【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种矿山固废基浆料吸附co2喷浆加固巷道方法，属于co2处置利用。
技术介绍
1、co2减排是全球问题，燃煤产生的co2排放量较大，约占50-60％左右，虽然目前还未对燃煤co2的排放限值有严格的规定，但co2减排势在必行。目前，处于研究中的co2减排方法主要有直接湿法、直接干法和间接湿法，间接湿法一般都动酸动碱，二次污染物严重且能耗很高，直接湿法和直接干法能耗也高。对于co2排放大户-燃煤电厂来说，采用这些方法脱除co2的成本太高，在国家对co2排放还未限定的情况下，这些方法不可能被应用。开发一种低成本、无二次污染的co2减排方法具有十分重要的工程应用价值。
2、矿井巷道开挖后，围岩经常出现许多裂隙和凹穴，喷浆后，能将张开的裂隙、节理和层缝充填一部分，起到粘结作用，使岩块咬合在一起，成为整体，阻止了岩块的松动和位移，同时喷浆可以填补凹穴，避免了应力集中，加固了围岩，提高围岩的抗渗性能和自身稳定，发挥围岩的承载能力。煤炭生产时会产生煤矸石，煤炭燃烧时会产生粉煤灰和脱硫石膏，利用这些矿山固废制作喷浆材料，由于喷浆材料中含有的cao，可以与co2反应生成碳酸钙，在吸附co2的同时可以起到加固巷道的作用，为处理co2提供了一定的条件。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足之处，提供一种矿山固废基浆料吸附co2喷浆加固巷道方法，解决目前矿井co2难处理问题并加固井下巷道，其系统简单，容易操作，提高喷浆材料强度的同时还减少了水泥的使用量。
2、为实现上述
3、本专利技术的第一个目的时，提供一种矿山固废基浆料吸附co2喷浆加固巷道方法，包括以下步骤：
4、s1、将矸石破碎后与水泥、粉煤灰按配比混合，加水搅拌并通入co2，吸附co2后制得喷浆浆料；
5、s2、所述喷浆浆料经管路输送到喷浆机并喷射到巷道表面，形成固化层加固巷道。
6、可选的，在本专利技术的一种实施方式中，步骤s1中，所述喷浆浆料中，吸附co2的浆料的组分按重量比包括：煤矸石50～70％、粉煤灰10～40％、水泥0～30％、速凝剂0.5～1.5％，水灰比为0.6～0.8。优选的，所述喷浆浆料中，吸附co2的浆料的组分按重量比包括：煤矸石60～65％、粉煤灰15～30％、水泥15～25％、速凝剂0.5～1％，水灰比为0.6～0.8。
7、可选的，在本专利技术的一种实施方式中，所述速凝剂选择液体无碱速凝剂。
8、可选的，在本专利技术的一种实施方式中，步骤s1中，所述喷浆浆料中，co2注入量不低于0.3l/m3，和/或水泥含量不低于15wt％。
9、进一步可选的，在本专利技术的一种实施方式中，所述喷浆浆料中，所述水泥含量及注入co2注入量满足：
10、co2注入量等于0.3l/m3，水泥含量不低于30wt％；或
11、co2注入量为0.3～0.4l/m3，水泥含量不低于25wt％；或
12、co2注入量大于等于0.4l/m3，水泥含量不低于15wt％。
13、可选的，在本专利技术的一种实施方式中，步骤s1中，所述co2注入时间为20～60min，优选的，co2注入时间为40～60min。
14、可选的，在本专利技术的一种实施方式中，步骤s2中，所述喷浆浆料形成的固化层的厚度不超过200mm。优选的，所述喷浆浆料形成的固化层的厚度为50～150mm。
15、可选的，在本专利技术的一种实施方式中，所述固化层的3d抗压强度为4-5mpa，7d抗压强度为9-13mpa，28d抗压强度为18-22mpa。
16、可选的，在本专利技术的一种实施方式中，所述喷浆浆料中各组分的配比浓度由以下方法获得：
17、①综合考虑矿井水侵蚀巷道和/或复杂采动应力因素影响，确定巷道喷浆材料的强度需求；
18、②通过矿山固废基喷浆材料配比试验确定喷浆材料配比、浓度，以及co2注入量和注入时间。
19、可选的，在本专利技术的一种实施方式中，本专利技术的具体步骤如下：
20、s1、确定巷道加固喷浆材料强度需求：结合矿井实际情况，综合考虑矿井水侵蚀巷道、复杂采动应力等因素影响，确定巷道喷浆材料强度需求；
21、s2、矿山固废基喷浆材料配比试验：首先，设计不同喷浆材料配比、不同浓度、不同co2注入量、不同co2注入时间的试验方案，制作标准试件并养护；然后进行抗压强度测试试验,并记录试验数据；最后分析试验结果，确定满足不同强度要求的喷浆材料配比、浓度、单位体积料浆的最佳co2注入量和注入时间等；
22、s3、制备矿山固废基吸附co2喷浆材料：地面建设浆料制备输送系统，将矿井掘进矸石和洗选矸石经破碎研磨至所需粒径，与水泥、粉煤灰等按照一定配比加水搅拌，并在搅拌过程中通入co2，使co2与浆料中氧化钙充分反应，最终得到所需喷浆浆料；
23、s4、喷浆加固巷道效果监测与评价：喷浆浆料经管路输送到喷浆机进行喷浆加固巷道。通过喷浆监测来评价喷浆加固巷道效果，其中，喷浆监测：监测浆体浓度是否符合预期要求，检测固化层强度是否达到需求，以及制浆设备运行状态是否良好，以此来调整喷浆浆料配比。
24、本专利技术的一种矿山固废基浆料吸附co2喷浆加固巷道方法中矿山固废基喷浆材料吸附co2以提高材料强度，其原理为：矿山固废基喷浆材料含有的氧化钙可以与co2反应生成碳酸钙，碳酸钙能作为填充剂和强化剂以提高矿山固废基喷浆材料的强度，通过这个原理来调整试验配比能达到更好的强化效果，化学反应式为：
25、cao+co2＝caco3。
26、本专利技术的第二个目的是，提供一种矿山固废基喷浆材料吸附co2喷浆加固巷道系统，包括地面浆料制备系统、巷道喷浆系统，其中，
27、所述地面浆料制备系统包含：矸石破碎系统、浆料搅拌系统、浆料输送系统，所述矸石破碎系统包括相连的破碎机、成品矸石仓，所述浆料搅拌系统包括搅拌机及与其相连的水泥仓、粉煤灰仓、蓄水池、储气罐，所述搅拌机还与所述成品矸石仓连接，所述浆料输送系统包括浆料输送管道；
28、所述巷道喷浆系统包括设置于待加固巷道中的喷浆机，所述搅拌机通过所述浆料输送管道与所述喷浆机连接。
29、有益效果：
30、(1)本方法的浆料在制备过程中通入co2废气，通过浆料所含氧化钙反应将co2吸附，喷浆后在巷道表面形成一层固化层，起到加固巷道的作用；
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1.一种矿山固废基浆料吸附CO2喷浆加固巷道方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述喷浆浆料中，吸附CO2的浆料的组分按重量比包括：煤矸石50～70％、粉煤灰10～40％、水泥0～30％、速凝剂0.5～1.5％，水灰比为0.6～0.8。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述速凝剂选择液体无碱速凝剂。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述喷浆浆料中，CO2注入量不低于0.3L/m3，和/或水泥含量不低于15wt％。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述喷浆浆料中，所述水泥含量及注入CO2注入量满足：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述CO2注入时间为20～60min，优选的，CO2注入时间为40～60min。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述喷浆浆料形成的固化层的厚度不超过200mm，优选的厚度为50～150mm；
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
9.根据权利要求1-8任一所述的一种矿山固废基浆料吸附CO2喷浆加固巷道方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.一种矿山固废基喷浆材料吸附CO2喷浆加固巷道系统，其特征是，包括地面浆料制备系统、巷道喷浆系统，其中，
...【技术特征摘要】
1.一种矿山固废基浆料吸附co2喷浆加固巷道方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述喷浆浆料中，吸附co2的浆料的组分按重量比包括：煤矸石50～70％、粉煤灰10～40％、水泥0～30％、速凝剂0.5～1.5％，水灰比为0.6～0.8。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述速凝剂选择液体无碱速凝剂。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述喷浆浆料中，co2注入量不低于0.3l/m3，和/或水泥含量不低于15wt％。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述喷浆浆料中，所述水泥含量及注入co2注入量满...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫浩，张吉雄，周楠，李猛，毛伟航，解春晖，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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