CN116924730A - 富孔贫胶填充材料获取系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种富孔贫胶填充材料获取系统,包括:粉碎组件和胶结组件,其中,粉碎组件,用于对待处理的初始骨架材料进行粉碎处理,得到初始骨架材料处理后的目标颗粒骨架材料,其中,目标颗粒骨架材料的目标颗粒度参数落于预设的参考颗粒参数区间内;胶结组件,用于获取预配置的胶结材料并将胶结材料浇灌于目标颗粒骨架材料上,对目标颗粒骨架材料进行重力自留灌浆胶结处理,得到目标富孔贫胶填充材料,其中,胶结材料从目标颗粒骨架材料中流动经过。本申请中,实现了对废弃材料的循环利用,通过对目标颗粒骨架材料的浇灌实现胶结得到目标富孔贫胶填充材料,降低了目标富孔贫胶填充材料的制作成本以及采空区的填充成本。

Description

富孔贫胶填充材料获取系统
技术领域
本申请涉及材料制作领域,尤其涉及一种富孔贫胶填充材料获取系统。
背景技术
在基于垮落法进行煤矿开采的过程中,开采过后的采空区会导致一定程度的地面塌陷,进而对煤矿周围的生态环境造成一定程度的破坏,在该场景下,可以基于充填开采的方法对煤矿进行开采,并对开采后的采空区进行填充。
相关技术中,可以通过固体填充、膏体填充、高水填充以及超高水填充等方法对开采后的采空区进行填充,然而,固体填充由于其使用的填充材料本身缺乏胶结性且需要使用大量的充填材料,以及,膏体填充所使用的填充材料,在长距离的运输环境下容易堵塞膏体输送管道,以及,高水和超高水填充所使用的的填充材料具有一定的风华特性,由此可知,固体填充、膏体填充、高水填充以及超高水填充等方法存在材料使用成本较高且具备一定的操作难度。
发明内容
本申请的目的旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。
本申请第一方面提供了一种富孔贫胶填充材料获取系统,包括:粉碎组件和胶结组件,其中,所述粉碎组件,用于对待处理的初始骨架材料进行粉碎处理,得到所述初始骨架材料处理后的目标颗粒骨架材料,其中,所述目标颗粒骨架材料的目标颗粒度参数落于预设的参考颗粒参数区间内;所述胶结组件,用于获取预配置的胶结材料并将所述胶结材料浇灌于所述目标颗粒骨架材料上,对所述目标颗粒骨架材料进行重力自留灌浆胶结处理,得到目标富孔贫胶填充材料,其中,所述胶结材料从所述目标颗粒骨架材料中流动经过后附着于所述目标颗粒骨架材料与所述胶结材料的接触面上,且仅填充所述目标颗粒骨架材料中的部分孔隙。
本申请第一方面提供的一种富孔贫胶填充材料获取系统,还具备如下技术特征,包括:
根据本申请一个实施例,所述系统还包括材料配比组件,其中,所述材料配比组件,用于根据待填充区域的煤层强度参数,确定所述目标颗粒骨架材料中各材料颗粒的目标颗粒参数、所述目标颗粒骨架材料的第一用量参数以及所述胶结材料的第二用量参数。
根据本申请一个实施例,所述胶结材料包括水泥、石英砂粉,其中,所述材料配比组件,还用于:确定所述水泥在所述胶结材料中的第一掺混占比,和所述石英砂粉在所述胶结材料中的第二掺混占比;基于所述第一掺混占比和所述第二掺混占比对所述水泥和所述石英砂粉进行掺混处理,得到所述胶结材料。
根据本申请一个实施例,所述胶结材料还包括外加剂,所述外加剂包括保塑型外加剂和减水型外加剂,其中,所述材料配比组件,还用于:获取所述保塑型外加剂在外加剂添加量中的第一添加占比,和所述减水型外加剂在所述外加剂添加量中的第二添加占比;基于所述第一添加占比和所述第二添加占比,将所述保塑型外加剂和所述减水型外加剂添加至所述胶结材料中,得到添加后的所述胶结材料。
根据本申请一个实施例,所述系统还包括浆体回收组件,其中,所述胶结材料从所述目标颗粒骨架材料中各材料颗粒上流动经过,并通过所述浆体回收组件将流动经过所述目标颗粒骨架材料后的剩余胶结材料回收。
根据本申请一个实施例,所述初始骨架材料,包括,矸石、废砼、废砖以及废弃花岗岩中的至少一种。
根据本申请一个实施例,所述胶结材料对所述目标颗粒骨架材料中各材料颗粒之间的接触区域进行胶结处理,且仅填充所述目标颗粒骨架材料中的部分孔隙,所述目标富孔贫胶填充材料的孔隙率区间为[7%,35%]。
根据本申请一个实施例,所述系统还包括模具箱,其中,所述模具箱与水平面平行的灌入箱体面上设置有多个浆体灌入孔洞,所述模具箱另一与水平面平行的流出箱体面上设置有多个浆体流出孔洞;所述胶结材料从所述灌入箱体面上的多个浆体灌入孔洞中灌入,从所述流出箱体面上的多个浆体流出孔洞中流出后被回收。
根据本申请一个实施例,所述系统还包括固化组件,其中,所述固化组件用于对胶结材料流动经过所述目标颗粒骨架材料后的混合材料进行固化,以通过所述胶结材料对所述目标颗粒骨架材料进行胶结处理,得到所述目标富孔贫胶填充材料。
本申请提供的富孔贫胶填充材料获取系统,包括粉碎组件和胶结组件,其中,粉碎组件,用于对待处理的初始骨架材料进行粉碎处理,得到初始骨架材料处理后的目标颗粒骨架材料,其中,目标颗粒骨架材料的目标颗粒度参数落于预设的参考颗粒参数区间内;胶结组件,用于获取预配置的胶结材料并将胶结材料浇灌于目标颗粒骨架材料上,对目标颗粒骨架材料进行重力自留灌浆胶结处理,得到目标富孔贫胶填充材料,其中,胶结材料从目标颗粒骨架材料中流动经过后附着于目标颗粒骨架材料与胶结材料的接触面上,且仅填充目标颗粒骨架材料中的部分孔隙。本申请中,通过对初始骨架材料的粉碎处理得到目标颗粒骨架材料,进而通过胶结材料对目标颗粒骨架的重力自留灌浆胶结处理,得到所需的目标富孔贫胶填充材料,在初始骨架材料为废弃材料的场景下,通过对初始骨架材料的粉碎处理,实现了对废弃材料的循环利用,避免了废弃材料的丢弃对于环境的伤害,优化了矿井开采的环保性,通过对目标颗粒骨架材料的浇灌实现胶结得到目标富孔贫胶填充材料,在保证一定的充填材料强度下,降低了制作目标富孔贫胶填充材料时各项材料的制作用量,以及降低了填充材料的制作难度,降低了目标富孔贫胶填充材料的制作成本以及采空区的填充成本。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本申请一实施例的富孔贫胶填充材料获取系统的示意图;
图2为本申请一实施例的填充材料与颗粒粒径的关系示意图;
图3为本申请另一实施例的富孔贫胶填充材料获取系统的示意图;
图4为本申请一实施例的胶结材料固化后的强度与水泥质量在水泥与石英砂粉总质量的占比的关系示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
下面参考附图描述本申请实施例的富孔贫胶填充材料获取系统。
图1为本申请一实施例的富孔贫胶填充材料获取系统的示意图,如图1所示,富孔贫胶填充材料获取系统100,粉碎组件110和胶结组件120,其中:
粉碎组件110,用于对待处理的初始骨架材料进行粉碎处理,得到初始骨架材料处理后的目标颗粒骨架材料,其中,目标颗粒骨架材料的目标颗粒度参数落于预设的参考颗粒参数区间内;
胶结组件120,用于获取预配置的胶结材料并将胶结材料浇灌于目标颗粒骨架材料上,对目标颗粒骨架材料进行重力自留灌浆胶结处理,得到目标富孔贫胶填充材料,其中,胶结材料从目标颗粒骨架材料中流动经过后附着于目标颗粒骨架材料与胶结材料的接触面上,且仅填充目标颗粒骨架材料中的部分孔隙。
本申请实施例中,可以通过对颗粒的骨架材料的胶结处理,得到所需的富孔贫胶填充材料,其中,可以通过粉碎组件110对待处理的初始骨架材料进行粉碎处理,通过对初始骨架材料的粉碎处理,得到可以用于进行胶结处理得到富孔材料的颗粒状态的骨架材料,作为目标颗粒骨架材料。
其中,初始骨架材料可以为煤矿采集和/或建筑时所产生的废弃材料,包括矸石、废砼、废砖以及废弃花岗岩中的至少一种,此处不做具体限定。
可选地,粉碎组件110可以设置有颗粒筛选组件,对初始骨架材料进行粉碎处理后,可以通过筛选组件对处理得到的全部的颗粒材料进行筛选,从而得到满足预设条件的颗粒,作为制作富孔贫胶填充材料的目标颗粒骨架材料。
其中,预设条件可以为制作富孔贫胶填充材料的目标颗粒骨架材料中的各材料颗粒需要满足的颗粒参数区间,可以将该颗粒参数区间确定为预设的参考颗粒参数区间。
本申请实施例中,作为骨架材料的颗粒的粒径与制作得到的填充材料的孔隙率之间存在一定程度的关联关系,其中,作为骨架材料的颗粒的粒径越大,颗粒的表面积越大,胶结材料流过颗粒时更易附着,基于其所得到的填充材料的孔隙率越高,填充材料的强度和弹性的模量也越大。
作为一种示例,设定作为骨架材料的颗粒为颗粒A和颗粒B,其中,颗粒A的粒径大于颗粒B的粒径,基于颗粒A作为骨架材料得到的填充材料为填充材料A’,基于颗粒B作为骨架材料得到的填充材料为填充材料B’。
在该示例中,颗粒A的表面积大于颗粒B,胶结材料流过颗粒A时的附着量大于流过颗粒B时的附着量,填充材料A’的孔隙率高于填充材料B’的孔隙率,进而可知,填充材料A’的强度和弹性的模量大于填充材料B’的强度和弹性的模量。
以填充材料的强度对比为示例,如图2所示,图2示出了基于相同浆体参数的胶结材料,对不同颗粒参数的颗粒骨架材料进行胶结处理所得到的填充材料的强度变化。
其中,点A的纵坐标为对4mm粒径的颗粒作为骨架材料进行胶结处理后得到的填充材料的强度值,点B的纵坐标为对20mm粒径的颗粒作为骨架材料进行胶结处理后得到的填充材料的强度值,由图2可知,点B对应的填充材料的强度值大于点A对应的填充材料的强度值。
在该场景下,可以获取矿井填充所需的填充材料需要满足的条件,并基于获取到的条件确定作为骨架材料的颗粒的参数所需满足的参数区间,作为预设的参考颗粒参数区间。
可以理解为,当初始骨架材料进行粉碎处理后得到的颗粒中,存在至少部分颗粒的颗粒参数能够落于该参考颗粒参数区间内时,即可判定,该部分颗粒满足了制作富孔贫胶填充材料的要求,进而可以将该部分颗粒确定为目标颗粒骨架材料。
需要说明的是,在进行目标颗粒骨架材料的选择时,还需要选择粒径分布均匀的颗粒。
本申请实施例中,富孔贫胶填充材料获取系统100中,还包括胶结组件120,如图1所示,胶结组件120可以对目标颗粒骨架材料进行胶结处理,从而得到目标富孔贫胶填充材料。
可选地,胶结组件120可以获取预配置的胶结材料,其中,胶结材料可以为基于预设的材料配方对至少一种材料进行处理所得到的浆体材料。
需要说明的是,胶结材料中可以为水泥进行处理所得到的浆体材料,也可以包括石英砂粉进行处理所得到的浆体材料,还可以包括水泥和石英砂粉混合后进行处理所得到的浆体材料,此处不做具体限定。
为了得到富孔贫胶的填充材料,胶结组件120可以将胶结材料浇灌于目标颗粒骨架材料上,使得胶结材料可以从目标颗粒骨架材料中流动经过,从而实现对目标颗粒骨架材料的重力自留灌浆胶结处理。
可以理解为,将胶结材料浇灌至目标颗粒骨架材料上之后,胶结材料在重力的作用下从目标颗粒骨架材料中的各材料颗粒上以及各材料颗粒之间流动经过,通过目标颗粒骨架材料的材料特性将胶结材料的浆体留存至颗粒上。
其中,本申请实施例中,胶结材料从目标颗粒骨架材料上流动经过后仅附着于目标颗粒骨架材料与胶结材料之间的接触面上,相较于相关技术中的自密实混凝土填充材料所使用的胶结材料的用量,本申请实施例提出的富孔贫胶填充材料获取过程中减少了胶结材料的用量,从而对目标颗粒骨架材料实现了贫胶模式下的胶结处理。
进一步地,基于胶结材料由浆体状态转化为固体状态,实现对目标颗粒骨架材料的重力自留灌浆胶结处理。
在该场景下,由于胶结材料是从目标颗粒骨架材料上流动经过的,因此,目标颗粒骨架材料中各材料颗粒上的孔隙并不会被胶结材料完全填充,也就是说,胶结材料仅会对目标颗粒骨架材料中的部分孔隙进行填充,由此可知,在对目标颗粒骨架材料进行重力自留灌浆胶结处理后所得到的填充材料,存在一定数量的孔隙。
进一步地,可以将存在一定数量的孔隙且通过贫胶模式实现胶结处理所得到的的填充材料,确定为目标富孔贫胶填充材料。
需要说明的是,目标富孔贫胶填充材料的孔隙率存在预设的孔隙率区间,可以理解为,孔隙率落于该孔隙率区间内的目标富孔贫胶填充材料,在满足实际的对采空区填充的填充材料的要求的同时,还可以降低制作填充材料时所使用的各项材料的用量,进而降低填充材料的制作成本。
其中,目标富孔贫胶填充材料的孔隙率区间为[7%,35%],也可以为其他使得目标富孔贫胶填充材料能够满足采空区填充的填充材料的要求的孔隙率区间,此处不做具体限定。
本申请提出的富孔贫胶填充材料获取系统,包括粉碎组件和胶结组件,其中,粉碎组件,用于对待处理的初始骨架材料进行粉碎处理,得到初始骨架材料处理后的目标颗粒骨架材料,其中,目标颗粒骨架材料的目标颗粒度参数落于预设的参考颗粒参数区间内;胶结组件,用于获取预配置的胶结材料并将胶结材料浇灌于目标颗粒骨架材料上,对目标颗粒骨架材料进行重力自留灌浆胶结处理,得到目标富孔贫胶填充材料,其中,胶结材料从目标颗粒骨架材料中流动经过。本申请中,通过对初始骨架材料的粉碎处理得到目标颗粒骨架材料,进而通过胶结材料对目标颗粒骨架的重力自留灌浆胶结处理,得到所需的目标富孔贫胶填充材料,在初始骨架材料为废弃材料的场景下,通过对初始骨架材料的粉碎处理,实现了对废弃材料的循环利用,避免了废弃材料的丢弃对于环境的伤害,优化了矿井开采的环保性,通过对目标颗粒骨架材料的浇灌实现胶结得到目标富孔贫胶填充材料,在保证一定的充填材料强度下,降低了制作目标富孔贫胶填充材料时各项材料的制作用量,以及降低了填充材料的制作难度,降低了目标富孔贫胶填充材料的制作成本以及采空区的填充成本。
上述实施例中,关于富孔贫胶填充材料获取系统,还可以结合图3进一步理解,图3为本申请另一实施例的富孔贫胶填充材料获取系统的示意图,如图3所示,富孔贫胶填充材料获取系统300,包括粉碎组件310、胶结组件320、材料配比组件330、浆体回收组件340、模具箱350和固化组件360,其中:
材料配比组件330,用于根据待填充区域的煤层强度参数,确定目标颗粒骨架材料中各材料颗粒的目标颗粒参数、目标颗粒骨架材料的第一用量参数以及胶结材料的第二用量参数。
胶结材料包括水泥、石英砂粉,其中,材料配比组件330,还用于:确定水泥在胶结材料中的第一掺混占比,和石英砂粉在胶结材料中的第二掺混占比。基于第一掺混占比和第二掺混占比对水泥和石英砂粉进行掺混处理,得到胶结材料。
胶结材料还包括外加剂,外加剂包括保塑型外加剂和减水型外加剂,其中,材料配比组件330,还用于:获取保塑型外加剂在外加剂添加量中的第一添加占比,和减水型外加剂在外加剂添加量中的第二添加占比;基于第一添加占比和第二添加占比,将保塑型外加剂和减水型外加剂添加至胶结材料中,得到添加后的胶结材料。
本申请实施例中,材料配比组件330可以获取待填充区域的煤层强度参数,并通过获取到的煤层强度参数,确定对待填充区域进行填充时采用的填充材料需要满足的强度条件。
由图2可知,不同粒径的颗粒作为骨架材料所得到的填充材料的强度存在差异,在该场景下,材料配比组件330可以根据待填充区域的煤层强度参数,确定制作填充材料时使用的目标颗粒骨架材料中各材料颗粒的参数,作为目标颗粒骨架材料的目标颗粒参数,其中,目标颗粒参数包括颗粒的粒径等。
可选地,填充材料的强度与目标颗粒骨架材料的用量与胶结材料的用量之间存在一定程度的关联关系。
在该场景下,材料配比组件330,还可以根据待填充区域的煤层强度参数确定目标颗粒骨架材料的用量参数标记为第一用量参数,以及胶结材料的用量参数标记为第二用量参数。
本申请实施例中,胶结材料中可以包括水泥、石英砂粉以及外加剂,其中,外加剂可以包括保塑型外加剂以及减水型外加剂等。
在该场景下,材料配比组件330还需要获取水泥与石英砂粉进行掺混时各自的占比,并分别确定为水泥的第一掺混占比以及石英砂粉的第二掺混占比。
进一步地,基于第一掺混占比和第二掺混占比对水泥和石英砂粉进行混合,基于混合处理得到胶结材料。
相应地,材料配比组件330还可以确定保塑型外加剂在外加剂的全部添加量中的添加占比并标记为第一添加占比,和减水型外加剂在外加剂的全部添加量中的添加占比并标记为第二添加占比,并基于第一添加占比和第二添加占比将保塑型外加剂和减水型外加剂分别添加至胶结材料中,得到添加后的胶结材料。
其中,保塑型外加剂的第一添加占比和减水型外加剂的第二添加占比可以均设定为百分之五十,也可以设定为其他值,此处不做具体限定。
需要说明的是,减水型外加剂对水泥存在一定程度的分散作用,从而提高胶结材料的流动性以及降低胶结材料的用水量,保塑型外加剂能够减少胶结材料坍落度,从而提高填充材料的完整性。
可选地,基于第一掺混占比和第二掺混占比对水泥和石英砂进行掺混处理,还可以结合下述内容理解:
本申请实施例中,胶结材料流过目标颗粒骨架材料后,滞留在目标颗粒骨架材料上的胶结材料的量的体积分数与胶结材料的流动性存在一定程度的关联关系,比如,胶结材料的自密实净浆流动性越低,胶结材料流过目标颗粒骨架材料后滞留在在目标颗粒骨架材料上的胶结材料的量的体积分数越大。
如下表所示:
水泥质量在水泥与石英砂粉总质量的占比 目标颗粒骨架材料的体积分数 滞留的胶结材料的体积分数 孔隙率 强度/Mpa
0.10 76.20% 4.90% 39.30% 0.11
0.25 65.10% 15.20% 35.20% 0.19
0.40 59.69% 13.80% 27.60% 0.33
0.55 56.80% 14.00% 29.20% 0.075
0.70 56.80% 13.60% 29.60% 1.01
0.85 58.50% 13.90% 27.60% 1.4
1.00 58.90% 13.40% 27.70% 1.92
上述表格中,孔隙率为胶结材料对目标颗粒骨架材料进行胶结处理后得到的填充材料的孔隙率。
由上述表格可知,当目标颗粒骨架材料的体积分数以及填充材料的孔隙率,随着水泥质量在水泥与石英砂粉总质量的占比的增大而减少后基本保持不变,其中,目标颗粒骨架材料的体积分数随着水泥质量在水泥与石英砂粉总质量的占比的增大,由76.20%减少至59.69%后基本保持不变。以及,填充材料的孔隙率随着水泥质量在水泥与石英砂粉总质量的占比的增大,由39.30%减少至27.60%后基本保持不变。
以及,滞留在目标颗粒骨架材料中的胶结材料的体积分数,随着水泥质量在水泥与石英砂粉总质量的占比的增大,先增大后基本保持不变,可以理解为,水泥质量在水泥与石英砂粉总质量的占比越大,胶结材料的浆体粘稠度越高,其流动性越低。
以及,当水泥质量在水泥与石英砂粉总质量的占比增大至一定值,目标颗粒骨架材料的体积分数以及滞留在目标颗粒骨架材料中的胶结材料的体积分数基本保持不变时,胶结材料固化后的强度会随着水泥质量在水泥与石英砂粉总质量的占比的增大而增大。
可选地,胶结材料固化后的强度会随着水泥质量在水泥与石英砂粉总质量的占比的增大而增大,可结合图4进一步理解,如图4所示,折线1表示胶结材料的峰值强度,折线2表示胶结材料的峰值点割线模量,则由图4中的折线1可知,伴随着水泥质量在水泥与石英砂粉总质量的占比的增大,胶结材料固化后的峰值强度呈现增大趋势,由图4中的折线2可知,伴随着水泥质量在水泥与石英砂粉总质量的占比的增大,胶结材料固化后的峰值点割线模量呈现增大趋势。
需要说明的是,填充材料的单轴压缩强度与峰值点割线模量会随着胶结材料的固化后的强度增大而提升,但是,胶结材料固化后的强度对填充材料的当周压缩强度的提升程度存在上限。
其中,基于固化后的强度超过设定的阈值的胶结材料,对目标颗粒骨架材料进行胶结处理得到填充材料的破坏模式由浆体胶结键破坏模式逐步向目标颗粒骨架材料中使用的矸石贯穿破坏模式转变,填充材料的宏观失稳的主控因素不再是胶结材料的强度因素,而是目标颗粒骨架材料中使用的矸石的强度因素,由此可知,填充材料的强度是有胶结材料对应的固化后的强度与目标颗粒骨架材料中使用的矸石的强度共同决定的。
在该场景下,需要结合目标颗粒骨架材料中使用的矸石的强度与胶结材料固化后的强度,实现对填充材料的强度的调整。
如图3所示,富孔贫胶填充材料获取系统300,还包括浆体回收组件340,其中,胶结材料从目标颗粒骨架材料中各材料颗粒上流动经过,并通过浆体回收组件340将流动经过目标颗粒骨架材料后的剩余胶结材料回收。
模具箱350,其中,模具箱350与水平面平行的灌入箱体面上设置有多个浆体灌入孔洞,模具箱另一与水平面平行的流出箱体面上设置有多个浆体流出孔洞。胶结材料从灌入箱体面上的多个浆体灌入孔洞中灌入,从流出箱体面上的多个浆体流出孔洞中流出后被回收。
本申请实施例中,可以将目标颗粒骨架材料自然推积在模具箱350中,其中,模具箱350中存在与水平面平行的箱体面,可以在于水平面平行的箱体面上设置多个孔洞。
其中,可以将模具箱350与水平面平行的箱体面的其中一个面作为胶结材料的灌入面,标记为模具箱350的灌入箱体面,并将剩余的箱体面作为胶结材料流过目标颗粒骨架材料后流出的箱体面,标记为模具箱350的流出箱体面。
可选地,灌入箱体面上设置有多个供胶结材料灌入的孔洞,标记为多个浆体灌入孔洞,相应地,流出箱体面上设置有多个供胶结材料流出的孔洞,标记为多为浆体流出孔洞。
在该场景下,胶结组件330通过灌入箱体面上设置的多个浆体灌入孔洞将胶结材料浇灌于目标颗粒骨架材料中,使得胶结材料可以从目标颗粒骨架材料中的各材料颗粒上流动经过,并通过流出箱体面上设置的多个浆体流出孔洞流出。
需要说明的是,胶结材料对目标颗粒骨架材料中各材料颗粒之间的接触区域进行胶结处理,可以理解为,胶结材料从目标颗粒骨架材料中的各材料颗粒上流动经过时,会滞留部分胶结材料于各材料颗粒之间接触的部分进行胶结处理,其中,各材料颗粒之间解除的部分即为材料颗粒的接触区域。
本申请实施例中,富孔贫胶填充材料获取系统300还包括浆体回收组件340,其中,浆体回收组件340可以设置于胶结材料从目标颗粒骨架材料上流动经过后的流出方向上,从而对流动经过目标颗粒骨架材料后的剩余胶结材料进行回收。
其中,可以获取胶结材料从模具箱350的流出箱体面上的多个浆体流出孔洞的流出方向,并将浆体回收组件340设置于该方向上,从而实现对剩余胶结材料的回收。
可选的,富孔贫胶填充材料获取系统300,还包括固化组件360,其中,固化组件360用于对胶结材料流动经过目标颗粒骨架材料后的混合材料进行固化,以通过胶结材料对目标颗粒骨架材料进行胶结处理,得到目标富孔贫胶填充材料。
本申请实施例中,胶结材料从目标颗粒骨架材料中流动经过后,可以对胶结材料流动经过后的目标颗粒骨架材料和胶结材料的混合材料进行固化处理,通过胶结材料的固化实现对目标颗粒骨架材料中的各材料颗粒的胶结处理,进而得到处理后的目标富孔贫胶填充材料。
本申请提出的富孔贫胶填充材料获取系统,在初始骨架材料为废弃材料的场景下,通过对初始骨架材料的粉碎处理,实现了对废弃材料的循环利用,避免了废弃材料的丢弃对于环境的伤害,优化了矿井开采的环保性,通过对目标颗粒骨架材料的浇灌实现胶结得到目标富孔贫胶填充材料,在保证一定的充填材料强度下,降低了制作目标富孔贫胶填充材料时各项材料的制作用量,以及降低了填充材料的制作难度,通过对剩余胶结材料的浆体的回收,节约了胶结材料的使用量,进而降低了目标富孔贫胶填充材料的制作成本以及采空区的填充成本。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解,本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如,如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种富孔贫胶填充材料获取系统,其特征在于,所述系统包括:粉碎组件和胶结组件,其中,
所述粉碎组件,用于对待处理的初始骨架材料进行粉碎处理,得到所述初始骨架材料处理后的目标颗粒骨架材料,其中,所述目标颗粒骨架材料的目标颗粒度参数落于预设的参考颗粒参数区间内;
所述胶结组件,用于获取预配置的胶结材料并将所述胶结材料浇灌于所述目标颗粒骨架材料上,对所述目标颗粒骨架材料进行重力自留灌浆胶结处理,得到目标富孔贫胶填充材料,其中,所述胶结材料从所述目标颗粒骨架材料中流动经过后附着于所述目标颗粒骨架材料与所述胶结材料的接触面上,且仅填充所述目标颗粒骨架材料中的部分孔隙。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统还包括材料配比组件,其中,
所述材料配比组件,用于根据待填充区域的煤层强度参数,确定所述目标颗粒骨架材料中各材料颗粒的目标颗粒参数、所述目标颗粒骨架材料的第一用量参数以及所述胶结材料的第二用量参数。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述胶结材料包括水泥、石英砂粉,其中,所述材料配比组件,还用于:
确定所述水泥在所述胶结材料中的第一掺混占比,和所述石英砂粉在所述胶结材料中的第二掺混占比;
基于所述第一掺混占比和所述第二掺混占比对所述水泥和所述石英砂粉进行掺混处理,得到所述胶结材料。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述胶结材料还包括外加剂,所述外加剂包括保塑型外加剂和减水型外加剂,其中,所述材料配比组件,还用于:
获取所述保塑型外加剂在外加剂添加量中的第一添加占比,和所述减水型外加剂在所述外加剂添加量中的第二添加占比;
基于所述第一添加占比和所述第二添加占比,将所述保塑型外加剂和所述减水型外加剂添加至所述胶结材料中,得到添加后的所述胶结材料。
5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统还包括浆体回收组件,其中,所述胶结材料从所述目标颗粒骨架材料中各材料颗粒上流动经过,并通过所述浆体回收组件将流动经过所述目标颗粒骨架材料后的剩余胶结材料回收。
6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述初始骨架材料,包括,矸石、废砼、废砖以及废弃花岗岩中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述胶结材料对所述目标颗粒骨架材料中各材料颗粒之间的接触区域进行胶结处理,且仅填充所述目标颗粒骨架材料中的部分孔隙,所述目标富孔贫胶填充材料的孔隙率区间为[7%,35%]。
8.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统还包括模具箱,其中,所述模具箱与水平面平行的灌入箱体面上设置有多个浆体灌入孔洞,所述模具箱另一与水平面平行的流出箱体面上设置有多个浆体流出孔洞;
所述胶结材料从所述灌入箱体面上的多个浆体灌入孔洞中灌入,从所述流出箱体面上的多个浆体流出孔洞中流出后被回收。
9.根据权利要求1-8任一项所述的系统,其特征在于,所述系统还包括固化组件,其中,所述固化组件用于对胶结材料流动经过所述目标颗粒骨架材料后的混合材料进行固化,以通过所述胶结材料对所述目标颗粒骨架材料进行胶结处理,得到所述目标富孔贫胶填充材料。
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