全部放入工业炉中，升温到750°C进行煅烧，并 在750 °C的恒温下煅烧2个小时。
[0021] (4)将步骤（3)中的煅烧煤矸石取出急冷备用。
[0022] (5)向步骤（4)中的煤矸石粉中加入 1. 62kg的A12(S04)3、0. 54kg的Na0H、0. 84kg 的CaS04 ? 2H20粉末状的分析纯化学试剂，并预混30s，使各组分之间混合均匀。
[0023] (6)准确称量9kg的42. 5#普通硅酸盐水泥与步骤（5)中的煤矸石试样混合搅拌 120s使之充分混合。
[0024] (7)取步骤（1)中0~5mm的细粒径煤矸石70kg与步骤（6)中的胶凝材料预混 30s，然后准确称21kg的自来水加入到混合材料中再搅拌120s。即得到所述的矿山胶结充 填材料。进行塌落度、扩展度、抗压强度的测试。
[0025] 表 1
实施例2: (1) 首先将大块煤矸石用颚式破碎机破碎并进行筛分，将煤矸石粒径控制在〇~5_的 范围内。
[0026] 所述煤矸石的有效化学成分为：Si02:50 . 33%、Al203:23. 46% (2) 准确称量15kg的0~5mm的煤矸石并在球磨机中粉磨60min，再用200目、300目 标准筛进行筛分得到粒径小于300目的煤矸石粉备用。
[0027] (3)将步骤（2)中的15kg煤矸石粉全部放入工业炉中，升温到700°C进行煅烧，并 在700 °C的恒温下煅烧2. 5个小时。
[0028] (4)将步骤（3)中的煅烧煤矸石取出急冷备用。
[0029] (5)向步骤（4)中的煤矸石粉中加入 1. 20kg的A12(S04)3、0. 60kg的Na0H、0. 45kg 的CaS04 ? 2H20粉末状的分析纯化学试剂，并预混30s，使各组分之间混合均匀。
[0030] (6)准确称量10kg的42. 5#普通硅酸盐水泥与步骤（5)中的煤矸石试样混合搅拌 120s使之充分混合。
[0031] (7)取步骤（1)中0~5mm的细粒径煤矸石75kg与步骤（6)中的胶凝材料预混 30s，然后准确称量17. 5kg的自来水加入到混合材料中再搅拌120s。即得到所述的矿山胶 结充填材料。进行塌落度、扩展度、抗压强度的测试。
[0032] 表 2
为了保证充填材料良好的管道输送性能和充填体较好的力学强度，要求充填材料塌落 度应不小于180_，强度为0~8MPa。由表1、表2可知由本发明配制出的矿山胶结充填材 料塌落度均大于180mm，很好的达到了矿山充填管道输送对材料性能的要求，7天抗压强度 已超过8MPa，很好的达到了矿山充填对充填体强度的要求。综上，由本发明配置的矿山胶结 充填材料具有良好的输送性能和力学性能，可以推广应用到不同煤矿中，控制顶板下沉、降 低地表沉陷、解放"三下"压煤促进煤炭的绿色持续发展。
【主权项】
1. 一种煤矸石基矿山胶结充填材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤： (1) 首先将大块煤矸石进行破碎，使破碎后的颗粒粒径分布在O~5mm的范围，备用； (2) 将步骤（1)中破碎后的煤矸石在球磨机上粉磨45min-60min，并用200目、300目标 准筛进行筛分，得到粒径小于300目的煤矸石粉末； (3) 将步骤（2)中得到的煤矸石粉置于工业炉中，升温到煅烧温度700~750°C，煅烧完 成后进行保温，保温时间为2~2. 5小时； (4) 将步骤（3)中的煅烧煤矸石粉取出急冷； (5) 向步骤（4)中已冷却到室温的煤矸石粉末中加入化学激发剂并预混30s ; 所述的化学激发剂为Al2 (SO4) 3、NaOH、CaSO4 ? 2H20 ; (6) 将水泥与步骤（5)中的煤矸石粉末混合并搅拌120s，充分混合后即得到所述的矿 山胶结充填的胶凝材料，其中煤矸石粉末与水泥的质量配比为： 煤矸石粉末：50%-70% ; 水泥：30%-50% ; (7 )取步骤（1)中的细粒径煤矸石与步骤（6 )中的胶凝材料预混30s后，加入水搅拌均 匀制成矿山胶结充填材料；其中细粒径煤矸石与胶凝材料的质量配比为： 细粒径煤矸石：70%-80% ; 胶凝材料：20%-30% ; 水与胶凝材料的质量配比为：〇. 4-0. 8:1。2. 根据权利要求1所述的煤矸石基矿山胶结充填材料的制备方法，其特征在于：所述 煤矸石的化学成分为：Si02:35%-57%、Al 203:16%-25% ;其中Si02、Al2O3为潜在胶凝活性物 质，且不含放射性元素。3. 根据权利要求1所述的煤矸石基矿山胶结充填材料的制备方法，其特征在于：所述 的急冷是将煅烧煤矸石粉直接从工业炉中取出放在空气中冷却到室温。4. 根据权利要求1所述的煤矸石基矿山胶结充填材料的制备方法，其特征在于：所述 化学激发剂与煤矸石的质量配比分别为： NaOH ：1~5 ： 100； Al2(SO4)3:5~10 : 100; CaSO4 ? 2H20 ：1~5 ： 100 〇5. 根据权利要求1所述的煤矸石基矿山胶结充填材料的制备方法，其特征在于：所述 步骤（6)中的水泥为42. 5#普通娃酸盐水泥。
【专利摘要】本发明公开了一种煤矸石基矿山胶结充填材料的制备方法，属矿山充填材料领域。本发明经过复合激发方式将煤矸石潜在胶凝活性激发出来，部分取代水泥充当矿山胶结充填的胶凝材料，然后与细粒径煤矸石混合配制成矿山胶结充填材料。利用本发明配方制备的煤矸石基胶结充填材料工艺简单，实现了煤矸石粉与水泥的大比例掺量而且充填材料具有较好的力学性能、稳定的输送性能、不离析、不泌水，拓宽了煤矸石在矿山充填中的应用，降低了矿山充填成本，改善材料输送性能，同时达到有效利用煤矸石的目的，促进了矿山充填的向前发展。
【IPC分类】C04B22/14, C04B28/04, C04B18/12
【公开号】CN105152601
【申请号】CN201510626048
【发明人】郭育霞, 冯国瑞, 刘国艳, 戚庭野, 杜献杰, 宋凯歌, 张聪俐
【申请人】太原理工大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月28日