粉煤灰陶粒混凝土煤矿井下支护试验研究

李云鹏，苏怀瑞，赵善坤，黄春慧，王 玉

(1.山东省深部冲击地压灾害评估工程实验室，山东 济南 250100；2.煤炭科学技术研究院有限公司 安全分院，北京 100013；3.山东省煤田地质局物探测量队，山东 济南 250100；4.山东省煤田地质规划勘察研究院，山东 济南 250100)

目前，我国国有煤矿煤巷中锚杆支护比重已达60%以上，在部分现代化大型矿井中甚至高达90%，因此，煤矿巷道支护对于混凝土的需求量日益增加[1]。粉煤灰陶粒混凝土是用粉煤灰陶粒替代普通粗骨料，配制而成的一种表观密度小于1950kg/m3的高性能轻骨料混凝土[2]。它具有密度小、质轻、耐火性好、抗震性能好、弹性模量小、耐腐蚀的特点，因而具有良好的物理力学特性[3-6]。粉煤灰是火力发电厂的主要固体排放物，且排放量逐年递增，2014年我国粉煤灰的总排放量超过6亿t[7]。若以适当的配合比配料，使粉煤灰陶粒混凝土强度达到井下巷道支护要求，不仅可以满足煤矿支护对混凝土的巨大需求，同时，还可实现工业废物再利用，达到绿色开采的目的，因此，粉煤灰陶粒混凝土在煤矿井下支护工程中具有较为广阔的应用前景。

美国是世界上最早使用粉煤灰陶粒混凝土的国家，早在1917年就开始使用其建造房屋和船舶，后用于高层建筑[8]。乌克兰已成功地采用回转窑法烧制出密度为250～400kg/m3的超轻粉煤灰陶粒，且形成一定生产规模[9]。英国著名的Lytag粉煤灰烧结陶粒，不仅为解决英国的粉煤灰污染起到重要作用，且能配制新型多功能高强建材(强度可达LC70)[10]。……