CN113402246B - 一种高浓度浆体材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高浓度浆体材料及其制备方法和应用，属于固体废弃物资源化利用技术领域。本发明以煤矸石、燃煤灰渣、粉煤灰、气化灰渣和脱硫石膏等大宗煤基固体废弃物为主要原料，根据煤基固体废弃物的成分组成和性质特点，采取组分相配、性能互补的原则，就近选取矿井周边的建筑垃圾、镁渣、钢渣和铁尾矿等工业固体废弃物为辅助原料，添加适量的外加剂水溶液，制得固含量为60～85wt％的高浓度浆体材料。该材料具有性能稳定、不易沉淀、不易泌水、不易离析和早期强度较高等特点，可用于矿井开采充填、矿井火区隔离、矿井涌水封堵和含水层保护，同时用于钻探工程和地下工程施工。

Description

一种高浓度浆体材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及固体废弃物资源化利用技术领域，尤其涉及一种高浓度浆体材料及其制备方法和应用。
背景技术
目前，大采高综采放顶煤开采技术在西部煤炭开采中得到广泛使用，由于煤层埋藏浅、开采深度低、工作面推进速度快等，引起了许多以前未曾遇到的开采扰动问题，特别是矿井开采充填与矿井自燃火区隔离、矿井涌水封堵和含水层保护等问题交织，迫切需要开发适应性强、充填和隔离封堵速度快、性能稳定的材料以及配套技术。在目前使用的固体充填、膏体充填和高水充填技术中，由于膏体材料可以快速进行有效充填、隔离和封堵，具有较好的应用前景。
目前，膏体充填开采技术是将煤矸石、部分工业废渣破碎筛分成一定的粒度后，与一定比例的沙、土混合、并适量添加水泥等胶凝材料，制成浓度为75％～85％、含水15％～25％的膏体状材料，即高浓度浆体材料，通过管道或者钻孔加压输送至工作面或者覆岩离层空间进行充填，高浓度浆体材料也用于矿井火区和涌水部位的隔离和封堵和施工。结果表明，高浓度浆体材料具有不分层、不沉淀、不离析、泌水率小、早期强度和密实度较高、压缩率适度等优点，充填后能够有效控制上覆岩层的移动和变形，减小地表下沉，已在我国东部和中部许多矿区开展示范应用。
但是，目前各地对沙石开采和取土的限制越来越严格，反之煤矸石的产排量则稳步攀升，每年排放量5～7亿吨，加上粉煤灰、气化灰渣和脱硫石膏等，煤基大宗固体废弃物的产排量超过每年十亿吨，如果再加上尾矿和工业废渣，我国工业固体废弃物每年的产排量超过二十亿吨，急需进行处理和资源化利用，以实现固体废弃物的有效减量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高浓度浆体材料及其制备方法和应用，所述方法能够利用煤基固体废弃物以及工业废渣和尾矿等固体废弃物制备系列化和规格化的高浓度浆体材料，进行矿井开采充填等利用，同时实现固体废弃物的大规模资源化利用。
为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种高浓度浆体材料的制备方法，包括以下步骤：
将煤矸石进行分级分质，分离煤后，将所得煤矸石破碎至粒度小于5mm，得到第一砂F1；
将燃煤灰渣破碎至粒度小于5mm，得到第二砂F2；
将建筑垃圾进行分级分质，分离有机物和金属组分后，将所得建筑垃圾破碎至粒度小于5mm，得到第三砂F3；
将气化灰渣进行筛分，得到粒度为+0.5mm的气化粗渣B1和粒度为-0.5mm的气化细渣；将所述气化细渣细磨至粒度小于75μm，得到气化灰渣细灰G1；
将粉煤灰细磨至粒度小于75μm，得到粉煤灰细灰G2；
将脱硫石膏细磨至粒度小于75μm，得到脱硫石膏细灰；
将工业废渣进行筛分，得到粒度为+0.5mm的工业废渣粗渣B2和粒度为-0.5mm的工业废渣细渣，将所述工业废渣细渣细磨至粒度小于75μm，得到工业废渣细灰G3；
将所述第一砂F1、第二砂F2、第三砂F3、气化粗渣B1和工业废渣粗渣B2混合，得到骨料；
将所述气化灰渣细灰G1、粉煤灰细灰G2、工业废渣细灰G3和水泥G4混合，得到胶凝剂；
将所述骨料、胶凝剂和脱硫石膏细灰混合，得到基料；
将所述基料和外加剂水溶液混合，得到高浓度浆体材料；
所述高浓度浆体材料的固含量为60～85wt％。
优选的，所述工业废渣包括镁渣、钢渣或铁尾矿。
优选的，以所述骨料中所有组分的总质量分数为100％计，所述第一砂F1、第二砂F2、第二砂F3、气化粗渣B1和工业废渣粗渣B2在骨料中的质量含量依次为50～75％、10～15％、5～10％、10～15％和5～15％。
优选的，以所述胶凝剂中所有组分的总质量分数为100％计，所述气化灰渣细灰G1、粉煤灰细灰G2、工业废渣细灰G3和水泥G4在胶凝剂中的质量含量依次为10～15％、50～75％、5～10％和15～25％。
优选的，以所述基料中所有组分的总质量分数为100％计，所述骨料、胶凝剂和脱硫石膏细灰在基料中的质量含量依次为65～80％、20～35％和0.3～1.0％。
优选的，所述外加剂水溶液中的外加剂包括木质素磺酸盐系列外加剂、萘磺酸盐系列外加剂和聚羧酸系列外加剂。
优选的，所述外加剂水溶液的质量浓度为0.25～1.00％。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的高浓度浆体材料。
优选的，所述高浓度浆体材料的水含量为15～40wt％。
本发明提供了上述技术方案所述高浓度浆体材料在矿井开采充填、矿井火区隔离或涌水封堵中的应用。
本发明提供了一种高浓度浆体材料的制备方法，主要以煤矸石、燃煤灰渣、粉煤灰、气化灰渣和脱硫石膏等大宗煤基固体废弃物为主要原料，根据煤基固废的成分组成和基础性质，就近选取建筑垃圾、工业废渣(镁渣、钢渣或铁尾矿)为辅助原料，通过分级破碎和筛分分选，得到骨料，同时将气化灰渣细灰、粉煤灰细灰、工业废渣细灰和水泥配合形成胶凝剂，将骨料、胶凝剂和脱硫石膏细灰混合形成基料，添加外加剂水溶液和水，制得固含量为60～85wt％的高浓度系列浆体材料。该浆体材料的表观粘度V≤12.5Pa.s，浆体坍落度S＞200mm，具有浆体稳定、不易沉淀、不易泌水、不易离析和早期强度较高等特点，可以实施矿井开采采空区、冒落区和离层影响区充填，控制开采扰动空间的岩层移动、地表裂缝和地面沉陷，同时进行矿井火区隔离、涌水封堵和含水层保护，以及钻探工程和地下工程的相关施工过程。需要说明的是，本发明所制得的基料也可以作为胶凝材料进行应用。本发明主要基于大宗煤基固体废弃物制备高浓度浆体材料，对于有效实现固体废弃物处理和资源化利用，保护矿井生态环境，具有十分重要的意义。需要说明的是，本发明所制得的基料，除了制备高浓度浆体材料以外，还可以单独作为固体胶凝材料进行应用，用于矿井开采充填、矿井火区隔离或涌水封堵。
附图说明
图1为本发明所述的高浓度浆体材料制备的工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种高浓度浆体材料的制备方法，包括以下步骤：
将煤矸石进行分级分质，分离煤后，将所得煤矸石破碎至粒度小于5mm，得到第一砂F1；
将燃煤灰渣破碎至粒度小于5mm，得到第二砂F2；
将建筑垃圾进行分级分质，分离有机物和金属组分后，将所得建筑垃圾破碎至粒度小于5mm，得到第三砂F3；
将气化灰渣进行筛分，得到粒度为+0.5mm的气化粗渣B1和粒度为-0.5mm的气化细渣；将所述气化细渣细磨至粒度小于75μm，得到气化灰渣细灰G1；
将粉煤灰细磨至粒度小于75μm，得到粉煤灰细灰G2；
将脱硫石膏细磨至粒度小于75μm，得到脱硫石膏细灰；
将工业废渣进行筛分，得到粒度为+0.5mm的工业废渣粗渣B2和粒度为-0.5mm的工业废渣细渣，将所述工业废渣细渣细磨至粒度小于75μm，得到工业废渣细灰G3；
将所述第一砂F1、第二砂F2、第三砂F3、气化粗渣B1和工业废渣粗渣B2混合，得到骨料；
将所述气化灰渣细灰G1、粉煤灰细灰G2、工业废渣细灰G3和水泥G4混合，得到胶凝剂；
将所述骨料、胶凝剂和脱硫石膏细灰混合，得到基料；
将所述基料和外加剂水溶液混合，得到高浓度浆体材料；
所述高浓度浆体材料的固含量为60～85wt％。
在本发明中，若无特殊说明，所需的制备原料均为本领域技术人员熟知来源的相关材料。
将煤矸石进行分级分质，分离煤后，将所得煤矸石破碎至粒度小于5mm，得到第一砂F1。本发明对所述煤矸石的来源和种类没有特殊的限定，按照本领域熟知的方式获取即可；在本发明的实施例中，具体选择陕西和内蒙某矿区的煤矸石，其成分分别见表1和表2：
表1陕西某煤矸石(SC)的主要化学成分组成
Figure BDA0003189202560000041
Figure BDA0003189202560000051
表2内蒙某煤矸石(NC)的主要化学成分组成
组成 SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO K<sub>2</sub>O Na<sub>2</sub>O MgO TiO<sub>2</sub> 烧失量
质量含量/％ 44.14 26.55 4.29 5.18 2.25 1.36 1.12 0.81 31.52
在本发明中，所述煤矸石的分级分质方法优选根据专利(CN111515017A，公开日2020年8月11日)公开的煤矸石的分级分质方法，将煤矸石分离煤以后，将所得煤矸石破碎至粒度小于5mm，得到第一砂。
本发明将燃煤灰渣破碎至粒度小于5mm，得到第二砂F2。本发明对所述燃煤灰渣的来源和种类没有特殊的限定，按照本领域熟知的方式获取即可。本发明对所述燃煤灰渣的破碎过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程得到上述粒径要求的第二砂即可。
本发明将建筑垃圾进行分级分质，分离有机物和金属组分后，将所得建筑垃圾破碎至粒度小于5mm，得到第三砂F3。在本发明中，所述建筑垃圾优选为选取矿井及其周边的建筑垃圾；本发明对所述建筑垃圾的种类没有特殊的限定。本发明对所述分离有机物和金属组分的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
在本发明中，所述建筑垃圾的分级分质过程优选参照专利(CN111515017A，公开日2020年8月11日)公开的煤矸石的分级分质方法进行，将其中的煤矸石替换为建筑垃圾即可。
本发明将气化灰渣进行筛分，得到粒度为+0.5mm的气化粗渣B1和粒度为-0.5mm的气化细渣；将所述气化细渣细磨至粒度小于75μm，得到气化灰渣细灰G1。本发明对所述气化灰渣的来源和种类没有特殊的限定，按照本领域熟知的方式获取即可。本发明对所述气化灰渣的筛分过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的筛分过程得到+0.5mm的气化粗渣B1和-0.5mm的气化细渣即可。本发明对所述气化细渣的细磨过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程磨至粒径小于75μm即可。
本发明将粉煤灰细磨至粒度小于75μm，得到粉煤灰细灰G2。在本发明中，所述粉煤灰优选为流化床锅炉燃烧的粉煤灰，本发明对所述粉煤灰的获取位置和方式没有特殊的限定，按照本领域熟知的方式获取即可。在本发明的实施例中，所述粉煤灰具体选择陕西和内蒙某矿区的粉煤灰，其成分分别见表3和表4：
表3陕西某粉煤灰(SF)的主要化学成分组成
Figure BDA0003189202560000061
表4内蒙某粉煤灰(NF)的主要化学成分组成
Figure BDA0003189202560000062
本发明对所述粉煤灰细磨的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程磨至所需的粒度即可。
本发明将脱硫石膏细磨至粒度小于75μm，得到脱硫石膏细灰。本发明对所述脱硫石膏的来源和种类没有特殊的限定，按照本领域熟知的方式获取即可。本发明对所述脱硫石膏的细磨过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程磨至所需的粒径即可。
本发明将工业废渣进行筛分，得到粒度为+0.5mm的工业废渣粗渣B2和粒度为-0.5mm的工业废渣细渣，将所述工业废渣细渣细磨至粒度小于75μm，得到工业废渣细灰G3。本发明对所述工业废渣的来源和规格没有特殊的限定，按照本领域熟知的方式获取即可。在本发明中，所述工业废渣优选包括镁渣、钢渣或铁尾矿。本发明对所述工业废渣的筛分和工业废渣细渣的细磨过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程得到所需粒径的废渣细灰即可。
在本发明中，所述工业废渣优选为矿井周边的镁渣、钢渣或铁尾矿。
得到第一砂F1、第二砂F2、第三砂F3、气化粗渣B1和工业废渣粗渣B2后，本发明将所述第一砂F1、第二砂F2、第三砂F3、气化粗渣B1和工业废渣粗渣B2混合，得到骨料。本发明对所述第一砂F1、第二砂F2、第三砂F3、气化粗渣B1和工业废渣粗渣B2混合的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程能够将物料混合均匀即可。在本发明中，以所述骨料中所有组分的总质量分数为100％计，所述第一砂F1、第二砂F2、第三砂F3、气化粗渣B1和工业废渣粗渣B2在骨料中的质量含量依次优选为50～75％、10～15％、5～10％、10～15％和5～15％。
得到气化灰渣细灰G1、粉煤灰细灰G2、工业废渣细灰G3后，本发明将所述气化灰渣细灰G1、粉煤灰细灰G2、工业废渣细灰G3和水泥G4混合，得到胶凝剂。在本发明中，所述水泥优选为普通硅酸盐水泥或矿渣水泥。本发明对所述普通硅酸盐水泥和矿渣水泥没有特殊的限定，选用本领域熟知的市售商品即可。本发明对所述气化灰渣细灰G1、粉煤灰细灰G2、工业废渣细灰G3和水泥G4的混合过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程能够将物料混合均匀即可。在本发明中，以所述胶凝剂中所有组分的总质量分数为100％计，所述气化灰渣细灰G1、粉煤灰细灰G2、工业废渣细灰G3和水泥G4在胶凝剂中的质量含量依次优选为10～15％、50～75％、5～10％和15～25％。
得到骨料、胶凝剂和脱硫石膏细灰后，本发明将所述骨料、胶凝剂和脱硫石膏细灰混合，得到基料。本发明对所述骨料、胶凝剂和脱硫石膏细灰的混合过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程能够将物料混合均匀即可。在本发明中，以所述基料中所有组分的总质量分数为100％计，所述骨料、胶凝剂和脱硫石膏细灰在基料中的质量含量依次优选为65～80％、20～35％和0.3～1.0％。
得到基料后，本发明将所述基料和外加剂水溶液混合，得到高浓度浆体材料。在本发明中，所述外加剂水溶液的制备过程优选为将外加剂溶于水中；所述外加剂水溶液的质量浓度优选为0.25～1.00％，更优选为0.25～0.85％。在本发明中，所述外加剂优选包括木质素磺酸盐系列外加剂、萘磺酸盐系列外加剂和聚羧酸系列外加剂；所述木质素磺酸盐系列外加剂优选为木质素磺酸钠或木质素磺酸钾；所述萘磺酸盐系列外加剂优选为萘磺酸钠或萘磺酸钾；所述聚羧酸系列外加剂优选为聚甲酸或聚乙酸。
在本发明中，以所述高浓度浆体材料的总质量分数为100％计，所述基料与外加剂水溶液的质量含量优选依次为60～85％和15～40％。在本发明中，所述基料和外加剂水溶液混合的过程优选为在搅拌条件下，将基料和外加剂水溶液按比例加入搅拌器中，连续搅拌10～45min；所述搅拌速率优选＞200r/min，更优选为500～1100r/min。
在所述连续搅拌过程中，连续搅拌10min后，取样进行浆体材料的表观粘度(V)检测，当浆体的表观粘度V≤12.5Pa.s时，停止搅拌，静置稳定5min后，取样测定浆体的坍落度(S)(表观粘度表征浆体的流动性和泵送性，塌落度表征块体的初始强度)，当S＞200mm时，表明制得的浆体材料符合质量要求。如果S≤200mm，表明浆体材料不符合要求，则继续搅拌并根据需求添加外加剂水溶液，直到浆体的V和S达到相应的指标要求(表观粘度V≤12.5Pa.s，坍落度S＞200mm)。
图1为本发明基于煤基固体废弃物制备高浓度浆体材料的工艺流程图，如图1所示，本发明将煤矸石进行分级分质，将所得物料分离煤后，将所得煤矸石破碎至粒度小于5mm，得到第一砂F1；将燃煤灰渣破碎至粒度小于5mm，得到第二砂F2；将建筑垃圾进行分级分质，将所得物料分离有机物和金属组分后，将所得建筑垃圾破碎至粒度小于5mm，得到第三砂F3；将气化灰渣进行筛分，得到粒度为+0.5mm的气化粗渣B1和粒度为-0.5mm的气化细渣；将所述气化细渣细磨至粒度小于75μm，得到气化灰渣细灰G1；将粉煤灰细磨至粒度小于75μm，得到粉煤灰细灰G2；将脱硫石膏细磨至粒度小于75μm，得到脱硫石膏细灰；将工业废渣进行筛分，得到粒度为+0.5mm的工业废渣粗渣B2和粒度为-0.5mm的工业废渣细渣，将所述工业废渣细渣细磨至粒度小于75μm，得到工业废渣细灰G3；将所述第一砂F1、第二砂F2、第三砂F3、气化粗渣B1和工业废渣粗渣B2混合，得到骨料；将所述气化灰渣细灰G1、粉煤灰细灰G2、工业废渣细灰G3和水泥G4混合，得到胶凝剂；将所述骨料、胶凝剂和脱硫石膏细灰混合，得到基料；将所述基料和外加剂水溶液混合，得到高浓度浆体材料。
本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的高浓度浆体材料。在本发明中，所述高浓度浆体材料的固含量优选为60～85wt％，水含量优选为15～40wt％。
本发明提供了上述技术方案所述高浓度浆体材料在矿井开采充填、矿井火区隔离或涌水封堵中的应用。此外，本发明按上述技术方案制得的高浓度浆体材料可以在含水层保护中广泛应用，同时用于钻探工程和地下工程施工过程。本发明对所述应用的方法没有特殊的限定，按照本领域熟知的方法应用即可。
下面将结合本发明的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例中，选取陕西和内蒙某两个矿区的煤矸石和粉煤灰为主要原料，同时辅之于就近的工业废渣，制备了高浓度浆体材料，两个矿区的煤矸石和粉煤灰的化学组成如表1～4所示：
表1陕西某煤矸石(SC)的主要化学成分组成
Figure BDA0003189202560000091
表2内蒙某煤矸石(NC)的主要化学成分组成
组成 SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO K<sub>2</sub>O Na<sub>2</sub>O MgO TiO<sub>2</sub> 烧失量
含量/％ 44.14 26.55 4.29 5.18 2.25 1.36 1.12 0.81 31.52
表3陕西某粉煤灰(SF)的主要化学成分组成
组成 SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO K<sub>2</sub>O Na<sub>2</sub>O MgO TiO<sub>2</sub> 烧失量
含量/％ 45.21 27.33 5.31 11.38 1.39 1.35 1.12 0.59 2.05
表4内蒙某粉煤灰(NF)的主要化学成分组成
组成 SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO K<sub>2</sub>O Na<sub>2</sub>O MgO TiO<sub>2</sub> 烧失量
含量/％ 49.96 29.66 4.98 5.00 2.69 2.11 1.78 0.67 1.59
以下实施例中，所用镁渣、钢渣和铁尾矿的成为如表5～7所示：
表5镁渣的化学成分组成
Figure BDA0003189202560000092
Figure BDA0003189202560000101
表6钢渣的化学成分组成
组成 SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO MnO Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub> MgO TiO<sub>2</sub> P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
含量/％ 11.55 3.67 24.86 41.59 3.21 0.23 2.19 1.18 1.89
表7铁尾矿的化学成分组成
组成 SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO MgO K<sub>2</sub>O Na<sub>2</sub>O TiO<sub>2</sub> P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
含量/％ 31.98 14.49 7.37 30.77 9.84 0.81 0.83 0.37 0.16
实施例1
将煤矸石SC依次进行分级分质，分出煤后将所得煤矸石破碎至粒度小于5mm，得到-5mm的第一砂F1；
将燃煤灰渣破碎至粒度小于5mm，得到-5mm的第二砂F2；
将建筑垃圾依次进行分级分质，分离有机物和金属组分后，将所得建筑垃圾破碎至粒度小于5mm，得到-5mm的第三砂F3；
将气化灰渣进行筛分，得到+0.5mm的气化粗渣B1和-0.5mm的气化细渣；将所述气化细渣进行细磨至粒度小于75μm，得到气化灰渣细灰G1；
将粉煤灰SF细磨至粒度小于75μm，得到粉煤灰细灰G2；
将脱硫石膏细磨至粒度小于75μm，得到脱硫石膏细灰；
将镁渣进行筛分，得到+0.5mm的镁渣粗渣B2和-0.5mm镁渣细渣，将所述细渣进行细磨至粒度小于75μm，得到镁渣细灰G3；
将所述第一砂F1、第二砂F2、第三砂F3、气化粗渣B1和镁渣粗渣B2按比例混合，得到骨料；
将所述气化灰渣细灰G1、粉煤灰细灰G2、镁渣细灰G3和425#矿渣水泥G4按比例混合，得到胶凝剂；
将F1、F2、F3和B1和B2按质量含量为60％、15％、5％、15％和5％的质量比例混合得到骨料F；将G1、G2、G3和G4按质量含量为10％、60％、10％、20％的比例混合，得到胶凝剂G；
然后将F、G和脱硫石膏细灰按质量含量为75％、24.5％和0.5％的比例混合形成基料；并配制质量浓度为2.5％的木质素磺酸钠水溶液；
按80％：20％的质量比定量加入基料和外加剂水溶液于搅拌器中，在搅拌速度为550r/min的条件下，连续搅拌10min后取样检测，其表观粘度V＝4.5Pa.s，坍落度S＝269mm，表明制得的高浓度浆体材料达到质量指标的要求，其固含量为80wt％。
实施例2
将煤矸石SC依次进行分级分质，分出煤后将所得煤矸石破碎至粒度小于5mm，得到-5mm的第一砂F1；
将燃煤灰渣破碎至粒度小于5mm，得到-5mm的第二砂F2；
将建筑垃圾依次进行分级分质，分离出有机物和金属组分后，将所得建筑垃圾破碎至粒度小于5mm，得到-5mm的第三砂F3；
将气化灰渣进行筛分，得到+0.5mm的气化粗渣B1和-0.5mm的气化细渣；将所述气化细渣进行细磨至粒度小于75μm，得到气化灰渣细灰G1；
将粉煤灰SF细磨至粒度小于75μm，得到粉煤灰细灰G2；
将脱硫石膏细磨至粒度小于75μm，得到脱硫石膏细灰；
将钢渣进行筛分，得到+0.5mm的钢渣粗渣B2和-0.5mm钢渣细渣，将所述细渣进行细磨至粒度小于75μm，得到钢渣细灰G3；
将所述第一砂F1、第二砂F2、第三砂F3、气化粗渣B1和钢渣粗渣B2按比例混合，得到骨料；
将所述气化灰渣细灰G1、粉煤灰细灰G2、钢渣细灰G3和425#硅酸盐水泥G4按比例混合，得到胶凝剂；
将F1、F2、F3和B1和B2按质量含量为65％、15％、5％、10％和5％的质量比例混合得到骨料F；将G1、G2、G3和G4按质量含量为10％、65％、10％、15％的比例混合得到胶凝剂G；
然后将F、G和脱硫石膏细灰按质量含量为75％、24％和1.0％的比例混合形成基料；并配制质量浓度为2.5％的萘磺酸钠水溶液；
按70％：30％的质量比定量加入基料和外加剂水溶液于搅拌器中，在搅拌速度为650r/min的条件下，连续搅拌10min后取样检测，其表观粘度V＝7.5Pa.s，坍落度S＝285mm，表明制得的高浓度浆体材料达到了质量指标的要求，固含量为70wt％。
实施例3
将煤矸石SC依次进行分级分质，分出煤后将所得煤矸石破碎至粒度小于5mm，得到-5mm的第一砂F1；
将燃煤灰渣破碎至粒度小于5mm，得到-5mm的第二砂F2；
将建筑垃圾依次进行分级分质，分离有机物和金属组分后，将所得建筑垃圾破碎至粒度小于5mm，得到-5mm的第三砂F3；
将气化灰渣进行筛分，得到+0.5mm的气化粗渣B1和-0.5mm的气化细渣；将所述气化细渣进行细磨至粒度小于75μm，得到气化灰渣细灰G1；
将粉煤灰NF细磨至粒度小于75μm，得到粉煤灰细灰G2；
将脱硫石膏细磨至粒度小于75μm，得到脱硫石膏细灰；
将铁尾矿进行筛分，得到+0.5mm的铁尾矿粗渣B2和-0.5mm铁尾矿细渣，将所述铁尾矿细渣进行细磨至粒度小于75μm，得到铁尾矿细灰G3；
将所述第一砂F1、第二砂F2、第三砂F3、气化粗渣B1和铁尾矿粗渣B2按比例混合，得到骨料；
将所述气化灰渣细灰G1、粉煤灰细灰G2、铁尾矿细灰G3和425#矿渣水泥G4按比例混合，得到胶凝剂；
将F1、F2、F3和B1和B2按质量含量为55％、10％、5％、15％和15％的质量比例混合得到骨料F；将G1、G2、G3和G4按质量含量为15％、60％、10％、15％的比例混合，得到形成胶凝剂G；
然后将F、G和脱硫石膏细灰按质量含量为76％、23.5％和0.5％的比例混合形成基料；并配制质量浓度为2.5％的聚甲酸水溶液；
按75％：25％的质量比各自定量加入基料和外加剂水溶液于搅拌器中，在搅拌速度为750r/min的条件下，连续搅拌10min后取样检测，测得其表观粘度V＝5.5Pa.s，坍落度S＝295mm，表明制得的高浓度浆体材料达到了质量指标的要求，浆体的固含量为75wt％。
实施例4
将煤矸石NC依次进行分级分质，分出煤后将所得煤矸石破碎至粒度小于5mm，得到-5mm的第一砂F1；
将燃煤灰渣破碎至粒度小于5mm，得到-5mm的第二砂F2；
将建筑垃圾依次进行分级分质，分离有机物和金属组分后，将所得建筑垃圾破碎至粒度小于5mm，得到-5mm的第三砂F3；
将气化灰渣进行筛分，得到+0.5mm的气化粗渣B1和-0.5mm的气化细渣；将所述气化细渣进行细磨至粒度小于75μm，得到气化灰渣细灰G1；
将粉煤灰NF细磨至粒度小于75μm，得到粉煤灰细灰G2；
将脱硫石膏细磨至粒度小于75μm，得到脱硫石膏细灰；
将镁渣进行筛分，得到+0.5mm的镁渣粗渣B2和-0.5mm镁渣细渣，将所述细渣进行细磨至粒度小于75μm，得到镁渣细灰G3；
将所述第一砂F1、第二砂F2、第三砂F3、气化粗渣B1和镁渣粗渣B2按比例混合，得到骨料；
将所述气化灰渣细灰G1、粉煤灰细灰G2、镁渣细灰G3和425#硅酸盐水泥G4按比例混合，得到胶凝剂；
将F1、F2、F3和B1和B2按质量含量为60％、10％、5％、15％和10％的质量比例混合得到骨料F；将G1、G2、G3和G4按质量含量为15％、65％、5％、15％的比例混合，得到胶凝剂G；
然后将F、G和脱硫石膏细灰按质量含量为75％、24％和1％的比例混合形成基料；并配制质量浓度为2.0％的木质素磺酸钠水溶液；
按75％：25％的质量比各自定量加入基料和外加剂水溶液于搅拌器中，在搅拌速度为850r/min的条件下，连续搅拌10min后取样检测，测得其表观粘度V＝5.2Pa.s，坍落度S＝275mm，表明制得的高浓度浆体材料达到了质量指标的要求，浆体固含量75wt％。
实施例5
将煤矸石NC依次进行分级分质，分出煤后将所得煤矸石破碎至粒度小于5mm，得到-5mm的第一砂F1；
将燃煤灰渣破碎至粒度小于5mm，得到-5mm的第二砂F2；
将建筑垃圾依次进行分级分质，分离有机物和金属组分后，将所得建筑垃圾破碎至粒度小于5mm，得到-5mm的第三砂F3；
将气化灰渣进行筛分，得到+0.5mm的气化粗渣B1和-0.5mm的气化细渣；将所述气化细渣进行细磨至粒度小于75μm，得到气化灰渣细灰G1；
将粉煤灰SF细磨至粒度小于75μm，得到粉煤灰细灰G2；
将脱硫石膏细磨至粒度小于75μm，得到脱硫石膏细灰；
将钢渣进行筛分，得到+0.5mm的钢渣粗渣B2和-0.5mm钢渣细渣，将所述细渣进行细磨至粒度小于75μm，得到钢渣细灰G3；
将所述第一砂F1、第二砂F2、第三砂F3、气化粗渣B1和钢渣粗渣B2按比例混合，得到骨料；
将所述气化灰渣细灰G1、粉煤灰细灰G2、钢渣细灰G3和425#矿渣水泥G4按比例混合，得到胶凝剂；
将F1、F2、F3和B1和B2按质量含量为55％、15％、5％、15％和10％的质量比例混合得到骨料F；将G1、G2、G3和G4按质量含量为10％、70％、5％、15％的比例混合形成胶凝剂G；
然后将F、G和脱硫石膏细灰按质量含量为75％、24％和1％的比例混合形成基料；并配制质量浓度为2.0％的萘磺酸钠水溶液；
按60％：40％的质量比各自定量加入基料和外加剂水溶液于搅拌器中，在搅拌速度为950r/min的条件下，连续搅拌10min后取样检测，测得其表观粘度V＝5Pa.s，坍落度S＝285mm，表明制得的高浓度浆体材料达到了质量指标的要求，浆体浓度为60wt％。
实施例6
将煤矸石NC依次进行分级分质，分出煤后将所得煤矸石破碎至粒度小于5mm，得到-5mm的第一砂F1；
将燃煤灰渣破碎至粒度小于5mm，得到-5mm的第二砂F2；
将建筑垃圾依次进行分级分质，分离有机物和金属组分后，将所得建筑垃圾破碎至粒度小于5mm，得到-5mm的第三砂F3；
将气化灰渣进行筛分，得到+0.5mm的气化粗渣B1和-0.5mm的气化细渣；将所述气化细渣进行细磨至粒度小于75μm，得到气化灰渣细灰G1；
将粉煤灰NF细磨至粒度小于75μm，得到粉煤灰细灰G2；
将脱硫石膏细磨至粒度小于75μm，得到脱硫石膏细灰；
将铁尾矿进行筛分，得到+0.5mm的铁尾矿粗渣B2和-0.5mm铁尾矿细渣，将所述铁尾矿细渣进行细磨至粒度小于75μm，得到铁尾矿细灰G3；
将所述第一砂F1、第二砂F2、第三砂F3、气化粗渣B1和铁尾矿粗渣B2按比例混合，得到骨料；
将所述气化灰渣细灰G1、粉煤灰细灰G2、铁尾矿细灰G3和425#硅酸盐水泥G4按比例混合，得到胶凝剂；
将F1、F2、F3和B1和B2按质量含量为60％、15％、5％、15％和5％的质量比例混合得到骨料F；将G1、G2、G3和G4按质量含量为10％、65％、10％、15％的比例混合形成胶凝剂G；
然后将F、G和脱硫石膏细灰按质量含量为75％、24％和1％的比例混合形成基料；并配制质量浓度为2.0％的聚甲酸水溶液；
按60％：40％的质量比各自定量加入基料和外加剂水溶液于搅拌器中，在搅拌速度为1050r/min的条件下，连续搅拌10min后取样检测，测得其表观粘度V＝6.2Pa.s，坍落度S＝285mm，表明制得的高浓度浆体材料达到了质量指标的要求，浆体浓度为60wt％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高浓度浆体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将煤矸石进行分级分质，分离煤后，将所得煤矸石破碎至粒度小于5mm，得到第一砂F1；
将燃煤灰渣破碎至粒度小于5mm，得到第二砂F2；
将建筑垃圾进行分级分质，分离有机物和金属组分后，将所得建筑垃圾破碎至粒度小于5mm，得到第三砂F3；
将气化灰渣进行筛分，得到粒度为+0.5mm的气化粗渣B1和粒度为-0.5mm的气化细渣；将所述气化细渣细磨至粒度小于75μm，得到气化灰渣细灰G1；
将粉煤灰细磨至粒度小于75μm，得到粉煤灰细灰G2；
将脱硫石膏细磨至粒度小于75μm，得到脱硫石膏细灰；
将工业废渣进行筛分，得到粒度为+0.5mm的工业废渣粗渣B2和粒度为-0.5mm的工业废渣细渣，将所述工业废渣细渣细磨至粒度小于75μm，得到工业废渣细灰G3；所述工业废渣包括镁渣、钢渣或铁尾矿；
将所述第一砂F1、第二砂F2、第三砂F3、气化粗渣B1和工业废渣粗渣B2混合，得到骨料；
将所述气化灰渣细灰G1、粉煤灰细灰G2、工业废渣细灰G3和水泥G4混合，得到胶凝剂；
将所述骨料、胶凝剂和脱硫石膏细灰混合，得到基料；
将所述基料和外加剂水溶液混合，得到高浓度浆体材料；
所述高浓度浆体材料的固含量为60～85wt％。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以所述骨料中所有组分的总质量分数为100％计，所述第一砂F1、第二砂F2、第三砂F3、气化粗渣B1和工业废渣粗渣B2在骨料中的质量含量依次为50～75％、10～15％、5～10％、10～15％和5～15％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以所述胶凝剂中所有组分的总质量分数为100％计，所述气化灰渣细灰G1、粉煤灰细灰G2、工业废渣细灰G3和水泥G4在胶凝剂中的质量含量依次为10～15％、50～75％、5～10％和15～25％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以所述基料中所有组分的总质量分数为100％计，所述骨料、胶凝剂和脱硫石膏细灰在基料中的质量含量依次为65～80％、20～35％和0.3～1.0％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述外加剂水溶液中的外加剂包括木质素磺酸盐系列外加剂、萘磺酸盐系列外加剂和聚羧酸系列外加剂。
6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述外加剂水溶液的质量浓度为0.25～1.00％。
7.权利要求1～6任一项所述制备方法制备得到的高浓度浆体材料。
8.根据权利要求7所述的高浓度浆体材料，其特征在于，所述高浓度浆体材料的水含量为15～40wt％。
9.权利要求7或8所述高浓度浆体材料在矿井开采充填、矿井火区隔离或涌水封堵中的应用。
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