适宜煤块胶结的环保胶凝材料制备方法与流程

本发明专利涉及胶结充填体的，具体而言，涉及适宜煤块胶结的环保胶凝材料制备方法。

背景技术：

1、煤块作为胶结充填体的骨料，对充填体的强度具有较大的影响，一般骨料的硬度与胶结充填体的强度呈现正相关关系。项目主要研究对象之一的原煤强度可达到25-35mpa，即硬度f值在2.5-3.5，而常规的混凝土使用的骨料，如石灰岩、花岗岩等均达到f8以上。因此，煤块作为充填体骨料不具备优势，需要具有高强、粘结力强的胶凝材料与之匹配，才能制备满足支护要求的胶结材料。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供适宜煤块胶结的环保胶凝材料制备方法，旨在解决现有技术中，煤块作为胶结充填体的骨料时，胶结充填体的强度难以保证的问题。

2、本发明是这样实现的，适宜煤块胶结的环保胶凝材料制备方法，包括以下制备步骤：

3、1)将煤矸石置于清洗机中清洗，形成洁净料；所述清洗机包括机体，所述机体中具有清洗腔，所述清洗腔的顶部设有入料口，所述清洗腔的底部设有上下摆动的出料板，所述出料板封盖在出料口上，所述清洗腔的底部设有出液口，所述出液口上设有滤网；

4、清洗液通过机体上的进液口进入清洗腔中，所述清洗液冲洗清洗腔中的煤矸石，并携带煤矸石表面的杂质通过出液口流出，再摆动所述出料板使所述出料口打开，所述洁净料通过出料口朝下滚动出料；

5、2)将所述洁净料通过破碎，形成破碎料；

6、3)将所述破碎料通过筛分机筛分，再干燥得到细料矸石；

7、4)将所述细料矸石与矿渣、石膏、粉煤灰、熟料以及钢渣粉装入球磨机中球磨，形成粉料；

8、5)将所述粉料混合均匀，形成所述环保胶凝材料。

9、可选的，所述清洗腔的中部设有上下往复振动的振动杆，所述振动杆的底部朝下延伸至清洗腔的下部，形成底部段；所述底部段的外周形成有多个径向朝外扩展的振动盘，多个所述振动盘沿着底部段的高度方向上下间隔布置，所述振动盘的外周与清洗腔的侧壁之间具有环形间隔，所述振动盘的顶部形成振动面；

10、所述步骤1)中，在所述清洗液冲洗煤矸石的过程中，所述振动杆上下往复振动，所述振动面上的煤矸石上下振动，相邻的所述煤矸石相互摩擦，促使所述煤矸石表面上的杂质脱落。

11、可选的，沿着振动盘径向由内朝外的方向，所述振动面朝下倾斜延伸布置；

12、在所述步骤1)中，当所述出料口呈打开状态时，所述振动面上的洁净料沿着振动面的倾斜方向朝下滚动。

13、可选的，所述清洗腔中具有环绕状的内周壁，所述内周壁上设有多个外喷水头，多个所述外喷水头沿着内周壁的周向间隔布置，形成外喷水环，多个所述外喷水环沿着内周壁的高度方向间隔布置；

14、在所述步骤1)中，所述外喷水头将清洗液朝向清洗腔的中部喷出。

15、可选的，所述振动杆的外周上形成有多个内喷水孔，多个所述内喷水孔沿着振动杆的周向间隔布置，形成内喷水环，多个所述内喷水环沿着振动杆的高度方向间隔布置；

16、在所述步骤1)中，所述内喷水孔将清洗液朝向内周壁喷出。

17、可选的，所述内喷水孔的外侧设有弹性膜层，所述弹性膜层的中部覆盖在内喷水孔上；所述弹性膜层与振动杆的外周之间包围形成弹性区域，所述弹性膜层上设有多个膜层孔，多个所述膜层孔错位布置在弹性膜层上；所述振动盘上设有多个朝上凸起的弹性条，所述弹性条的顶部形成抵接端，多个所述弹性条与分别多个弹性膜层呈对齐布置；

18、在所述步骤1)中，当所述内喷水孔朝向弹性区域喷出清洗液的过程中，所述弹性区域朝外扩张变形，所述弹性膜层的中部朝外凸起，形成凸起部，所述凸起部的外表面挤压振动盘上的煤矸石，所述膜层孔朝外扩张变形，多个所述膜层孔朝向弹性膜层的外侧多方位喷水，所述弹性条随着振动盘上下往复振动变形，所述抵接端反复抵压在凸起部上，促使弹性区域中的清洗液通过膜层孔朝外喷出。

19、可选的，在所述步骤3)中，将所述破碎料筛分形成大于设定粒径的粗料以及小于设定粒径的细料，将所述细料通过干燥箱干燥形成所述细粒矸石。

20、可选的，所述干燥箱包括箱体，所述箱体中具有干燥腔，所述干燥腔中设有金属制成的导热盘，所述导热盘中设有盘腔，所述干燥腔中设有出风口，所述出风口朝向盘腔布置；

21、在所述步骤3)中，所述细料置于盘腔中，所述出风口对细料热风烘干，直至所述细料完全干燥，形成细粒矸石。

22、可选的，所述干燥腔底部的两侧分别设有相互相向移动或相互背离移动的推板，所述推板连接有前后移动的移动杆；所述推板横向布置在干燥腔中，所述推板的底部抵压在干燥腔的底部上，两个所述推板上分别具有相对布置的前推面，两个所述前推面之间形成有板间隔，沿着自下而上的方向，所述前推面朝内倾斜延伸布置；

23、在所述步骤3)中，将所述细料干燥的过程中，当两个所述推板相互相向移动时，所述板间隔缩小，所述板间隔底部上的细料沿着前推面的延伸方向朝上移动。

24、可选的，两个所述推板上分别具有相背离布置的后推面，沿着自下而上的方向，所述后推面朝内倾斜延伸布置，所述后推面与干燥腔侧面之间形成有面间隔；

25、在所述步骤3)中，将所述细料干燥的过程中，当两个所述推板相互背离移动时，所述面间隔缩小，所述面间隔底部上的细料沿着后推面的延伸方向朝上移动。

26、与现有技术相比，本发明提供的适宜煤块胶结的环保胶凝材料制备方法，将细粒矸石与矿渣、石膏、粉煤灰、熟料以及钢渣粉按一定比例磨细混合，形成用于制备环保型煤块胶结充填体的胶凝材料，实现了固废利用，通过磨细矿渣，来提高矿渣在制备保型煤块胶结充填体时，保型煤块胶结充填体硬化和强度增长过程中的水化反应率。

27、在制备环保型煤块胶结充填体通过钢渣粉中二价金属氧化物(cao+mgo+feo)激发矿渣和骨料形成c-s-h凝胶的物质基础，在石膏的参与下夺取矿渣和尾矿中的al2o3和fe2o3形成含铁钙矾石类复盐，钙矾石复盐形成具有纳米直径的针棒状晶体从而对硬化体具有增强增韧效应。利用钢渣粉、脱硫的石膏微粉和高炉水淬矿渣微粉三者的激发效应，在形成大量针棒状复盐晶体的同时，还形成大量近于非晶态的c-s-h凝胶，并紧紧将针棒状复盐晶体包裹起来，使整个体系的稳定性大幅度提高。这样，通过配置环保胶凝材料使煤块作为胶结充填体的骨料时，能保证胶结充填体的强度。

技术特征：

1.适宜煤块胶结的环保胶凝材料制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

2.如权利要求1所述的适宜煤块胶结的环保胶凝材料制备方法，其特征在于，所述清洗腔的中部设有上下往复振动的振动杆，所述振动杆的底部朝下延伸至清洗腔的下部，形成底部段；所述底部段的外周形成有多个径向朝外扩展的振动盘，多个所述振动盘沿着底部段的高度方向上下间隔布置，所述振动盘的外周与清洗腔的侧壁之间具有环形间隔，所述振动盘的顶部形成振动面；

3.如权利要求2所述的适宜煤块胶结的环保胶凝材料制备方法，其特征在于，沿着振动盘径向由内朝外的方向，所述振动面朝下倾斜延伸布置；

4.如权利要求1所述的适宜煤块胶结的环保胶凝材料制备方法，其特征在于，所述清洗腔中具有环绕状的内周壁，所述内周壁上设有多个外喷水头，多个所述外喷水头沿着内周壁的周向间隔布置，形成外喷水环，多个所述外喷水环沿着内周壁的高度方向间隔布置；

5.如权利要求4所述的适宜煤块胶结的环保胶凝材料制备方法，其特征在于，所述振动杆的外周上形成有多个内喷水孔，多个所述内喷水孔沿着振动杆的周向间隔布置，形成内喷水环，多个所述内喷水环沿着振动杆的高度方向间隔布置；

6.如权利要求5所述的适宜煤块胶结的环保胶凝材料制备方法，其特征在于，所述内喷水孔的外侧设有弹性膜层，所述弹性膜层的中部覆盖在内喷水孔上；所述弹性膜层与振动杆的外周之间包围形成弹性区域，所述弹性膜层上设有多个膜层孔，多个所述膜层孔错位布置在弹性膜层上；所述振动盘上设有多个朝上凸起的弹性条，所述弹性条的顶部形成抵接端，多个所述弹性条与分别多个弹性膜层呈对齐布置；

7.如权利要求1至6任一项所述的适宜煤块胶结的环保胶凝材料制备方法，其特征在于，在所述步骤3)中，将所述破碎料筛分形成大于设定粒径的粗料以及小于设定粒径的细料，将所述细料通过干燥箱干燥形成所述细粒矸石；所述设定粒径为10mm。

8.如权利要求7所述的适宜煤块胶结的环保胶凝材料制备方法，其特征在于，所述干燥箱包括箱体，所述箱体中具有干燥腔，所述干燥腔中设有金属制成的导热盘，所述导热盘中设有盘腔，所述干燥腔中设有出风口，所述出风口朝向盘腔布置；

9.如权利要求8所述的适宜煤块胶结的环保胶凝材料制备方法，其特征在于，所述干燥腔底部的两侧分别设有相互相向移动或相互背离移动的推板，所述推板连接有前后移动的移动杆；所述推板横向布置在干燥腔中，所述推板的底部抵压在干燥腔的底部上，两个所述推板上分别具有相对布置的前推面，两个所述前推面之间形成有板间隔，沿着自下而上的方向，所述前推面朝内倾斜延伸布置；

10.如权利要求9所述的适宜煤块胶结的环保胶凝材料制备方法，其特征在于，两个所述推板上分别具有相背离布置的后推面，沿着自下而上的方向，所述后推面朝内倾斜延伸布置，所述后推面与干燥腔侧面之间形成有面间隔；

技术总结本发明涉及胶结充填体的技术领域，公开了适宜煤块胶结的环保胶凝材料制备方法，1)将煤矸石置于清洗机中清洗，形成洁净料；清洗机包括机体，机体中具有清洗腔，清洗腔的顶部设有入料口，清洗腔的底部设有上下摆动的出料板，清洗腔的底部设有出液口，出液口上设有滤网；清洗液通过机体上的进液口进入清洗腔中，清洗液冲洗清洗腔中的煤矸石，并携带煤矸石表面的杂质通过出液口流出，再摆动出料板使出料口打开出料；2)将洁净料通过破碎，形成破碎料；3)将破碎料通过筛分机筛分，再干燥得到细料矸石；4)将细料矸石与矿渣、石膏、粉煤灰、熟料以及钢渣粉装入球磨机中球磨，形成粉料；5)将粉料混合均匀，形成环保胶凝材料。技术研发人员：张明,韩贵宝,马斌,王晓峰,付亚男受保护的技术使用者：北京煤岩深控科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4