粉煤灰在礦山膠結充填中的應用

粉煤灰在礦山膠結充填中的應用

由于粉煤灰固有的火山灰活性，它能與水泥水化過程中析出的氫氧化鈣緩慢進行“二次反應”，在表面形成火山灰質反應生成物，與水泥硬化體晶格堅固地結合，進而增加齡期強度，提高充填體的抗滲性和耐久性。粉煤灰加工設備很多，比如粉煤灰分選機、粉煤灰粉碎機。此外，由于粉煤灰在充填體中具有超出火山灰活性的特殊物理功能，例如粉煤灰的減水功能、增加漿體的體積功能、填充漿體粗集料空隙功能、調節膠凝量和膠凝過程的功能，以及與水泥整體的協和功能等，起到了使充填體性能改善和質量提高的作用。

粉煤灰通常跟水泥、石灰、石膏等配合使用，根據粉煤灰和不同的膠結料配合，可把粉煤灰在膠結充填中的主要應用研究分為：粉煤灰+水泥膠結充填、粉煤灰+其他膠結料膠結充填、粉煤灰+水泥+激發劑膠結充填，其中以粉煤灰+水泥膠結充填的研究較多。

粉煤灰+水泥膠結充填

大量的水泥充填到井下，給礦LLI帶來了很大的成本負擔，為降低成本，很多學者在粉煤灰替代部分，甚至全部水泥充填到井下方面做了大量的實驗室、半工業、工業試驗研究。

在分析粉煤灰反應機理的基礎上，劉堅通過粉煤灰替代水泥試驗，得出：摻加一定量的粉煤灰，可以提高試塊的強度，水泥：粉煤灰：尾砂=1：O：8的90d充填試塊的強度均小于水泥：粉煤灰：尾砂=l：1：6、1：2：6及1：2：8的抗壓強度，充分說明了粉煤灰具有一定的活性，在一定條件下能用于礦山充填并能改善水泥的膠結性能。

正輝通過對粉煤灰取代水泥的不同齡期的強度試驗研究，結果表明：粉煤灰逐漸替代水泥時，充填體的3d、7d和28d抗壓強度均呈遞減趨勢，其中3d強度趨勢變化較為激烈，而7d和28d強度變化趨勢比較緩和，說明粉煤灰對充填體的早期強度影響嚴重，對充填體后期影響不嚴重。

田冬梅等基于煤矸石和粉煤灰物理和化學性質分析的基礎上，通過大量試驗研究得出：

水泥：粉煤灰：煤矸石=1：4：15，外加劑添量1.5%，液固比0.78時，7d硬化體單軸抗壓強度能達1.13MPa，28d能達1.78MPa。

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