全部放入工業(yè)爐中，升溫到750°C進(jìn)行煅燒，并 在750 °C的恒溫下煅燒2個(gè)小時(shí)。
[0021] (4)將步驟（3)中的煅燒煤矸石取出急冷備用。
[0022] (5)向步驟（4)中的煤矸石粉中加入 1. 62kg的A12(S04)3、0. 54kg的Na0H、0. 84kg 的CaS04 ? 2H20粉末狀的分析純化學(xué)試劑，并預(yù)混30s，使各組分之間混合均勻。
[0023] (6)準(zhǔn)確稱量9kg的42. 5#普通硅酸鹽水泥與步驟（5)中的煤矸石試樣混合攪拌 120s使之充分混合。
[0024] (7)取步驟（1)中0~5mm的細(xì)粒徑煤矸石70kg與步驟（6)中的膠凝材料預(yù)混 30s，然后準(zhǔn)確稱21kg的自來(lái)水加入到混合材料中再攪拌120s。即得到所述的礦山膠結(jié)充 填材料。進(jìn)行塌落度、擴(kuò)展度、抗壓強(qiáng)度的測(cè)試。
[0025] 表 1
實(shí)施例2: (1) 首先將大塊煤矸石用顎式破碎機(jī)破碎并進(jìn)行篩分，將煤矸石粒徑控制在〇~5_的 范圍內(nèi)。
[0026] 所述煤矸石的有效化學(xué)成分為：Si02:50 . 33%、Al203:23. 46% (2) 準(zhǔn)確稱量15kg的0~5mm的煤矸石并在球磨機(jī)中粉磨60min，再用200目、300目 標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行篩分得到粒徑小于300目的煤矸石粉備用。
[0027] (3)將步驟（2)中的15kg煤矸石粉全部放入工業(yè)爐中，升溫到700°C進(jìn)行煅燒，并 在700 °C的恒溫下煅燒2. 5個(gè)小時(shí)。
[0028] (4)將步驟（3)中的煅燒煤矸石取出急冷備用。
[0029] (5)向步驟（4)中的煤矸石粉中加入 1. 20kg的A12(S04)3、0. 60kg的Na0H、0. 45kg 的CaS04 ? 2H20粉末狀的分析純化學(xué)試劑，并預(yù)混30s，使各組分之間混合均勻。
[0030] (6)準(zhǔn)確稱量10kg的42. 5#普通硅酸鹽水泥與步驟（5)中的煤矸石試樣混合攪拌 120s使之充分混合。
[0031] (7)取步驟（1)中0~5mm的細(xì)粒徑煤矸石75kg與步驟（6)中的膠凝材料預(yù)混 30s，然后準(zhǔn)確稱量17. 5kg的自來(lái)水加入到混合材料中再攪拌120s。即得到所述的礦山膠 結(jié)充填材料。進(jìn)行塌落度、擴(kuò)展度、抗壓強(qiáng)度的測(cè)試。
[0032] 表 2
為了保證充填材料良好的管道輸送性能和充填體較好的力學(xué)強(qiáng)度，要求充填材料塌落 度應(yīng)不小于180_，強(qiáng)度為0~8MPa。由表1、表2可知由本發(fā)明配制出的礦山膠結(jié)充填材 料塌落度均大于180mm，很好的達(dá)到了礦山充填管道輸送對(duì)材料性能的要求，7天抗壓強(qiáng)度 已超過8MPa，很好的達(dá)到了礦山充填對(duì)充填體強(qiáng)度的要求。綜上，由本發(fā)明配置的礦山膠結(jié) 充填材料具有良好的輸送性能和力學(xué)性能，可以推廣應(yīng)用到不同煤礦中，控制頂板下沉、降 低地表沉陷、解放"三下"壓煤促進(jìn)煤炭的綠色持續(xù)發(fā)展。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種煤矸石基礦山膠結(jié)充填材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： (1) 首先將大塊煤矸石進(jìn)行破碎，使破碎后的顆粒粒徑分布在O~5mm的范圍，備用； (2) 將步驟（1)中破碎后的煤矸石在球磨機(jī)上粉磨45min-60min，并用200目、300目標(biāo) 準(zhǔn)篩進(jìn)行篩分，得到粒徑小于300目的煤矸石粉末； (3) 將步驟（2)中得到的煤矸石粉置于工業(yè)爐中，升溫到煅燒溫度700~750°C，煅燒完 成后進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為2~2. 5小時(shí)； (4) 將步驟（3)中的煅燒煤矸石粉取出急冷； (5) 向步驟（4)中已冷卻到室溫的煤矸石粉末中加入化學(xué)激發(fā)劑并預(yù)混30s ; 所述的化學(xué)激發(fā)劑為Al2 (SO4) 3、NaOH、CaSO4 ? 2H20 ; (6) 將水泥與步驟（5)中的煤矸石粉末混合并攪拌120s，充分混合后即得到所述的礦 山膠結(jié)充填的膠凝材料，其中煤矸石粉末與水泥的質(zhì)量配比為： 煤矸石粉末：50%-70% ; 水泥：30%-50% ; (7 )取步驟（1)中的細(xì)粒徑煤矸石與步驟（6 )中的膠凝材料預(yù)混30s后，加入水?dāng)嚢杈?勻制成礦山膠結(jié)充填材料；其中細(xì)粒徑煤矸石與膠凝材料的質(zhì)量配比為： 細(xì)粒徑煤矸石：70%-80% ; 膠凝材料：20%-30% ; 水與膠凝材料的質(zhì)量配比為：〇. 4-0. 8:1。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤矸石基礦山膠結(jié)充填材料的制備方法，其特征在于：所述 煤矸石的化學(xué)成分為：Si02:35%-57%、Al 203:16%-25% ;其中Si02、Al2O3為潛在膠凝活性物 質(zhì)，且不含放射性元素。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤矸石基礦山膠結(jié)充填材料的制備方法，其特征在于：所述 的急冷是將煅燒煤矸石粉直接從工業(yè)爐中取出放在空氣中冷卻到室溫。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤矸石基礦山膠結(jié)充填材料的制備方法，其特征在于：所述 化學(xué)激發(fā)劑與煤矸石的質(zhì)量配比分別為： NaOH ：1~5 ： 100； Al2(SO4)3:5~10 : 100; CaSO4 ? 2H20 ：1~5 ： 100 〇5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤矸石基礦山膠結(jié)充填材料的制備方法，其特征在于：所述 步驟（6)中的水泥為42. 5#普通娃酸鹽水泥。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煤矸石基礦山膠結(jié)充填材料的制備方法，屬礦山充填材料領(lǐng)域。本發(fā)明經(jīng)過復(fù)合激發(fā)方式將煤矸石潛在膠凝活性激發(fā)出來(lái)，部分取代水泥充當(dāng)?shù)V山膠結(jié)充填的膠凝材料，然后與細(xì)粒徑煤矸石混合配制成礦山膠結(jié)充填材料。利用本發(fā)明配方制備的煤矸石基膠結(jié)充填材料工藝簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)了煤矸石粉與水泥的大比例摻量而且充填材料具有較好的力學(xué)性能、穩(wěn)定的輸送性能、不離析、不泌水，拓寬了煤矸石在礦山充填中的應(yīng)用，降低了礦山充填成本，改善材料輸送性能，同時(shí)達(dá)到有效利用煤矸石的目的，促進(jìn)了礦山充填的向前發(fā)展。
【IPC分類】C04B22/14, C04B28/04, C04B18/12
【公開號(hào)】CN105152601
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510626048
【發(fā)明人】郭育霞, 馮國(guó)瑞, 劉國(guó)艷, 戚庭野, 杜獻(xiàn)杰, 宋凱歌, 張聰俐
【申請(qǐng)人】太原理工大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年9月28日