粉煤灰膏体充填材料性能影响因素试验研究

王玉怀，高小艳，屈艳阳

(1.华北科技学院 安全工程学院，北京 东燕郊 065201；2.河北省矿井灾害防治重点实验室，北京 东燕郊065201)

0 引言

煤炭开采过程中会引起地面塌陷和生态环境破坏，目前我国采煤沉陷区面积已达20000 km2[1]。煤矿充填开采以充填材料置换煤炭资源，可以有效控制覆岩下沉、减少地表移动，是解决煤矿开采环境问题、解决“三下”压煤、提高资源利用率，降低成本的有效途径[2-4]。充填开采同时可以降低采空区瓦斯积聚、减少井下采空区涌水、浮煤自燃等事故发生可能性，同时能够实现“绿色开采”，提高矿井安全生产水平[5-6]。

煤矿充填开采用粉煤灰作为充填材料的一部分，既减少了环境污染，实现了废物利用，又改善了充填材料性能、降低了成本。因此，近年来围绕利用粉煤灰提高膏体充填材料性能、降低充填成本等方面进行了大量研究。如张钦礼等通过研究湿排粉煤灰物理化学试验、膏体充填配比试验及现场工业试验，研究了湿排粉煤灰的物理化学特性、膏体充填配比和工业试验运行参数[7]。庞云泽等研制开发了碱渣—粉煤灰体系注浆材料，通过正交试验研究了粉煤灰与碱渣质量比、液固比与硅酸钠溶液浓度对浆液主要性能的影响[8]。朱世彬等以风积砂为骨料、水泥和粉煤灰为胶结材料，对不同胶结材料配比下高浓度充填浆液流变特性影响规律进行研究[9]。任昂等研究了在其他用量及膏体浓度不变情况下，粉煤灰掺量64.2%～69.8%时，膏体流变性、泌水率、抗压强度和干缩率性能变化情况[10]。……