煤矿用粉煤灰充填材料的研究.pdf

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1、文章编号：1007-046X(2011)03—0012—02j：粉煤灰煤矿用粉煤灰充填材料的研究StudyofFlyAshFillingMaterialsforCoalMines王朝进，董凤波，唐超，杨春艳，胡敏(淄博矿业集团技术中心，山东淄博255120)摘要：采用电厂粉煤灰为主要原料，制备了一种低成本的煤矿用充填材料。该材料体积膨胀率为25％，28d抗压强度为2．05MPa，可流动时间2h以上，可以自流输送到充填工作面，完成充填，并实现自动接顶。关键词：煤矿；粉煤灰；充填材料中图分类号：X7

2、05文献标识码：AAbstract：Flyashdischargedfrompowerstationswasusedtoprepareakindoflow—costfillingmaterialforcoalmines．Thefillingmaterial，25％ofvolumeexpansibility，2．05MPacompressivestrengthat28d，andthan2hflowingtime，canflowautomaticallydowntoworkingfacesandco

3、mpleteroof-contactedfilling．Keywords：coalmines；flyash；fillingmaterials0前言的混合料中，搅拌5min，即得粉煤灰充填材料。将粉煤灰充填材料分别倾入250mL的量筒，500mL我国的煤矿开采，通常采用自然垮落法管理顶板和处烧杯和7mm×7mm×21mm的三联模中，然后放人标准养理空区，已造成严重的环境问题。从本世纪初开始，一些护箱中养护。专家提出了充填采煤的思想，并开展了大量试验研究工1．3性能测试作[1．z1。目前，国内煤矿大

4、多以煤矸石为主要原料，采用膏根据量筒中料液膨胀前、后的高度变化，计算材料膨体或似膏体充填方法『3_。然而，这种充填方法充填料接顶胀率。料液的流动性采用倾倒的办法测定，在养护中，每困难，充填效果差，采用泵送方式，输送成本高；矸石破隔30min把烧杯里的物料倒人另一个空烧杯，观测残留碎造成充填成本上升。另一种充填方式是高水充填【4J，其量。试块抗压强度按照GB／T11971-1997《加气混凝土核心是“高水速凝固化材料”。该材料由甲、乙两种料组力学性能试验方法》进行测试成，掺水量较高，可达95％以上

5、，大大减少了固体粉料用量。但充填输送工艺复杂，容易堵管，充填体不稳定，材2结果及讨论．料成本高。以粉煤灰为主要原料，开发一种低成本的煤矿2．1水料比采空区充填材料，可以利用煤矿的高位差，自流输送，并水的加入量一是要保证充填材料具有良好的流动性，能充分接顶。二是保证材料的均一性，不能泌水。从表1可以看出，水1试验料比为1．2的充填材料，轻微泌水，抗压强度较低。而水料比为1．0的充填材料不泌水，而且抗压强度最高。1．1原材料表1水料比的影响粉煤灰，一级高钙灰；水泥，425R硅酸盐水泥；膨胀剂，铝粉；

6、生石灰，有效氧化钙含量85％，消化温度90~C；石膏，无水石膏；水，普通工业用水。1．2试验方法将粉煤灰加水制成粉煤灰浆；然后把生石灰、石膏、水泥等加入粉煤灰浆中搅拌2min；再把膨胀剂加入上述2．2激发剂12COALASH3／2011粉煤灰中的铝硅玻璃体具有活性，但这种活性是潜在试验用的膨胀剂是铝粉膨胀剂，铝粉可与强碱发生反的，因为它不能自发水化、硬化而形成强度，必须通过激应，生成氢气，从而使充填材料发生膨胀。充填材料做成发。采用常规的碱性激发剂，即生石灰和石膏。由于水泥膨胀材料的主要目的是克

7、服普通充填材料接顶的难题，当水化过程产生Ca(OH)．，对粉煤灰的活化也有一定作用，膨胀材料送入到充填工作面后，材料发生膨胀自动完成接这里我们也把水泥作为激发剂而一并考虑。顶。从表4中可看出，随着膨胀剂加入量的增大，材料的从试验4可以看出，不加水泥，只用生石灰和石膏作体积膨胀率也变大，但抗压强度随之降低。为激发剂，充填材料的强度很低，7d不能脱模。这说明在表4膨胀剂加入量的影响常温下，即使有生石灰和石膏的激发，粉煤灰的火山灰反应仍然很慢。为了改善粉煤灰早期强度，水泥的加入是非常必要的。从表2中可

8、以看出，随着水泥加入量的增加，充填材料的强度明显提高，当水泥量增加到15％以上时，强度的增长速度变化不大。表2激发剂的影响2．5材料性能序号型墨体积膨胀抗压强度／MPa可流动时粉煤灰水泥生石灰石膏膨胀剂率／％按照配方3计算，材料成本约50元／t煤，比高水充48001550．07530．0不能脱模O．54300填材料的吨煤成本大大降低。另外，由于材料的可流动时5755155O．07529．5不能脱模O．731806805105O．075290不能脱模O．74240间达到2h以上，完全不用外加动力设