一种固废基凝胶、膏体及制作方法、填充方法与流程

本发明涉及矿山填充材料，具体涉及一种固废基凝胶、膏体及制作方法、填充方法。

背景技术：

1、矿山开采比如煤矿、金属矿、采石矿等地下资源采掘后，上面岩层大多都是自然沉降，导致了大面积的地表沉陷，破坏了自然生态，危害了地表建筑、农业、河流等，并且由于部分地区因地表有居民区、农田、建筑物、水域等保护区域限制开采，也造成了大量地下资源的浪费。

2、为此，目前的矿山开采，均采用充填开采，就是地下资源采掘后，及时使用与矿物密度近似的材料进行充填，防止地表沉陷，现在充填材料、多采用干式矿渣回填或水泥、矿渣、混凝土充填，填充成本高，作业复杂等。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种固废基凝胶、膏体及制作方法、填充方法，主要解决现有技术的矿山开采充填时采用干式矿渣回填或水泥、矿渣、混凝土充填带来的填充成本高，作业复杂的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种固废基凝胶，以质量百分比计，包括以下组分：：

4、比表面积为450-600㎡/kg的钢渣，占比为：20％-40％；

5、比表面积为450-600㎡/kg的矿渣，占比为：35％-70％；

6、比表面积为450-600㎡/kg的脱硫石膏，占比为：5％-15％；

7、氢氧化钠，占比为：0.5％-2％；

8、三乙胺，占比为：0.5％-2％；

9、水玻璃，占比为：0.5％-2％；

10、碳酸钠，占比为：0.5％-2％；其余为水。

11、优选地，所述固废基凝胶比表面积为550-600㎡/kg。

12、进一步地，本申请给出固废基凝胶的制作方法，包括以下步骤：

13、s1：将所述钢渣、所述矿渣、所述脱硫石膏进行烘干、粉碎、研磨至比表面积450-500㎡/kg；

14、s2：将步骤s1的混合物加入所述氢氧化钠、所述水玻璃、所述碳酸钠、所述三乙胺及水混合在一起搅拌，制成所述固废基凝胶材料。

15、再进一步地，本申请给出一种矿山填充膏体，以质量百分比计，包括以下组分：

16、前述固废基凝胶，占比为：5％-10％；

17、煤矸石，占比为：51％-58％；

18、粉煤灰，占比为：16％-21％；其余为水。

19、优选地，所述煤矸石粒径为：5-20mm。

20、更进一步地，本申请还给出一种矿山填充膏体的制作方法，包括以下步骤：

21、s01：将所述煤矸石粉碎至5-20mm粒径；

22、s02：将所述固废基凝胶、所述粉煤灰、水及步骤s01的所述煤矸石混合在一起，而制成所述矿山填充膏体。

23、本申请还给出一种矿山膏体的填充方法，包括以下步骤：

24、s001：使用管道泵送的方式将权利要求4或5所述矿山填充膏体输送至矿山充填区进行充填；

25、s002：给填充后的膏体外表面喷洒1.5％的水玻璃稀释液，保持表面潮湿，8小时后，可自立脱模，停止喷洒。

26、本发明至少具有以下有益效果：

27、其采用工业固废钢渣、矿渣、脱硫石膏及碱性激发剂naoh、水玻璃及碳酸钠，按比例混合研磨，利用碱性激发剂naoh、水玻璃及碳酸钠激发工业固废钢渣、矿渣、脱硫石膏之间的水硬活性，及硅的四配位合成，制得与水泥相似，并可以代替水泥的低碳固废基凝胶，因使用的材料主要是工业废弃物，成本低，并且不须煅烧节约了资源、减少了碳排放，且对工业废弃物再利用，减少了工业废弃物对环境的污染；所制的固废基凝胶与经破碎的煤矸石、粉煤灰和水按照一定比例混合在一起而制成矿山膏体填充材料，凝固后达到3兆帕以上强度，完全满足矿山膏体充填技术要求，煤矸石、粉煤灰也均为工业固废，成本低，且对工业废弃物再利用，减少了工业废弃物对环境的污染；后通过管道泵送至矿山充填区进行充填作业，作业方式简单，易于使用。

28、由此可见，本发明的一种固废基凝胶、膏体及制作方法、填充方法具有成本低，不须煅烧节约了资源、减少了碳排放；使用的制备材料均为工业废弃物，减少了工业废弃物对环境的污染；作业方式简单，易于使用等优点。

技术特征：

1.一种固废基凝胶，其特征在于，以质量百分比计，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的一种固废基凝胶，其特征在于，所述固废基凝胶比表面积为550-600㎡/kg。

3.根据权利要求1或2所述的固废基凝胶的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.一种矿山填充膏体，其特征在于，以质量百分比计，包括以下组分：

5.根据权利要求4所述的一种矿山填充膏体，其特征在于，所述煤矸石粒径为：5-20mm。

6.根据权利要求5所述的一种矿山填充膏体的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.一种矿山膏体的填充方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种固废基凝胶、膏体及制作方法、填充方法，采用工业固废钢渣、矿渣、脱硫石膏及碱性激发剂氢氧化钠、水玻璃及碳酸钠，按比例混合研磨、利用碱性激发剂氢氧化钠、水玻璃及碳酸钠激发工业固废钢渣、矿渣、脱硫石膏之间的水硬活性，及硅的四配位合成，制得与水泥相似，可以代替水泥的固废基凝胶，原料主要使用工业废弃物，成本低，不须煅烧节约能源，可对工业废弃物再利用，减少环境污染；所制固基废凝胶与经破碎的煤矸石、粉煤灰和水按照一定比例混合制成矿山膏体，煤矸石、粉煤灰也均为工业固废，成本低，对工业废弃物再利用，减少了工业废弃物对环境的污染；后通过管道泵送至矿山充填区进行充填作业，作业方式简单，易于使用。

技术研发人员：张朝选
受保护的技术使用者：河南废利美环境科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15