矿行业的持续发展，是本领域目前的研究方向。
[0004]煤矿开采中充填采矿技术难以全面应用的主要原因是存在以下两大问题：一是充填采矿技术的成本难以得到有效控制，采用的充填物质的成本有的已经超过了煤炭本身的价值；二是充填采矿技术的效率受到充填效率的限制，难以有效提高，这十分不利于煤炭的高效生产。

技术实现思路
<br/>[0005]为解决上述问题，本专利技术提供了一种炉渣基全固废矿山充填料及其制备方法。通过加入强碱性固废电石渣，有效激发胶凝材料中的活性铝硅组分，使复配得到的炉渣基全固废矿山充填料凝结时间加快、早期强度高，能够在7天达到3.0MPa以上，能够大大提升煤矿采空区填充效率，同时，所用材料为全固废，有利于降低煤矿采空区的填充成本。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0007]本专利技术技术方案之一：提供一种炉渣基全固废矿山充填料，原料按重量份计，包括：炉渣200～220份、电石渣54～82份、脱硫石膏43～65份、粉煤灰330～360份、煤矸石800～850份、外加剂1～2份和水280～300份；
[0008]所述炉渣为循环流化床锅炉炉渣，比表面积为400～500kg/m2，炉渣干基中CaO含量≥35％，MgO含量≥5％；
[0009]所述电石渣干基中Ca(OH)2含量≥90％。
[0010]优选地，所述粉煤灰为未分级的粉煤灰原灰。
[0011]优选地，所述脱硫石膏为未处理的原状脱硫石膏，含水率为13wt.％～18wt.％。
[0012]优选地，所述电石渣为未处理地原状电石渣，含水率为30wt.％～38wt.％。
[0013]优选地，所述煤矸石为的粒径≤25mm，其中粒径＜5mm与粒径为5～25mm的煤矸石的重量比为2:3。
[0014]优选地，所述外加剂为减水剂。
[0015]本专利技术技术方案之二：提供一种上述炉渣基全固废矿山充填料的制备方法，包括以下步骤：将炉渣、电石渣、脱硫石膏、粉煤灰、煤矸石和外加剂混合，搅拌均匀，加入水，搅拌后得到炉渣基全固废矿山充填料。
[0016]本专利技术的有益技术效果如下：
[0017]本专利技术通过加入强碱性固废电石渣作为碱性激发剂，加入脱硫石膏作为硫酸盐激发剂，能够有效激发胶凝材料中的铝硅组分参与到水化反应中，使复配得到的炉渣基全固废矿山充填料的抗压强度能够在7天达到3.0MPa以上，能够大大提升煤矿采空区填充效率。
[0018]本专利技术提供的新型炉渣基全固废矿山充填料，采用全固废原料，能够降低煤矿开采的充填成本，提升煤矿开采的工作效率，有助于促进煤矿企业的健康、可持续发展。
具体实施方式
[0019]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。
[0020]另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值，以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
[0021]除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本专利技术仅描述了优选的方法和材料，但是在本专利技术的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。
[0022]关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
[0023]本专利技术提供了一种炉渣基全固废矿山充填料，其原料按重量份计，包括：炉渣200～220份、电石渣54～82份、脱硫石膏43～65份、粉煤灰330～360份、煤矸石800～850份、外加剂1～2份和水280～300份；
[0024]所述炉渣比表面积为400～500kg/m2，炉渣干基中CaO含量≥35％，MgO含量≥5％；
[0025]所述电石渣干基中Ca(OH)2含量≥90％。
[0026]进一步地，所述粉煤灰为未分级的粉煤灰原灰。
[0027]本专利技术所用粉煤灰为未分级的燃煤电厂排放的粉煤灰原灰，减少了分级工艺，节省了材料成本。
[0028]进一步地，所述脱硫石膏为未处理的原状脱硫石膏，含水率为13wt.％～18wt.％。
[0029]本专利技术所用脱硫石膏为原状电厂烟气脱硫石膏，同样无需处理，大大节约了成本。
[0030]进一步地，所述电石渣为未处理的原状电石渣，含水率为30wt.％～38wt.％。
[0031]本专利技术所用电石渣为未处理的原状电石渣，同样无需处理，大大节约了成本。
[0032]进一步地，所述煤矸石为的粒径≤25mm，其中粒径＜5mm与粒径为5～25mm的煤矸石的重量比为2:3。
[0033]本专利技术所用煤矸石为采煤和洗煤过程的固体废物，使用其为原料填充煤矿采空区，可就地取材，能够解决煤矸石的堆放问题。
[0034]进一步地，所述外加剂为减水剂。
[0035]本专利技术还提供了一种上述炉渣基全固废矿山充填料的制备方法，包括以下步骤：将炉渣、电石渣、脱硫石膏、粉煤灰、煤矸石和外加剂混合，搅拌均匀，加入水，搅拌后得到炉渣基全固废矿山充填料。
[0036]具体实施方式如下：
[0037]本专利技术实施例及对比例所用炉渣为循环流化床锅炉炉渣，其比表面积为453kg/m2，炉渣干基的成分见表1。
[0038]表1炉渣干基成分
[0039]成分CaOMgOSiO2Al2O3其他含量(％)42.36.136.611.13.9
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种炉渣基全固废矿山充填料，其特征在于，原料按重量份计，包括：炉渣200～220份、电石渣54～82份、脱硫石膏43～65份、粉煤灰330～360份、煤矸石800～850份、外加剂1～2份和水280～300份；所述炉渣为循环流化床锅炉炉渣，比表面积为400～500kg/m2，炉渣干基中CaO含量≥40％，MgO含量≥5％；所述电石渣干基中Ca(OH)2含量≥90％。2.根据权利要求1所述的炉渣基全固废矿山充填料，其特征在于，所述粉煤灰为未分级的粉煤灰原灰。3.根据权利要求1所述的炉渣基全固废矿山充填料，其特征在于，所述脱硫石膏为未处理的原状脱硫石膏，含水率为13wt.％～...

【专利技术属性】
技术研发人员：张静文，于文静，赵玉慧，李云云，黄晓燕，
申请(专利权)人：北科蕴宏长治低碳新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：