风积砂质高浓度胶凝充填材料性能与粉煤灰掺量关系分析.pdf

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1、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ工程地质学报１００４－９６６５／２０１６／２４（１）００７８０９ＤＯＩ：１０．１３５４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｅｇ．２０１６．０１．０１０风积砂质高浓度胶凝充填材料性能与粉煤灰掺量关系分析王晓东（中煤科工集团西安研究院有限公司西安７１００７７）摘要充填材料是决定煤炭充填开采效益、效率、效果的最主要因素。为了掌握风积砂质高浓度胶凝充填材料的性能变化规律，本文以粉煤灰的质量掺入比作为变量，试验研究和理论分析了粉煤灰对该充填材料性能的影响规律。结果表明，粉煤灰的适量添加可以提高充填材料的强度，大掺量导

2、致强度相对降低；泌水率随着粉煤灰掺量的增大总体上呈减小趋势，较大掺量试样泌水速率相对较低；分层度随着粉煤灰掺量的增大线性降低；凝结时间随着粉煤灰掺量增大呈现指数增大；坍落度总体上随粉煤灰掺量的升高而增大，但大掺量会使其出现相对降低。分析认为，适量粉煤灰的掺入，使风积砂质高浓度胶凝充填材料的颗粒粒度、水分分布和水泥分散均匀，而使材料的强度和输送性能适度改变，但掺量过大会稀释胶结料和改变颗粒相对级配而导致性能下降。关键词粉煤灰采空区高浓度胶凝充填材料充填开采强度输送性能中图分类号：ＴＤ１２文献标识码：ＡＲＥＬＡＴＩＯＮＳＨＩＰＢＥＴＷＥＥＮＥＮＧＩＮＥＥ

3、ＲＩＮＧＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥＡＮＤＭＩＸＰＲＯＰＯＲＴＩＯＮＯＦＦＬＹＡＳＨＦＯＲＣＥＭＥＮＴＥＤＡＮＤＨＩＧＨＣＯＮＣＥＮＴＲＡＴＩＯＮＢＡＣＫＦＩＬＬＭＡＴＥＲＩＡＬＷＩＴＨＷＩＮＤＢＬＯＷＮＳＡＮＤＡＳＡＧＧＲＥＧＡＴＥＷＡＮＧＸｉａｏｄｏｎｇ（Ｘｉ′ａｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣＣＴＥＧ，Ｘｉ′ａｎ７１００７７）ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｗｉｔｈｂａｃｋｆｉｌｌ，ｂａｃｋｆｉｌｌｍａｔｅｒｉａｌｄｏｍｉｎａｔｅｓｔｈｅｂｅｎｅｆｉｔ，ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｅｆｆｅｃｔ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｇｅｔｔｈｅｃｈａｒａ

4、ｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｖａｒｙｉｎｇｐａｔｔｅｒｎｏｆｃｅｍｅｎｔｅｄａｎｄｈｉｇｈｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｂａｃｋｆｉｌｌｍａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈｗｉｎｄｂｌｏｗｎｓａｎｄａｓａｇｇｒｅｇａｔｅ，ｆｌｙａｓｈｉｓｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｖａｒｉａｂｌｅｓｔｏｔｅｓｔａｎｄａｎａｌｙｚｅｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｖａｒｙｉｎｇｐａｔｔｅｒｎｏｆｂａｃｋｆｉｌｌｍａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈｔｈｅｍｉｘｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｆｌｙａｓｈ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ａｓｔｈｅｍｉｘｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｆｌｙａｓｈｉｎｃｒｅａｓｅｓｉｎ

5、ａｐｒｏｐｅｒｒａｎｇｅｉｎｂａｃｋｆｉｌｌｍａｔｅｒｉａｌ，ｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｔｈｅｂｌｅｅｄｉｎｇｒａｔｅｄｅｃｒｅａｓｅｓｉｎｇｅｎｅｒａｌ，ｔｈｅｌａｙｅｒｅｄｄｅｇｒｅｅｄｅｃｌｉｎｅｓｂｙｌｉｎｅａｒｐａｔｔｅｒｎ，ｔｈｅｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎｔｉｍｅｇｒｏｗｓｕｐｂｙｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌｐａｔｔｅｒｎ，ａｎｄｔｈｅｓｌｕｍｐｉｓｇｒｏｗｉｎｇｃｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅｌｙ．Ｂｕｔ，ｗｉｔｈｔｈｅｈｉｇｈｅｒｍｉｘｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｆｌｙａｓｈ，ｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈ

6、ａｎｄｓｌｕｍｐｗｉｌｌｄｒｏｐｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｌｙ．Ｗｈｅｎｔｈｅｍｉｘｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｆｌｙａｓｈｉｓｉｎｐｒｏｐｅｒｒａｎｇｅ，ｔｈｅｆｌｙａｓｈｏｐｔｉｍｉｚｅｓｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｇｒａｄｉｅｎｔ收稿日期：２０１５－０１－０７；收到修改稿日期：２０１５－０３－１１．基金项目：国家自然科学基金（５１４０４２９５），陕西省自然科学基础研究计划（２０１５ＪＱ５１８５）和中煤科工集团西安研究院有限公司科技创新基金（２０１２ＸＡＹＦＸ００６）资助．作者简介：王晓东（１９８１－），男，博士，助理研究员，主要从事煤田地质与煤炭开

7、采技术研究工作．Ｅｍａｉｌ：ｗａｎｇｘｉａｏｄｏｎｇ＠ｃｃｔｅｇｘｉａｎ．ｃｏｍ２４（１）王晓东：风积砂质高浓度胶凝充填材料性能与粉煤灰掺量关系分析７９ｏｆｂａｃｋｆｉｌｌｍａｔｅｒｉａｌ，ａｎｄｍａｋｅｓｗａｔｅｒａｎｄｃｅｍｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｕｎｉｆｏｒｍｉｎｂａｃｋｆｉｌｌｍａｔｅｒｉａｌ．Ａｓａｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎｄｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃａｎｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｓｏｍｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｗｉｌｌｄｅｇｅｎｅｒａｔｅｗｉｔｈｈｉｇｈ

8、ｅｒｍｉｘｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｏｆｆｌｙａｓｈ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＦｌｙａｓｈ，Ｇｏｂ，Ｃｅｍｅｎｔｅｄａｎｄ