粉煤灰在矿山胶结充填中的应用

粉煤灰在矿山胶结充填中的应用

由于粉煤灰固有的火山灰活性，它能与水泥水化过程中析出的氢氧化钙缓慢进行“二次反应”，在表面形成火山灰质反应生成物，与水泥硬化体晶格坚固地结合，进而增加龄期强度，提高充填体的抗渗性和耐久性。粉煤灰加工设备很多，比如粉煤灰分选机、粉煤灰粉碎机。此外，由于粉煤灰在充填体中具有超出火山灰活性的特殊物理功能，例如粉煤灰的减水功能、增加浆体的体积功能、填充浆体粗集料空隙功能、调节胶凝量和胶凝过程的功能，以及与水泥整体的协和功能等，起到了使充填体性能改善和质量提高的作用。

粉煤灰通常跟水泥、石灰、石膏等配合使用，根据粉煤灰和不同的胶结料配合，可把粉煤灰在胶结充填中的主要应用研究分为：粉煤灰+水泥胶结充填、粉煤灰+其他胶结料胶结充填、粉煤灰+水泥+激发剂胶结充填，其中以粉煤灰+水泥胶结充填的研究较多。

粉煤灰+水泥胶结充填

大量的水泥充填到井下，给矿LLI带来了很大的成本负担，为降低成本，很多学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实验室、半工业、工业试验研究。

在分析粉煤灰反应机理的基础上，刘坚通过粉煤灰替代水泥试验，得出：掺加一定量的粉煤灰，可以提高试块的强度，水泥：粉煤灰：尾砂=1：O：8的90d充填试块的强度均小于水泥：粉煤灰：尾砂=l：1：6、1：2：6及1：2：8的抗压强度，充分说明了粉煤灰具有一定的活性，在一定条件下能用于矿山充填并能改善水泥的胶结性能。

正辉通过对粉煤灰取代水泥的不同龄期的强度试验研究，结果表明：粉煤灰逐渐替代水泥时，充填体的3d、7d和28d抗压强度均呈递减趋势，其中3d强度趋势变化较为激烈，而7d和28d强度变化趋势比较缓和，说明粉煤灰对充填体的早期强度影响严重，对充填体后期影响不严重。

田冬梅等基于煤矸石和粉煤灰物理和化学性质分析的基础上，通过大量试验研究得出：

水泥：粉煤灰：煤矸石=1：4：15，外加剂添量1.5%，液固比0.78时，7d硬化体单轴抗压强度能达1.13MPa，28d能达1.78MPa。

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