[发明专利]一种用于矿山充填开采的膏体充填材料

说明书

本发明公开了一种用于矿山充填开采的膏体充填材料，包括固料和水，所述充填材料中固料的质量浓度为75％～80％；所述固料包括炉渣、粉煤灰、水泥和添加剂，所述充填材料由如下组分按重量百分比组成：42％～57％炉渣、12％～33％粉煤灰、2％～8％水泥、0.1％～0.8％添加剂和20.1％～25.6％水；其中，所述炉渣占所述固料重量的54.3％～73.7％。本发明提供的膏体充填材料不但能够规模化处理电厂废弃物，避免占地和环境污染问题，而且还能够为电厂附近煤矿充填开采提供足量的充填材料，进而为矿区和电厂环境治理提供有利技术措施。

技术领域

本发明属于矿山充填开采和工业固体废弃物处理领域，具体涉及一种用于矿山充填开采的膏体充填材料。

背景技术

火力发电厂作为中国能源工业的主体，每年排放的粉煤灰与炉渣(锅炉底部的沉渣)等固体废弃物超出4×10⁷t，是重要的污染源。目前对火电厂固体废弃物处理主要采用填埋和堆放方式，占地面积大，环境压力大，处理成本高，浪费严重，资源化利用仅占30％左右。

另一方面，我国煤炭开采引发的地表塌陷、水土流失等问题日益严重，研究数据表明我国现有23个省(市区)、151个县分布有采煤沉陷区，采煤沉陷区面积达20000km²，部分资源型城市塌陷面积超过了城市总面积的10％，严重影响了矿区群众生产生活、经济发展和社会稳定，已成为影响国计民生的突出问题。同时，各矿区均存在大量的“三下”(建筑物下、水体下和铁路下)压煤，常规方法无法开采，极大地浪费煤炭资源。

其中，充填开采是随着采煤工作面的推进，及时向采空区送入沙石、矸石、膏体等充填材料，支撑顶板以减轻覆岩破坏和地表沉降的技术，目前已发展地较为成熟。推行煤矿充填开采技术，有利于有效控制地质沉陷，有利于提高煤矿生产安全度，可回收“三下”压煤，有利于提高煤炭的采出率，有利于生态环境保护，也有利于改善地企关系，建设和谐社会。然而，许多矿区由于附近充填材料不足，而远距离运输成本过高，导致不能应用充填开采技术。

发明内容

针对以上现有技术存在的不足之处，本发明提供了一种用于矿山充填开采的膏体充填材料。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于矿山充填开采的膏体充填材料，包括固料和水，所述充填材料中固料的质量浓度为75％～80％；所述固料包括炉渣、粉煤灰、水泥和添加剂，所述充填材料由如下组分按重量百分比组成：42％～57％炉渣、12％～33％粉煤灰、2％～8％水泥、0.1％～0.8％添加剂和20.1％～25.6％水；其中，所述炉渣占所述固料重量的54.3％～73.7％。

进一步的，所述炉渣由如下化学成分按重量百分比组成：SiO₂ 32.6％～37.1％，Al₂O₃ 11.3％～15.4％，Fe₂O₃ 4.6％～8.1％，Ca 0.3％～2.5％，K₂O 0.4％～1.3％。

进一步的，所述炉渣的含水率为0.34％～0.46％，表观密度为2.62～2.66g/cm³，堆积密度为1.55～1.56g/cm³。

进一步的，所述炉渣的天然粒径组成为：10mm占2.9％～3.05％，5～10mm占16.18％～16.43％，2～5mm占25.06％～28.78％，1～2mm占12.35％～13.07％，0.5～1mm占15.12％～15.75％，0.25～0.5mm占10.81％～10.86％，0.1～0.25mm占9.53％～10.53％，0.05～0.1mm占0.17％～1.96％，0.01～0.05mm占1.73％～2.25％，0.005～0.01mm占0.1％～0.12％，0.005mm占2.22％～2.62％。