[發(fā)明專利]一種煤礦膠結(jié)充填料漿的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810543648.1
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108409260A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡次兵;張桂芳;李靜
• 申請（專利權(quán)）人: 佛山市高明區(qū)爪和新材料科技有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B20/02
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本發(fā)明涉及一種煤礦膠結(jié)充填料漿的制備方法，屬于礦層修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過飽和二氧化碳水溶液驅(qū)替煤礦石孔隙中先前存在的流體，隨著礦物的逐漸溶解，堿金屬離子的不斷溶出，溶解液逐漸由初始的酸性轉(zhuǎn)變?yōu)橹行阅酥翂A性生產(chǎn)膠結(jié)礦石，易于填充形成煤礦膠結(jié)充填料漿，提高充填效果，基本頂彈性模量、直接頂彈性模量較大，覆巖載荷小，基本頂彎曲下沉量小，對上覆巖層移動的控制效果顯著，有利于控制覆巖和地表變形，且料漿流動性相對較好，所用溶解液初始為酸性，可有效抑制在管道輸送過程中，料漿極易發(fā)生離析分層，且水化過程膠結(jié)產(chǎn)生的礦石吸水性能好，可有效解決井下泌水現(xiàn)象嚴(yán)重的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煤礦膠結(jié)充填料漿的制備方法，屬于礦層修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國的主體能源消費結(jié)構(gòu)中，煤炭資源消費所占的比例最大，且大于石油、天然氣、可再生資源、水能以及核能等其他資源消費的總和。造成這一現(xiàn)狀的主要原因在于我國的資源現(xiàn)狀“富煤、少氣、貧油”，而且在今后的幾十年內(nèi)，煤炭資源在能源消費結(jié)構(gòu)中的領(lǐng)先地位將會延續(xù)下去。

煤炭資源為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)的同時，也對我們生存的環(huán)境造成了極大的損害，主要體現(xiàn)在以下兩個方面：

首先，煤炭資源在開采的過程中會產(chǎn)生大量的煤矸石，煤炭的燃燒會產(chǎn)生的大量粉煤灰，新陽煤礦矸石山和粉煤灰山。據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計，我國目前現(xiàn)有矸石山近2000座，煤矸石的排放量近60億噸，占據(jù)土地面積已達(dá)2萬公頃，而且煤矸石的排放量逐年遞增；我國電廠燃煤每年所產(chǎn)生的粉煤灰已達(dá)6億噸之多，且每年以0.5億噸以上的速度遞增，大量的固體廢棄物堆積成山，極易造成土地、空氣及水資源的污染。其次，從開采方法上來看，我國煤炭資源的開采大多數(shù)采用井工開采，由于我國“三下壓煤”現(xiàn)象嚴(yán)重，因此，井工開采不但對地表生態(tài)造成很大破壞，導(dǎo)致地表沉陷、地面建筑物受損，而且對地下水系統(tǒng)造成極大的破壞，使水資源匱乏。

充填開采技術(shù)其特點是利用大量的固體廢棄物充入采空區(qū)，既能夠充分利用固廢，降低其對環(huán)境的污染程度，又能夠有效的控制地表沉陷，保護(hù)地面建筑物，是作為解放“三下壓煤”的重要的開采技術(shù)手段。煤礦充填開采按照充填材料分類可分為以下幾類：矸石充填、膏體充填、似膏體充填以及高水充填等。矸石充填技術(shù)其主要優(yōu)勢在于充填材料來源廣，充填系統(tǒng)造價低，但以煤矸石作為充填材料其密實度相對較低，因而對上覆巖層移動的控制效果較差；膏體充填技術(shù)其主要優(yōu)勢在于通過充填管路輸送至采空區(qū)的充填料漿形成充填體后強(qiáng)度高、壓縮率低，對上覆巖層移動的控制效果顯著，但充填料漿輸送阻力大，易發(fā)生堵管現(xiàn)象，且前期投資高；似膏體充填技術(shù)其主要優(yōu)勢在于充填材料強(qiáng)度較高，流動性相對較好，但在管道輸送過程中，料漿極易發(fā)生離析分層，且井下泌水現(xiàn)象嚴(yán)重；高水充填技術(shù)其優(yōu)勢在于充填系統(tǒng)相對簡單，充填料漿流動性更佳，但充填材料造價較高，且從長期考慮，材料穩(wěn)定性較差，地面建筑物存在安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有充填材料對上覆巖層移動的控制效果較差，在管道輸送過程中，料漿極易發(fā)生離析分層，且井下泌水現(xiàn)象嚴(yán)重的問題，提供了一種煤礦膠結(jié)充填料漿的制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種煤礦膠結(jié)充填料漿的制備方法，具體制備步驟為：

（1）向1～4℃去離子水中持續(xù)通入二氧化碳至二氧化碳飽和，得飽和二氧化碳水溶液；

（2）將煤礦石粉碎過篩后加入飽和二氧化碳水溶液中攪拌靜置后過濾取濾液，得溶解液；

（3）取煤氣化渣裝入振篩機(jī)中篩選出各級粒度的煤氣化渣并配料，得煤氣化渣粗料；

（4）取粉煤灰、天然砂裝入球磨機(jī)中球磨過篩，得細(xì)沙料；