煤矸石固废基膏体充填管路免冲洗材料及充填工艺的制作方法

本发明涉及矿山充填材料，具体涉及一种煤矸石固废基膏体充填管路免冲洗材料及充填工艺。

背景技术：

1、在煤炭产业中，产煤和洗煤过程中会排放大量的煤矸石，并通常作为固体废物处理。然而我国已进入矿产资源消耗的高峰期，而煤炭采矿业面临深部岩爆、冲击地压等地质灾害问题，地表下沉、塌陷等生态环境问题，生产能力、生产成本等技术经济问题。由于大量工业废水、废料、废气的排放造成了自然生态环境的恶化，因煤炭开采造成的环境问题和生态问题日益突出。

2、充填采矿法能够提高煤炭回采率，充分利用资源，有效控制地压和减少地表沉降。充填材料制备是充填采矿的关键环节，采空区充填以充填采空区剩余空洞及采动裂隙为主，充填材料往往消耗巨大。

3、传统充填工艺流程中，需要依次进行鼓风、打水进行管路疏通与清洗，后续进行充填灰浆与矸石浆体等充填工序，材料充填结束后还需进行打水再次清洗管路，充填工序较为复杂，充填效率低下。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中所存在的上述问题提供了一种煤矸石固废基膏体充填管路免冲洗材料及充填工艺。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一方面，本发明提供了一种煤矸石固废基膏体充填管路免冲洗材料，其特征在于，包括配合使用的a浆液和b浆液，其中，

4、a浆液包括如下组分及其质量份数：煤矸石粉98-99份、缓凝剂0.5-2份、羟丙基甲基纤维素醚0.03-0.05份；

5、b浆液包括如下组分及其质量份数：水泥熟料10-25份、粉煤灰20-30份、煤矸石30-45份、混凝土乳胶粉0.3-1份、速凝剂1.5-2.5份。

6、其中，a浆液的制备如下：按照比例将a浆液中各组分与水混合均匀。

7、b浆液的制备如下：将水泥熟料、粉煤灰、煤矸石、混凝土乳胶粉、速凝剂混匀即得。

8、进一步的，所述缓凝剂包括石蜜、减水剂。

9、更进一步的，所述石蜜与减水剂的重量比范围为9：1～8：2。

10、更进一步的，所述石蜜具有醛基和羟基。

11、更进一步的，所述减水剂为聚羧酸类减水剂。

12、进一步的，所述速凝剂的制备方法为：由铝氧熟料、纯碱、增稠剂等多种组份经物理混合改性配制而成。

13、另一方面，本发明提供了一种充填工艺，其特征在于，首先向充填管路中充填上述a浆液，保持其在管路中的流动性，然后向充填管路末端充填上述b浆液，使a浆液与b浆液在充填管路出料口处利用混合搅拌装置均匀混合，混合后浆液产生整体强度。

14、其中，a浆液可在充填管路24h-48h内保持良好的流动性能，与b浆液融合后材料可在短时间内凝结从而产生强度。

15、本发明的有益效果是：

16、1.本发明利用煤矸石等固废资源来作为膏体充填免冲洗材料，不仅可以降低工程成本、有效提高充填材料的性能，简化充填工艺流程，而且可以增加固体废弃物的综合利用率，对矿山充填开采行业发展具有重要意义；

17、2.本发明通过相互独立的a浆液和b浆液，二者配合使用，可将a浆体充填在管路当中，短期内具有良好的流动性能，在材料充填时需首先充填定量b浆体，后续可直接充填矸石浆体，节省了鼓风、打水以及灰浆等工艺流程。当a浆体与b浆体混合后，混合材料可以产生整体强度，满足工程项目对安全性能的要求。

18、3.a浆体在充填管道24h-48h内仍保证良好的流动性能，当加入b浆体后混合材料可在短时间内凝结并产生强度，其中凝结时间控制在5h左右，材料3天抗压强度在1.6mpa左右。管路免冲洗材料制备工艺简单、生产成本低，故本发明专利具有广泛的市场推广前景，同时对废弃资再利用、保护环境具有重要意义。

技术特征：

1.煤矸石固废基膏体充填管路免冲洗材料，其特征在于，包括配合使用的a浆液和b浆液，其中，

2.根据权利要求1所述的煤矸石固废基膏体充填管路免冲洗材料，其特征在于，所述缓凝剂包括石蜜、减水剂。

3.根据权利要求2所述的煤矸石固废基膏体充填管路免冲洗材料，其特征在于，石蜜与减水剂的重量比范围为9：1～8：2。

4.根据权利要求2所述的煤矸石固废基膏体充填管路免冲洗材料，其特征在于，所述石蜜具有醛基和羟基。

5.根据权利要求2所述的煤矸石固废基膏体充填管路免冲洗材料，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸类减水剂。

6.根据权利要求2所述的煤矸石固废基膏体充填管路免冲洗材料，其特征在于，所述速凝剂的制备方法为：由铝氧熟料、纯碱、增稠剂等多种组份经物理混合改性配制而成。

7.一种充填工艺，其特征在于，首先向充填管路中充填权利要求1-6任一项所述的a浆液，保持其在管路中的流动性，然后向充填管路末端充填权利要求1-6任一项所述的b浆液，使a浆液与b浆液在充填管路出料口处利用混合搅拌装置均匀混合，混合后浆液产生整体强度。

技术总结
本发明涉及一种煤矸石固废基膏体充填管路免冲洗材料及充填工艺，属于矿山充填材料领域，其特征在于，包括配合使用的A浆液和B浆液，其中，A浆液包括：煤矸石粉98‑99份、缓凝剂0.5‑2份、羟丙基甲基纤维素醚0.03‑0.05份；B浆液包括：水泥熟料10‑25份、粉煤灰20‑30份、煤矸石30‑45份、混凝土乳胶粉0.3‑1份、速凝剂1.5‑2.5份；充填时首先向充填管路中充填A浆液，保持其在管路中的流动性，然后向充填管路末端充填权利要求1‑6任一项所述的B浆液，使A浆液与B浆液在充填管路出料口处利用混合搅拌装置均匀混合，混合后浆液产生整体强度，采用本发明的充填材料能够大大简化充填工序。

技术研发人员：孙刚,魏光宾,施现院,李秀山,轩召军,张振
受保护的技术使用者：山东康格能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12