一種細粒級矸石膏體專用膠結料及制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及煤礦膏體充填用膠凝材料及制備方法，特別是涉及一種細粒級矸石膏 體專用膠結料及制備方法。
【背景技術】
[0002] 煤礦膠結膏體充填是指將煤礦附近的矸石、電廠粉煤灰等固體廢棄物與適量的膠 凝材料和水拌合而成的具有較好和易性的膏狀漿體，經(jīng)重力作用或泵送輸送至采空區(qū)后凝 結固化的一種技術。隨著煤礦膏體充填破碎設備的不斷升級，矸石的破碎粒度越來越小，細 粒級（-0. 08_顆粒）含量增多，在拌制膏體時可極大的減少粉煤灰使用量或直接取消使用 粉煤灰，在一定程度上抵消了因粉煤灰價格上漲導致膏體材料成本增加。但由于細粒級矸 石不同于粉煤灰，它是一種惰性材料，與普通水泥的適應性差，配制膏體早期拆模時間長， 且在水泥摻量較大時方可基本滿足膏體使用性能要求。隨著煤炭價格的日趨走低，給煤礦 膏體充填開采帶來了很大的成本壓力，而充填材料成本又占到充填開采成本的近70%，如何 能在保證膏體性能的要求下降低充填材料成本，關系到煤礦膏體充填開采的可持續(xù)性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服普通水泥與細粒級矸石適應性差和普通水泥摻量大、成本 高的問題，提供一種能夠取代普通水泥的細粒級矸石膏體專用膠結料及制備方法。
[0004] 本發(fā)明的目的是用以下方式實現(xiàn)的：該膠結料含有礦渣粉、粉煤灰、水泥熟料、石 灰、石膏和少量復合改性劑，以上各組分物在膠結料中的重量百分比含量分別為：礦渣粉 40~80%，粉煤灰5~45%，水泥熟料5~10%，石膏3~5%，石灰2~4%，復合改性劑1~ 3% 〇
[0005] 所述的礦渣粉達到S95級以上。
[0006] 所述的水泥熟料為普通硅酸鹽水泥熟料。
[0007] 所述的粉煤灰為F類II級以上粉煤灰。
[0008] 所述的石膏包括二水石膏、天然硬石膏及化工石膏中的一種或某幾種的混和物組 成。
[0009] 所述的石灰為生石灰，其有效氧化鈣加有效氧化鎂含量不小于80 %。
[0010] 所述的復合改性劑由下列中的一種或幾種組合制成，糖類、硼酸及硼酸鹽、硫酸 鹽、氯化鹽、碳酸鹽、萘磺酸鹽甲醛聚合物、膨潤土。
[0011] 制備本發(fā)明所述的膠結料的方法有二種，具體如下： 方法一：首先將水泥熟料、石灰、石膏破碎成-15mm粒徑經(jīng)皮帶機、提升機入各自原料 倉，粉煤灰、復合改性劑和礦渣粉氣力輸送至各自原料倉，然后水泥熟料、石灰、石膏通過各 自皮帶秤計量，復合改性劑、粉煤灰通過螺旋秤計量，經(jīng)過大皮帶輸送至球磨機，研磨至比 表面積大于400m 2/kg的粉料入半成品粉料倉，將半成品粉料同礦渣粉按比例計量入雙螺桿 混合機攪拌，混合好的粉料即為所述的膠結料。
[0012] 方法二：首先將水泥熟料、石灰、石膏破碎成-15mm粒徑經(jīng)皮帶機、提升機入各自 原料倉，粉煤灰、復合改性劑和礦渣粉氣力輸送至各自原料倉，然后水泥熟料、石灰、石膏通 過各自皮帶秤計量，復合改性劑通過螺旋秤計量，經(jīng)過大皮帶輸送至球磨機，研磨至比表面 積大于400m 2/kg的粉料入半成品粉料倉，粉煤灰通過螺旋給料機、提升機輸送至球磨機，研 磨至比表面積大于400m2/kg的粉料入細粉煤灰倉，將半成品粉料、磨細粉煤灰和礦渣粉按 比例計量入雙螺桿混合機攪拌，混合好的粉料即為所述的膠結料。
[0013] 有益效果，由于采用了上述方案，通過上述的配比和制備方法所獲得的膠結料，其 與細粒級矸石的適應性相比普通水泥大大提高，主要表現(xiàn)為：膠凝材料同等摻量下，配制的 膏體拆模時間比普通水泥的15h提早5~8h，28天強度是普通水泥的2~5倍。拆模時間 提前，減少了膏體凝固班等待時間，采煤效率提高，達到同等開采設計強度時，膠結料的摻 量大為降低，節(jié)約膠凝材料的使用成本，從而降低了煤礦膏體開采成本。
[0014] 優(yōu)點：所述的膠結料的生產(chǎn)原料來源廣、設備投資少、生產(chǎn)工序簡單、材料生產(chǎn)成 本和能耗低，經(jīng)濟效益明顯。制備的膠結料能夠適應細粒級矸石膏體充填，從根本上解決了 與泥質(zhì)含量大的充填骨料的適應性問題。使用本發(fā)明的膠結料可以極大的處理煤礦堆積廢 棄矸石，提高矸石膏體充填開采效率，降低膏體充填開采成本，保持煤礦膏體充填開采的可 持續(xù)發(fā)展。
【具體實施方式】
[0015] 該膠結料含有礦渣粉、粉煤灰、水泥熟料、石灰、石膏和少量復合改性劑，以上各組 分物在膠結料中的重量百分比含量分別為：礦渣粉40~80%，粉煤灰5~45%，水泥熟料 5~10%，石膏3~5%，石灰2~4%，復合改性劑1~3%。
[0016] 所述的礦渣粉達到S95級以上。
[0017] 所述的水泥熟料為普通硅酸鹽水泥熟料。
[0018] 所述的粉煤灰為F類II級以上粉煤灰。
[0019] 所述的石膏包括二水石膏、天然硬石膏及化工石膏中的一種或某幾種的混和物組 成。
[0020] 所述的石灰為生石灰，其有效氧化鈣加有效氧化鎂含量不小于80 %。
[0021] 所述的復合改性劑由下列中的一種或幾種組合制成，糖類、硼酸及硼酸鹽、硫酸 鹽、氯化鹽、碳酸鹽、萘磺酸鹽甲醛聚合物、膨潤土。
[0022] 制備本發(fā)明所述的膠結料的方法有二種，具體如下： 方法一：首先將水泥熟料、石灰、石膏破碎成-15mm粒徑經(jīng)皮帶機、提升機入各自原料 倉，粉煤灰、復合改性劑和礦渣粉氣力輸送至各自原料倉，然后水泥熟料、石灰、石膏通過各 自皮帶秤計量，復合改性劑、粉煤灰通過螺旋秤計量，經(jīng)過大皮帶輸送至球磨機，研磨至比 表面積大于400m 2/kg的粉料入半成品粉料倉，將半成品粉料同礦渣粉按比例計量入雙螺桿 混合機攪拌，混合好的粉料即為所述的膠結料。
[0023] 方法二：首先將水泥熟料、石灰、石膏破碎成-15mm粒徑經(jīng)皮帶機、提升機入各自 原料倉，粉煤灰、復合改性劑和礦渣粉氣力輸送至各自原料倉，然后水泥熟料、石灰、石膏通 過各自皮帶秤計量，復合改性劑通過螺旋秤計量，經(jīng)過大皮帶輸送至球磨機，研磨至比表面 積大于400m 2/kg的粉料入半成品粉料倉，粉煤灰通過螺旋給料機、提升機輸送至球磨機，研 磨至比表面積大于400m2/k