[发明专利]一种利用生物质灰渣制备煤矿充填膏体的方法

摘要

本发明公开了一种利用生物质灰渣制备煤矿充填膏体的方法。该方法包括（1）制备煤矸石粉体；（2）收集生物质灰渣；（3）将煤矸石粉体、生物质灰渣与粉煤灰混合，得到混合粉体颗粒；（4）将NaOH干粉与混合粉体颗粒混合球磨，得到超细粉体，向该粉体当中加入生石灰及石膏固体，混合均匀后得到充填膏体的掺和料，（5）取掺和料与水泥、煤矸石粗、细骨料搅拌均匀后加入水和调节剂，即得煤矿充填膏体。本发明将生物质灰渣添加到膏体充填材料中，能提高材料的抗压强度等工作性能；所得充填膏体既能缓解固体废弃物排放导致的环境污染，又可助推充填开采技术的成熟转化及推广，降低了充填成本，为充填开采技术的全面实施奠定基础。

主权项

一种利用生物质灰渣制备煤矿充填膏体的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）收集煤矸石原料，并对煤矸石进行破碎处理，然后用网眼为15mm、5mm和1mm的振动筛将其筛分，得到煤矸石粒径分别为5~15mm的粗骨料、1~5mm的细骨料和1mm以下的粉体，大于15mm的颗粒将其送回重新破碎；（2）收集生物质材料，包括在农业生产过程中的农林废弃物，然后对这些物质进行燃烧处理，得到生物质灰渣；或者，生物质灰渣直接从生物质发电厂收集得到；（3）将步骤（1）中得到的1mm以下的煤矸石粉体、步骤（2）得到的生物质灰渣与粉煤灰混合，其中各组分的质量配比为：1mm以下的煤矸石粉体：14%~24%，生物质灰渣：42%~52%，粉煤灰：28%~35%；三者进行充分混合后球磨，球磨20分钟后得到混合粉体颗粒，其比表面积≥ 320m2/kg，（4）将NaOH干粉与上述步骤（3）制得的混合粉体颗粒按照0.03~0.16:1的比例混合球磨，球磨时间为15‑60 分钟，所得超细粉体的比表面积≥ 340m2/kg，球磨后向该粉体当中加入生石灰及石膏固体，混合均匀后得到充填膏体的掺和料，其中各组分的质量配比为：超细粉体：60%~76%，生石灰固体：10%‑25%，石膏固体：5%~18%；（5）取步骤（4）制得的掺和料与水泥、煤矸石粗、细骨料搅拌均匀后加入水和调节剂，其中各组分的质量配比为：粗骨料：24%~34%，细骨料：11%~21%，掺和料：23%~42%，水泥：5%~10%，水：10%~28%，调节剂：0.2%~3.5%，均匀混合，即得到质量浓度为75%~82% 的煤矿充填膏体；所述调节剂由减水剂、早强剂、膨胀剂和缓凝剂组成；其中，减水剂为氨基磺酸盐高性能减水剂、早强剂为三乙醇胺、膨胀剂为氧化钙‑硫铝酸钙复合膨胀剂、缓凝剂为焦磷酸钠，各组分的质量配比为：氨基磺酸盐高性能减水剂：13%‑35%，三乙醇胺：45%‑65%，氧化钙‑硫铝酸钙复合膨胀剂：15%‑35%，焦磷酸钠：0.5%‑3.5%。