一种煤矸石在锚固剂中大参量综合利用方法
技术领域
本发明涉及锚固剂制备领域，尤其涉及一种煤矸石在锚固剂中大%20参量综合利用方法。
背景技术
煤矸石是指煤矿在开采中排出的含碳岩石，它伴随着煤的形成过%20程，是煤矿建设、煤炭生产过程中所排出的固体废弃物的总称。截止%20到目前，我国煤矸石已累计堆存45亿吨，约占全国工业废渣的25％。%20肆意排放、随意堆放的煤矸石，及其自身易燃特性决定了煤矸石危害%20的立体型和严重性，主要表现在对土壤、水体、空气的污染以及容易%20引起地质灾害等方面，长期堆放占用大量土地，导致土地盐渍化以及%20破坏土壤的有机养分；煤矸石中含有的硫化物在雨水和地下水的溶淋%20作用下形成酸性液体，在渗透迁移过程中会将其中的重金属元素溶出,%20污染饮用水；煤矸石中含有的多种芳烃迁移到附近的水体中造成大量%20有机物污染；煤矸石发生自燃反应生成的SO2、H2S、CO等有害气体不%20仅污染空气，而且其产生的扬尘使得矿区附近居民呼吸道疾病大量增%20加，甚至造成煤矿工人呼吸中毒等恶性事故；煤矸石多为自然堆积而%20成，具有结构疏松、稳定性差的特点，极易引发煤矸石山的崩塌和滑%20坡以及泥石流。鉴于煤矸石的种种危害，加强煤矸石资源综合利用。
锚固剂现以石粉作为骨料，通常选用含硅量高的沉积岩为原料，%20通过破碎到适宜粒径直接添加。进入新世纪以来，国家加强了对不可%20再生资源和生态环境的保护，石粉作为一种不可再生资源，需要寻找%20其合理的替代物。在保证锚固剂性能的同时替代或减少石粉用量。煤%20矸石与石粉化学组成相近，且为工业废弃物，为缓和经济发展与生态%20环境相协调的矛盾，以煤矸石替代锚固剂中石粉具有重大的现实意义%20和经济环保意义，为发展“绿色建材”提供有力支撑。
现有的一种煤矸石在锚固剂中大参量综合利用方法，耗能大，不%20环保，采用耗材为不可再生能源。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的耗能大，不环保，采用耗材为不%20可再生能源的问题，而提出的一种煤矸石在锚固剂中大参量综合利用%20方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种煤矸石在锚固剂中大参量综合利用方法，包括以下步骤：
S1、将所需的沉积岩石与煤矸石进行破碎筛分，采取沉积岩石和%20煤矸石进行主要成分检测；
S2、根据S1中的检测结果，将沉积岩石和煤矸石按照计算比例%20进行混合，组成混合骨料；
S3、按照组成原料的重量比例称取树脂、混合骨料、促进剂和固%20化剂；
S4、将不同粒径和不同类的混合骨料放入锚固剂搅拌机中搅拌%203-5min后；
S5、向S3中的锚固剂搅拌机中加入树脂，并同时加入促进剂，%20常温下搅拌8-10分钟，即配制成树脂锚固剂胶泥；
S6、将S4中搅拌完成的树脂锚固剂胶泥和固化剂按照一定质量%20比分别装入双层薄膜袋中，两端封口后就制作成树脂锚固剂。
优选地，所述S3中树脂与混合骨料比例为1：5-1：5.5，促进%20剂用量为树脂量的1％,固化剂用量为树脂胶泥总量的5％。
优选地，所述S3中树脂为PET型不饱和聚酯树脂。
优选地，所述S6中固化剂采用以下步骤制备：首先将醇与专用%20增稠剂进行高速分散，升温至20℃～40℃，搅拌5～30分钟，然后%20加入水进行搅拌20～60分钟成胶状；胶体中按顺序加入引发剂和无%20机填料和颜料，继续搅拌30～60分钟；物料混和呈匀质状，即制得专用固化剂。
优选地，所述专用固化剂质量份组成为：引发剂4～32份，醇2～%2025份，专用增稠剂0.5～5份，水50～150份，无机填料80～160份，%20颜料1～3份。
优选地，所述的引发剂为：过氧化苯甲酰，2.4-二氯过氧化苯甲%20酰，过氧化甲乙酮，过氧化环己酮，过氧化苯甲酸叔丁酯，过氧化己%20酸叔丁酯中一种或多种种复合而成；所述醇为二甘醇，丙二醇，乙二%20醇，丙三醇，正丁醇中一种或多种复合而成；所述的专用增稠剂为羟%20丙基纤维素，预糊化淀粉，果胶，黄蓍胶，汉生胶，右旋糖酐，聚乙%20烯吡咯烷酮，淀粉接枝聚丙烯酸钠中一种或几种复合而成。
优选地，所述S5中促进剂为DMA或DMT的一种或两种混合物。
优选地，所述S2混合骨料中其中煤矸石粗颗粒与沉积岩石粗颗%20粒重量比为0-30％，所述混合骨料中其中煤矸石细颗粒与沉积岩石细%20颗粒重量比为0-40％。
优选地，所述S2中的沉积岩石和煤矸石之间主要成分类似，正%20常情况下煤矸石成分中CaO、SiO2和Al2O3含量高低对锚固剂性能影响%20较小，主要是Fe2O3的含量要控制在1％以内，否则影响锚固剂自身热%20稳定性，具体计算公式如下：
y1＝68.4-9.4x1-16.7x1x3
y2＝141.5+6.9x1-238.9x2-212.3x2x3+424.4x22+32.48x32
y3＝-123.8+77x3+74.8x1x3-16.1x2x3+12x12-36.4x22
y4＝234.6+65x3+35.8x1x3-23.1x2x3+13x12-24.4x22
其中，y1、y2、y3和y4分别为CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3，%20x1、x2和x3，分别代表拉伸强度、硬度和热稳定性。
与现有技术相比，本发明提供了一种煤矸石在锚固剂中大参量综%20合利用方法，具备以下有益效果：
1.本发明通过采用煤矸石替代锚固剂中石粉，在满足使用性能情%20况下，即加强了对不可再生资源和生态环境的保护，又消耗了工业废%20弃物，降低了成本，所以煤矸石替代锚固剂中石粉具有重大的现实意%20义和经济环保意义；现使用锚固剂由树脂，石粉，固化剂，促进剂组%20成，石粉选用含硅量高的沉积岩石粉，石粉为不可再生资源，而且生%20产石粉过程中对生态环境产生破坏，而煤矸石是工业废弃物，污染环%20境。这里提供一种技术使用煤矸石替代锚固剂中石粉，由于煤矸石经%20过多次破碎，且自身强度多数不如沉积岩高，所以预采用部分替代锚%20固剂中石粉的方法，减少石粉用量，降低锚固剂总体成本。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显%20然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施%20例。
实施例1：
按照树脂与混合骨料比例为1：5-1：5.5，促进剂用量为树脂量%20的1％,固化剂用量为树脂胶泥总量的5％制备锚固剂；
表1-石粉主要成分
表2-石粉颗粒筛分表
表3-煤矸石主要成分
单独使用粗颗粒煤矸石替代石粉中粗颗粒，细颗粒继续使用石 粉，其抗压强度随着煤矸石的掺入，替代40％、50％、60％、70％、80％、 90％、100％，其抗压强度随之降低，减低比例为4％、7％，11.5％，17.8％， 21.3％，22.1％，24.4％；
单独使用细颗粒煤矸石替代石粉中细颗粒，粗颗粒继续使用石 粉，其抗压强度随着煤矸石的掺入，替代50％、60％、70％、80％、90％、 100％，其抗压强度随之降低，减低比例为5％、8％，10％，17.6％，20.2％， 23.1％；
粗和细颗粒煤矸石同时替代石粉中粗、细颗粒，其抗压强度随着 煤矸石的掺入，替代30％、40％、50％、60％，其抗压强度随之降低， 减低比例为3％、7％，12％，16.6％。
实施例2：基于实施例1，但有所不同的是：
按照树脂与混合骨料比例为1：5-1：5.5，促进剂用量为树脂量 的1％,固化剂用量为树脂胶泥总量的5％制备锚固剂；
表1-石粉主要成分
表2-石粉颗粒筛分表
表3-煤矸石主要成分
单独使用粗颗粒煤矸石替代石粉中粗颗粒，细颗粒继续使用石 粉，其抗压强度随着煤矸石的掺入，替代40％、50％、60％、70％、80％、 90％、100％，其抗压强度随之降低，减低比例为3.5％、6.7％，12.5％， 16.9％，23.4％，24.5％，22.7％；
单独使用细颗粒煤矸石替代石粉中细颗粒，粗颗粒继续使用石 粉，其抗压强度随着煤矸石的掺入，替代50％、60％、70％、80％、90％、 100％，其抗压强度随之降低，减低比例为4.8％、7.8％，12.4％，16.5％， 23.5％，22.8％；
粗和细颗粒煤矸石同时替代石粉中粗、细颗粒，其抗压强度随着 煤矸石的掺入，替代30％、40％、50％、60％，其抗压强度随之降低， 减低比例为2.6％、4.5％，15.3％，16.8％。
实施例3：基于实施例1和2，但有所不同的是：
按照树脂与混合骨料比例为1：5-1：5.5，促进剂用量为树脂量 的1％,固化剂用量为树脂胶泥总量的5％制备锚固剂；
表1-石粉主要成分
表2-石粉颗粒筛分表
表3-煤矸石主要成分
单独使用粗颗粒煤矸石和碳纤维替代石粉中粗颗粒，细颗粒继续 使用石粉，其抗压强度随着煤矸石的掺入，替代40％、50％、60％、70％、 80％、90％、100％，其抗压强度随之降低，减低比例为5.6％、6.8％， 13.5％，16.5％，23.6％，24.2％，23.5％；
单独使用细颗粒煤矸石替代石粉中细颗粒，粗颗粒继续使用石 粉，其抗压强度随着煤矸石的掺入，替代50％、60％、70％、80％、90％、 100％，其抗压强度随之降低，减低比例为4.7％、7.8％，9.8％，15.6％， 19.8％，22.6％；
粗和细颗粒煤矸石同时替代石粉中粗、细颗粒，其抗压强度随着 煤矸石的掺入，替代30％、40％、50％、60％，其抗压强度随之降低， 减低比例为2.7％、6.9％，11.78％，15.87％。
实施例4：基于实施例1、2、3和4，但有所不同的是：
一种煤矸石在锚固剂中大参量综合利用方法，包括以下步骤：
S1、将所需的沉积岩石与煤矸石进行破碎筛分，采取沉积岩石和 煤矸石进行主要成分检测；
S2、根据S1中的检测结果，将沉积岩石和煤矸石按照计算比例 进行混合，组成混合骨料；
S3、按照组成原料的重量比例称取树脂、混合骨料、促进剂和固 化剂；
S4、将不同粒径和不同类的混合骨料放入锚固剂搅拌机中搅拌3-5min后；
S5、向S3中的锚固剂搅拌机中加入树脂，并同时加入促进剂， 常温下搅拌8-10分钟，即配制成树脂锚固剂胶泥；
S6、将S4中搅拌完成的树脂锚固剂胶泥和固化剂按照一定质量 比分别装入双层薄膜袋中，两端封口后就制作成树脂锚固剂。
进一步，优选地，S3中树脂与混合骨料比例为1：5-1：5.5，促 进剂用量为树脂量的1％,固化剂用量为树脂胶泥总量的5％。
进一步，优选地，S3中树脂为PET型不饱和聚酯树脂。
进一步，优选地，S6中固化剂采用以下步骤制备：首先将醇与 专用增稠剂进行高速分散，升温至20℃～40℃，搅拌5～30分钟， 然后加入水进行搅拌20～60分钟成胶状；胶体中按顺序加入引发剂 和无机填料和颜料，继续搅拌30～60分钟；物料混和呈匀质状，即制得专用固化剂。
进一步，优选地，专用固化剂质量份组成为：引发剂4～32份， 醇2～25份，专用增稠剂0.5～5份，水50～150份，无机填料80～ 160份，颜料1～3份。
进一步，优选地，引发剂为：过氧化苯甲酰，2.4-二氯过氧化苯 甲酰，过氧化甲乙酮，过氧化环己酮，过氧化苯甲酸叔丁酯，过氧化 己酸叔丁酯中一种或多种种复合而成；醇为二甘醇，丙二醇，乙二醇， 丙三醇，正丁醇中一种或多种复合而成；的专用增稠剂为羟丙基纤维 素，预糊化淀粉，果胶，黄蓍胶，汉生胶，右旋糖酐，聚乙烯吡咯烷 酮，淀粉接枝聚丙烯酸钠中一种或几种复合而成。
进一步，优选地，S5中促进剂为DMA或DMT的一种或两种混合 物。
进一步，优选地，S2混合骨料中其中煤矸石粗颗粒与沉积岩石 粗颗粒重量比为0-30％，混合骨料中其中煤矸石细颗粒与沉积岩石细 颗粒重量比为0-40％。
进一步，优选地，S2中的沉积岩石和煤矸石之间主要成分类似， 正常情况下煤矸石成分中CaO、SiO2和Al2O3含量高低对锚固剂性能影 响较小，主要是Fe2O3的含量要控制在1％以内，否则影响锚固剂自身 热稳定性，具体计算公式如下：
y1＝68.4-9.4x1-16.7x1x3
y2＝141.5+6.9x1-238.9x2-212.3x2x3+424.4x22+32.48x32
y3＝-123.8+77x3+74.8x1x3-16.1x2x3+12x12-36.4x22
y4＝234.6+65x3+35.8x1x3-23.1x2x3+13x12-24.4x22
其中，y1、y2、y3和y4分别为CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3， x1、x2和x3，分别代表拉伸强度、硬度和热稳定性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范 围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技 术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改 变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
