[发明专利]一种适用于隧道施工采空区的环保型低成本填充材料

权利要求书

1.一种适用于隧道施工采空区的环保型低成本填充材料，其特征在于，包括以下成分：煤矸石、造纸苛化白泥渣、聚丙烯酸钠、改性氧化石墨烯、钠基膨润土、发泡剂、稳泡剂、减水剂、粉煤灰和水。

2.如权利要求1所述的适用于隧道施工采空区的环保型低成本填充材料，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：煤矸石 40-55%、造纸苛化白泥渣 18-25%、聚丙烯酸钠 0.5-1.2%、改性氧化石墨烯 0.05-0.1%、钠基膨润土 0.3-0.8%、发泡剂 0.5-1%、稳泡剂 0.2-0.3%、减水剂 0.1-0.3%、粉煤灰 8-12%和水 余量。

3.如权利要求1或2所述的适用于隧道施工采空区的环保型低成本填充材料，其特征在于，所述的煤矸石的粒径为经过二级破碎后粒径小于10mm的原煤矿矸石山废料。

4.如权利要求1或2所述的适用于隧道施工采空区的环保型低成本填充材料，其特征在于，所述的造纸苛化白泥渣是指通过浓缩压滤或者真空压滤获得苛化白泥，含有部分未反应完全的氢氧化钙(Ca(OH)₂)和残碱(Na⁺)，含水率45-55%。

5.如权利要求1或2所述的适用于隧道施工采空区的环保型低成本填充材料，其特征在于，所述的改性氧化石墨烯为氮掺杂氧化石墨烯，并以氮掺杂氧化石墨烯水凝胶的形式使用，所述的氮掺杂氧化石墨烯水凝胶的密度为3-12mg/m³。

6.如权利要求1或2所述的适用于隧道施工采空区的环保型低成本填充材料，其特征在于，所述的发泡剂为α-烯基磺酸钠和烷基多苷混合而成；所述的稳泡剂为聚氧化乙烯。

7.如权利要求1或2所述的适用于隧道施工采空区的环保型低成本填充材料，其特征在于，所述的粉煤灰为电厂二级或三级粉煤灰。

8.如权利要求1-7任一所述的适用于隧道施工采空区的环保型低成本填充材料，其特征在于，其制备方法，包括以下步骤：

步骤A、将氮掺杂氧化石墨烯水凝胶5000-8000rpm高速搅拌10-15min后，在8-15min时间内缓慢加入800目钠基膨润土，并继续搅拌20-30min，喷雾干燥后200-250℃焙烧60-90min；然后粉碎得到组分A备用；

步骤B、将稳泡剂加入占水总量的20-30%水中，搅拌均匀加入发泡剂、减水剂、聚丙烯酸钠，搅拌2-3min使其充分发泡后，得到组分B备用；

步骤C、将煤矸石、造纸苛化白泥渣、粉煤灰和剩余的水加入搅拌机中，200-400rpm搅拌3-5min，得到组分C；

步骤D、将搅拌速度调整至600-800rpm，加入组分A和组分B，继续搅拌3-5min后，即可得到环保型低成本填充材料。