[發(fā)明專利]一種利用廢棄玻璃制備煤礦膏體充填材料的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811134314.5
• 申請(qǐng)日: 2018-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN109053084A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭育霞;張樹峰;戚庭野;杜獻(xiàn)杰;李化運(yùn);李慶東;王鵬;冉洪宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B28/04
• 分類號(hào): C04B28/04;C04B111/70
• 代理公司: 太原晉科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

本發(fā)明屬于煤礦充填開采技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種利用廢棄玻璃制備煤礦膏體充填材料的方法，包括廢棄玻璃10%～20%，煤矸石40%～50%，粉煤灰10%～20%，水泥10%～20%，水12%～25%，最終得到質(zhì)量濃度為75%～88%的煤礦膏體充填材料。本發(fā)明使得廢棄玻璃得到了充分的回收利用，解決了對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)擴(kuò)寬了充填材料的來源，降低了充填成本，為充填開采技術(shù)的全面實(shí)施奠定了基礎(chǔ)，廢棄玻璃混合骨料可控制煤礦充填膏體裂紋的進(jìn)一步發(fā)展，從而提高抗裂性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦充填開采技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種利用廢棄玻璃制備煤礦膏體充填材料的方法。

背景技術(shù)

我國是世界上為數(shù)不多的主要以煤炭為一次能源的國家之一，煤炭作為基礎(chǔ)能源對(duì)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類社會(huì)進(jìn)步起著舉足輕重的作用。但同時(shí)煤礦開采對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的危害也與日俱增，主要包括采煤導(dǎo)致的地表塌陷、煤礦廢水、煤矸石及礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的破壞，其中地表塌陷對(duì)環(huán)境的影響尤為嚴(yán)重。地表塌陷的主要是因?yàn)槊旱V采空區(qū)沒有經(jīng)過合理的治理所引起。充填采礦技術(shù)是利用具有一定強(qiáng)度并且廉價(jià)的材料充填采空區(qū)，既可以控制采煤引起的地表塌陷，又能充分回采煤炭資源，實(shí)現(xiàn)資源與環(huán)境、安全、經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的目標(biāo)。

所謂膏體充填就是把煤礦尾礦矸石山的煤矸石、劣質(zhì)土和電廠的尾料粉煤灰等固體廢物在地面加工成的膏狀漿體，利用高密度固體充填泵通過管道將煤礦充填膏體泵送到井下采空區(qū)，用以支撐上覆巖層，防止地表沉陷的采礦方法。它主要由采動(dòng)覆巖控制理論、充填系統(tǒng)和充填材料三部分組成，其中充填材料是膏體充填的基礎(chǔ)。隨著充填開采推廣與應(yīng)用，充填可用的原材料如煤矸石、尾砂等逐漸減少，充填成本也隨之逐漸增加，膏體充填面臨的材料不足的問題日益突出。尋找成本低、滿足充填膏體輸送和強(qiáng)度要求的充填材料是充填開采急需解決的問題。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，垃圾問題日益突出。我國668座城市，2∕3被垃圾帶包圍。廢棄玻璃是生活垃圾的一種，它既給人們的生產(chǎn)和生活帶來了不便，又對(duì)環(huán)境造成了污染，同時(shí)也占用了寶貴的土地資源，增加了環(huán)境負(fù)荷。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年產(chǎn)生的廢棄玻璃約450萬~750萬噸，占城市生活垃圾總量的3%~5%左右。大量廢棄玻璃如何有效地再利用，是亟待解決的問題。

綜上所述，膏體充填面臨材料不足、成本高等問題，使充填開采技術(shù)難以全面實(shí)施。而廢棄玻璃回收利用率低，大面積堆積，造成環(huán)境污染，若能充分利用廢棄玻璃制備滿足煤礦要求的充填材料，使廢棄玻璃變廢為寶，是一種行之有效的方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了一種利用廢棄玻璃制備煤礦膏體充填材料的方法，用于將廢棄玻璃完全回收利用，一方面節(jié)約了資源，減少了環(huán)境污染，另一方面為煤礦充填開采提供了廉價(jià)的原材料，降低了充填成本的同時(shí)提高了充填材料的性能，為充填技術(shù)的全面實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種利用廢棄玻璃制備煤礦膏體充填材料的方法，包括如下步驟：

S1.收集廢棄玻璃并進(jìn)行粉碎，得到粒徑為0～1mm的廢棄玻璃微粉和粒徑為1～5mm的廢棄玻璃細(xì)骨料，其中二者按照重量比各占50%進(jìn)行混合并充分?jǐn)嚢璧玫綇U棄玻璃混合骨料備用；

S2.收集煤矸石并進(jìn)行破碎，使得破碎后煤矸石的顆粒粒徑不超過15mm，進(jìn)一步對(duì)所得煤矸石顆粒進(jìn)行篩分，分別獲得粒徑為0～5mm的細(xì)骨料、粒徑為5～10mm的中骨料和粒徑為10～15mm的粗骨料；將細(xì)骨料、中骨料和粗骨料按照三者的重量配比分別為30%，35%和35%進(jìn)行攪拌得到煤矸石混合料后備用；

S3.收集粉煤灰備用；

S4. 取水泥與上述步驟制得的廢棄玻璃混合骨料、煤矸石混合料、粉煤灰按照一定比例混合攪拌后加入水，并進(jìn)一步攪拌均勻，最終得到煤礦膏體充填材料，其中各組分所占煤礦膏體充填材料的重量配比為：

廢棄玻璃10%～20%

煤矸石 40%～50%