一种利用废弃纺织物预制煤矿充填的煤矸石基复合材料毯

摘要

一种利用废弃纺织物预制煤矿充填的煤矸石基复合材料毯，属于矿用充填材料的技术领域，可解决现有充填开采方法效率低，易堵塞，对环境有二次污染的问题，包括夹层和夹层中间的填充物，填充物包括如下质量份数的组分：45‑59%的骨料、15‑25%的水泥、20‑30的粉煤灰和1‑3%的调节剂。本发明可以避免现场搅拌产生灰尘，且不需要管道输送，也不存在堵塞的情况。

说明书

技术领域

本发明属于矿用充填材料的技术领域，具体涉及一种利用废弃纺织物预制煤矿充填的煤矸石基复合材料毯。

背景技术

一种绿色的开采方法——充填开采，在现代的煤矿开采中正在逐渐推广，此开采方法的充填材料是其关键。现代的充填方法是将煤矸石、粉煤灰、水泥及多种添加剂在现场进行搅拌，然后通过压力泵及管道将其输送到采空区，来完成充填的整个过程。但是由于现场搅拌会产生大量的灰尘，对环境造成二次污染。而且在管道输送过程中经常遇到堵塞的情况，维修费用高，效率慢，因此，使得充填开采难以得到广泛的推广。

发明内容

本发明针对现有充填开采方法效率低，易堵塞，对环境有二次污染的问题，提供一种利用废弃纺织物预制煤矿充填的煤矸石基复合材料毯。

本发明采用如下技术方案：

一种利用废弃纺织物预制煤矿充填的煤矸石基复合材料毯，包括夹层和夹层中间的填充物，填充物包括如下质量份数的组分：45-59%的骨料、15-25%的水泥、20-30的粉煤灰和1-3%的调节剂。

所述骨料来源于煤矸石，包括粒径为0-5mm的细骨料、5-10mm的中级骨料和10-15mm的粗骨料，其中，细骨料占骨料的质量份数为25-35%，中级骨料占骨料的质量份数为25-35%，粗骨料占骨料的质量份数为35-45%。

所述水泥为普通硅酸盐42.5#水泥。

所述调节剂包括占调节剂的质量份数45-60%的早强剂、占调节剂的质量份数20-30%的减水剂和占调节剂的质量份数15-25的膨胀剂。

所述早强剂为氯盐早强剂，减水剂为木质素系减水剂，膨胀剂为硫酸铝钙类膨胀剂。

所述夹层为废旧衣物制作的长度100-150cm、宽度50-75cm、厚度5cm的夹层，长宽比为2，在夹层的四个顶角以及长边中间设有弹簧。

所述弹簧为线径4mm，外径25mm，自由长度5cm的弹簧。

制备方法包括如下步骤：

（1）将废弃的衣服收集起来，按照不同的材质（棉、麻、丝绸、呢绒、皮革、化纤、混纺）进行分类，将不透水和透水性差的衣物进行人工或机械制孔，在保证不漏料的情况下，用细钢针穿孔增加透水性；

（2）将分类好的衣服进行清洗，自然晾干；

（3）去除清洗后的衣服上的纽扣及饰品，然后根据衣服的大小裁剪成形状规整的布块，方便缝合；

（4） 将晾干后的布块缝合成夹层，在其四角及长边中间缝合固定六个弹簧，支撑夹层空间，同时方便毯与毯间的固定与拼接；

（5）将煤矸石进行破碎，使破碎后的粒径为0～5mm的细骨料、5～10mm的中级骨料、10～15mm的粗骨料；

（6）向步骤（5）中加入水泥、粉煤灰及相应的调节剂，搅拌成均匀混合物；

（7）向步骤（4）制作好的毯套的夹层中加入步骤（6）搅拌均匀的混合物，摊平缝合，卷起来存放，备用；

所述步骤（4）中的毯面厚度为一层废旧衣物，方便现场浇水固化夹层中的骨料混合物；

所述步骤（5）中所用机器为颚式破碎机；型号PE 150*125，给料粒径度≤100mm，出料粒度6～38mm，生产能力500～3000（m³/h）；

所述步骤（6）中的搅拌时间为1～3min。

本发明的有益效果如下：

本发明将利用废弃纺织物预制一种充填材料毯，这样可以避免现场搅拌产生灰尘，且不需要管道输送，也不存在堵塞的情况。而且本材料毯方便运输，其大小可根据现场实际的需求进行裁剪，现场浇水可固化，可以无污染的完成充填过程，且材料来源广，成本低。

材料的来源是由于我国是世界上人口最多的国家，根据中国资源综合利用协会的一项数据显示，我国每年大约有2600万吨旧衣物被扔进垃圾桶，最终集中堆放，自然分解，再利用率不到1%，绝大多数旧衣服没有被重新加工或者进行无害化处理，这些废旧衣服为制作充填材料毯提供了丰富的资源，为推广绿色充填开采奠定了良好的基础。

1. 本发明打破传统的充填方法，运用预制的充填材料毯进行充填，避免现场搅拌产生灰尘，造成二次污染，且可以工厂流程化制作，提高制作效率；

2. 本发明不需要管道输送料浆，避免输送过程中遇到堵塞情况，加快了充填速度，有利于充填开采的推广；

3. 本发明可以有效的利用废旧衣服，避免其堆放，燃烧，污染环境；

4. 本发明的材料来源广、成本低、既有经济效益也有环境效益。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明侧视结构示意图；

图3为本发明使用示意图Ⅰ；

图4为本发明使用示意图Ⅱ；

图5为本发明使用示意图Ⅲ；

其中：1-夹层；2-弹簧；3-填充物；4-钢筋。

具体实施方式

实施例1

（1）将废弃的衣服收集起来，按照不同的材质（棉、麻、丝绸、呢绒、皮革、化纤、混纺）进行分类；

（2）去除衣服上的纽扣及饰品，然后根据衣服的大小裁剪成形状规整的布块；

（3）将规整的布块进行清洗，自然晾干；

（4）将晾干后的布块缝合成夹层，其规格为：100cm*50cm*5cm；

（5）取普通硅酸盐42.5#水泥2.160kg，破碎后的三级骨料8.640kg，粉煤灰3.586kg和288g的调节剂，混合均匀，搅拌1～3min；即得到均匀固体混合物，添加到上述过程制备的废旧衣物材料毯的夹层中，然后摊平，即可得到100cm*50cm*5cm的水泥基复合材料毯，其中细骨料2.160kg、中级骨料2.592kg、粗骨料3.888kg，其中调节剂中早强剂164.16g、减水剂57.6g、膨胀剂66.24g。

实施例2

（1）将废弃的衣服收集起来，按照不同的材质（棉、麻、丝绸、呢绒、皮革、化纤、混纺）进行分类；

（2）去除衣服上的纽扣及饰品，然后根据衣服的大小裁剪成形状规整的布块；

（3）将规整的布块进行清洗，自然晾干；

（4）将晾干后的布块缝合成夹层，其规格为：120cm*60cm*5cm；

（5）取普通硅酸盐42.5#水泥5.612kg，破碎后的三级骨料10.98kg，粉煤灰7.076kg和732g的调节剂，混合均匀，搅拌1～3min；即得到均匀固体混合物，添加到上述过程制备的废旧衣物材料毯的夹层中，然后摊平，即可得到120cm*60cm*5cm的水泥基复合材料毯，其中细骨料3.843kg、中级骨料3.074kg、粗骨料4.063kg，其中调节剂中早强剂366g、减水剂219.6g、膨胀剂146.4g。

实施例3

（1）将废弃的衣服收集起来，按照不同的材质（棉、麻、丝绸、呢绒、皮革、化纤、混纺）进行分类；

（2）去除衣服上的纽扣及饰品，然后根据衣服的大小裁剪成形状规整的布块；

（3）将规整的布块进行清洗，自然晾干；

（4）将晾干后的布块缝合成夹层，其规格为：140cm*70cm*5cm；

（5）取普通硅酸盐42.5#水泥10.580kg，破碎后的三级骨料22.853kg，粉煤灰8.664kg和433g的调节剂，混合均匀，搅拌1～3min；即得到均匀固体混合物，添加到上述过程制备的废旧衣物材料毯的夹层中，然后摊平，即可得到140cm*70cm*5cm的水泥基复合材料毯，其中细骨料6.856kg、中级骨料7.999kg、粗骨料7.999kg，其中调节剂中早强剂259.8g、减水剂108.25g、膨胀剂64.95g。

实施例4：

（1）将废弃的衣服收集起来，按照不同的材质（棉、麻、丝绸、呢绒、皮革、化纤、混纺）进行分类；

（2）去除衣服上的纽扣及饰品，然后根据衣服的大小裁剪成形状规整的布块；

（3）将规整的布块进行清洗，自然晾干；

（4）将晾干后的布块缝合成夹层，其规格为：150cm*75cm*5cm；

（5）取普通硅酸盐42.5#水泥13.460kg，破碎后的三级骨料32.304kg，粉煤灰20.190kg和1346g的调节剂，混合均匀，搅拌1～3min；即得到均匀固体混合物，添加到上述过程制备的废旧衣物材料毯的夹层中，然后摊平，即可得到150cm*75cm*5cm的水泥基复合材料毯，其中细骨料10.660kg、中级骨料8.076kg、粗骨料13.568kg，其中调节剂中早强剂605.7g、减水剂403.8g、膨胀剂336.5g。

在使用过程中，可根据需要进行合并，在弹簧间穿插钢筋固定。