[发明专利]一种利用生物质材料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材料制备煤矿充填膏体的方法，属于胶结充填材料技术领域。该方法包括（1）制备生物质粉体；（2）处理煤矸石；（3）将煤矸石粉体与生物质粉体、粉煤灰混合，得到混合粉体颗粒；（4）将Na2SO4、生石灰及石膏固体与混合粉体颗粒混合球磨，得到充填膏体的掺和料；（5）取上述掺和料与水泥、煤矸石的粗、细骨料搅拌均匀后加入水和调节剂，即得煤矿充填膏体。本发明将生物质材料添加到充填膏体中，提高了材料的工作性能和抗压强度；保护生态环境的同时，为煤矿充填开采提供了较充足的廉价原料，提高了膏体充填材料的性能，降低了充填成本。

主权项

一种利用生物质材料制备煤矿充填膏体的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）制备生物质粉体：对收集的生物质材料采用薄层裹覆的方法进行预处理，即向秸秆表面均匀喷淋配制好的质量浓度为3.8%‑4.7%的硅酸钠水溶液，边喷淋边翻动，保证原材料的均匀润湿；然后，将预湿的秸秆投入搅拌机中进行搅拌，并将搅拌物自然养护24‑26 h制成薄层裹壳秸秆，最后用振动筛将制成的薄层裹壳秸秆破碎成1mm以下的生物质粉体；所述生物质材料为在农业生产过程中谷物的秸秆；（2）处理煤矸石：收集煤矸石原料，并对煤矸石进行破碎处理，然后依次用网眼为15mm、5mm和1mm的振动筛将其筛分，得到粒径为5~15mm的粗骨料、1~5mm的细骨料和1mm以下的粉体；大于15mm的颗粒将其返回振动筛重新进行破碎处理；（3）将上述步骤（2）中得到的1mm以下的煤矸石粉体与步骤（1）得到的生物质粉体、粉煤灰混合，其中各组分的质量配比为：生物质粉体：43%~53%，小于1mm煤矸石粉体：15%~25%，粉煤灰：30%~35%；三者进行充分混合后球磨25‑30分钟，球磨后的混合粉体颗粒的比表面积应≥ 325m2/kg，（4）将Na2SO4、生石灰及石膏固体与上述步骤（3）制得的混合粉体颗粒混合球磨，其中各组分的质量配比为：Na2SO4：5%~10%，混合粉体颗粒：62%~75%；生石灰固体：10%‑19%石膏固体：6%~13%；球磨时间为25‑70分钟，所得超细粉体的比表面积≥ 335m2/kg，即为充填膏体的掺和料；（5）取上述步骤（4）制得的掺和料与水泥、煤矸石的粗、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：26%~36% ；细骨料：13%~23%；掺和料：25%~40%；水泥：5%~10%；水：10%~28%；调节剂：0.8%~5.2%；均匀混合，即得到质量浓度为77%~82% 的煤矿充填膏体。