本發(fā)明涉及一種煤礦用充填料漿的制備方法。
背景技術(shù)：
：膏體充填技術(shù)是1979年德國(guó)在格倫德鉛鋅礦首先發(fā)展起來(lái)的，由于膏體充填具有料漿濃度高、充填效率高、成本較低，這項(xiàng)技術(shù)試驗(yàn)成功以后在金屬礦山得到較快的發(fā)展，在包括我國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家得到應(yīng)用。固體廢物膏體充填不遷村采煤，就是把煤礦附近的煤矸石、粉煤灰等在地面加工制作成不需要脫水處理的牙膏狀漿體，采用充填泵或重力加壓，通過(guò)管道輸送到井下，適時(shí)充填采空區(qū)或離層區(qū)，形成以膏體充填體為主的上覆巖層支撐體系，有效控制地表沉陷在建筑物允許值范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)村莊不搬遷，安全開(kāi)采建筑物下壓煤，保護(hù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境和地下水資源。但矸石、粉煤灰等固體廢棄物在再生利用上已取得了新進(jìn)展，導(dǎo)致充填開(kāi)采原材料在數(shù)量上難以滿足需求，制約了充填開(kāi)采技術(shù)的全面實(shí)施。所以，亟需尋找新的替代原料。另一方面，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，每年會(huì)產(chǎn)生數(shù)億噸的建筑垃圾，其中廢棄混凝土約占41％，大多堆放于城市周邊，既占用土地資源又污染周圍環(huán)境。因此，若能將廢棄混凝土用于制備充填材料，既可解決充填原材料不足的問(wèn)題，又可減少?gòu)U棄混凝土對(duì)環(huán)境的污染。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種煤礦用充填料漿的制備方法。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種煤礦用充填料漿的制備方法，包括以下步驟：1)將煤矸石破碎后，分別篩分成為粒徑<5mm的細(xì)煤矸石和粒徑為5mm～15mm的粗煤矸石；2)將廢棄建筑的混凝土柱破碎，分別篩分成為粒徑<5mm的廢棄混凝土細(xì)骨料和粒徑為5mm～15mm的廢棄混凝土粗骨料；3)將80～120份的水泥、180～220份的粉煤灰、70～110份的細(xì)煤矸石、150～190份的粗煤矸石、40～80份的廢棄混凝土細(xì)骨料、160～200份的廢棄混凝土粗骨料混合后，再加入180～220份的水混合制成充填料漿。步驟2)中，廢棄建筑的混凝土其強(qiáng)度為c40。步驟3)中，水泥為32.5、32.5r、42.5、42.5r型水泥的至少一種。步驟3)中，粉煤灰為ι級(jí)或ⅱ級(jí)f類粉煤灰中的至少一種。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用廢棄混凝土破碎后的細(xì)、粗骨料來(lái)替代部分煤矸石進(jìn)行煤礦的采空區(qū)充填，制備得到的充填料漿強(qiáng)度比原有的充填料漿系統(tǒng)高，且本發(fā)明料漿的流動(dòng)性能完全滿足煤礦類礦山充填的要求。具體實(shí)施方式一種煤礦用充填料漿的制備方法，包括以下步驟：1)將煤矸石破碎后，分別篩分成為粒徑<5mm的細(xì)煤矸石和粒徑為5mm～15mm的粗煤矸石；2)將廢棄建筑的混凝土柱破碎，分別篩分成為粒徑<5mm的廢棄混凝土細(xì)骨料和粒徑為5mm～15mm的廢棄混凝土粗骨料；3)將80～120份的水泥、180～220份的粉煤灰、70～110份的細(xì)煤矸石、150～190份的粗煤矸石、40～80份的廢棄混凝土細(xì)骨料、160～200份的廢棄混凝土粗骨料混合后，再加入180～220份的水混合制成充填料漿。優(yōu)選的，步驟2)中，廢棄建筑的混凝土其強(qiáng)度為c40。優(yōu)選的，步驟3)為將90～110份的水泥、190～210份的粉煤灰、80～100份的細(xì)煤矸石、160～180份的粗煤矸石、50～70份的廢棄混凝土細(xì)骨料、170～190份的廢棄混凝土粗骨料混合后，再加入190～210份的水混合制成充填料漿。優(yōu)選的，步驟3)中，水泥為32.5、32.5r、42.5、42.5r型水泥的至少一種；進(jìn)一步優(yōu)選的，水泥為42.5型水泥。該水泥為普通硅酸鹽水泥。優(yōu)選的，步驟3)中，粉煤灰為ι級(jí)或ⅱ級(jí)f類粉煤灰中的至少一種；進(jìn)一步優(yōu)選的，粉煤灰為ⅱ級(jí)f類粉煤灰。以下通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。實(shí)施例1：實(shí)施例1的充填料漿的制備方法如下：1)將煤矸石破碎后，分別篩分成為粒徑<5mm的細(xì)煤矸石和粒徑為5mm～15mm的粗煤矸石；該煤矸石中各化學(xué)組分的質(zhì)量百分比為：sio2為40～50％；al2o3為30～45％；fe2o3為5～10％；cao為0.1～3％；mgo為0.1～3％；tio2為0.1～3％；k2o和na2o為1～5％；2)將強(qiáng)度為c40的廢棄建筑混凝土柱破碎，分別篩分成為粒徑<5mm的廢棄混凝土細(xì)骨料和粒徑為5mm～15mm的廢棄混凝土粗骨料；3)按表1所示的組成稱取原料，先將水泥、粉煤灰、細(xì)煤矸石、粗煤矸石、廢棄混凝土細(xì)骨料、廢棄混凝土粗骨料混合后，再加入水混合制成充填料漿。表1實(shí)施例1的充填料漿原料質(zhì)量份42.5型水泥100ⅱ級(jí)f類粉煤灰200細(xì)煤矸石80粗煤矸石180廢棄混凝土細(xì)骨料70廢棄混凝土粗骨料170水200實(shí)施例2：實(shí)施例2的制備方法與實(shí)施例1的相同，充填料漿各組份及比例如表2所示。表2實(shí)施例2的充填料漿原料質(zhì)量份42.5型水泥100ⅱ級(jí)f類粉煤灰200細(xì)煤矸石85粗煤矸石160廢棄混凝土細(xì)骨料65廢棄混凝土粗骨料190水200實(shí)施例3：實(shí)施例3的制備方法與實(shí)施例1的相同，充填料漿各組份及比例如表3所示。表3實(shí)施例3的充填料漿實(shí)施例4：實(shí)施例4的制備方法與實(shí)施例1的相同，充填料漿各組份及比例如表4所示。表4實(shí)施例4的充填料漿原料質(zhì)量份42.5型水泥100ⅱ級(jí)f類粉煤灰200細(xì)煤矸石95粗煤矸石180廢棄混凝土細(xì)骨料55廢棄混凝土粗骨料170水200實(shí)施例5：實(shí)施例5的制備方法與實(shí)施例1的相同，充填料漿各組份及比例如表5所示。表5實(shí)施例5的充填料漿原料質(zhì)量份42.5型水泥100ⅱ級(jí)f類粉煤灰200細(xì)煤矸石100粗煤矸石165廢棄混凝土細(xì)骨料50廢棄混凝土粗骨料185水200對(duì)比例：現(xiàn)有充填料漿(對(duì)比例)的制備方法如下：1)將煤矸石破碎后，分別篩分成為粒徑<5mm的細(xì)煤矸石和粒徑為5mm～15mm的粗煤矸石；該煤矸石的組成與實(shí)施例1～5的相同。2)按表6所示的組成稱取原料，先將水泥、粉煤灰、細(xì)煤矸石、粗煤矸石混合后，再加入水混合制成充填料漿。表6對(duì)比例的充填料漿原料質(zhì)量份42.5型水泥100ⅱ級(jí)f類粉煤灰200細(xì)煤矸石150粗煤矸石350水200實(shí)驗(yàn)方案為：1、按實(shí)施例1～5與對(duì)比例按上述的制備方法制成砂漿，料漿中無(wú)塊狀固體。2、將鍋壁四周漿體刮入鍋內(nèi)后，再攪拌1分鐘，料漿中無(wú)固體及塊狀物；如有固體物凝結(jié)現(xiàn)象則繼續(xù)攪拌，直至料漿各組分充分混合。3、按《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(gb/t50080-2016)的方法測(cè)試充填材料的坍落度及擴(kuò)展度。4、按《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(gb/t50081-2016)的方法測(cè)試100mm*100mm*100mm試件的3天、7天、14天及28天單軸抗壓強(qiáng)度。實(shí)施例1～5、對(duì)比例的強(qiáng)度性能如表7所示，坍落度及擴(kuò)展度性能如表8所示。表7實(shí)施例和對(duì)比例的強(qiáng)度性能對(duì)比表8實(shí)施例和對(duì)比例的坍落度及擴(kuò)展度性能對(duì)比坍落度(cm)擴(kuò)展度(cm)實(shí)施例124.242.8實(shí)施例224.243.4實(shí)施例324.344.5實(shí)施例424.345.1實(shí)施例524.244.7對(duì)比例24.137.0從表7和表8的測(cè)試結(jié)果可以看出，本發(fā)明制得的充填漿料，充填體坍落度基本保持不變，擴(kuò)展度明顯提高，說(shuō)明本發(fā)明料漿的流動(dòng)性比原料漿更好，更有利于進(jìn)行礦山采空區(qū)的充填。本發(fā)明料漿的強(qiáng)度除3天強(qiáng)度略微偏小外，7天、14天和28天強(qiáng)度都有增大。從整體看，充填體的強(qiáng)度沒(méi)有下降，且略有提升。從煤礦充填的實(shí)際要求出發(fā)，本發(fā)明制備得到的料漿完全可以進(jìn)行礦山充填。本發(fā)明針對(duì)煤礦類采空區(qū)開(kāi)發(fā)出一種利用廢棄混凝土粗、細(xì)骨料替代煤矸石的充填料漿，此料漿能完全滿足煤礦類礦山充填的流動(dòng)性及強(qiáng)度要求，同時(shí)由于大量的使用城市廢棄混凝土的粗、細(xì)骨料，為城市混凝土建筑垃圾的處理提供了一種好的解決方案，有利于對(duì)環(huán)境的保護(hù)，同時(shí)由于本發(fā)明的料漿強(qiáng)度比使用煤矸石有一定強(qiáng)度的提高，使礦山的安全性得到進(jìn)一步加強(qiáng)。當(dāng)前第1頁(yè)12