煤礦高水膠凝劑

巷道封堵高水充填材料由粉煤灰、高水膠凝劑組成，由膠凝劑代替了A料（快硬水泥）、B料（膨脹劑、激發(fā)劑、增強(qiáng)劑）。保持高水充填材料性能的同時(shí)大大降低了成本。

反應(yīng)機(jī)理：物料依靠膠凝劑中的激發(fā)劑將粉煤灰顆粒表面的玻璃體結(jié)構(gòu)破壞，與粉煤灰中活性的SiO₂和Al₂O₃發(fā)生火山灰反應(yīng)，最終生成具有強(qiáng)度的鈣礬石，并提高漿液凝結(jié)的速度，同時(shí)起到使充填體體積膨脹的作用，膨脹率可達(dá)到5-20%，從而實(shí)現(xiàn)充填體的主接頂。

1. 施工工藝

按比例將粉煤灰、高水膠凝劑投入攪拌機(jī)中加水?dāng)嚢杈鶆?，用泥漿泵輸送到采空區(qū)充填場(chǎng)地。

2. 材料特點(diǎn)：

A、充填成本低，粉煤灰一般占干粉總量的70-80%，水固比一般在0.6-1.0之間。

B、膨脹系數(shù)好，能夠主動(dòng)接頂，充填固料和水發(fā)生反應(yīng)，吸收大量水并產(chǎn)生體積膨脹，膨脹率為5-20%。

C、流動(dòng)性強(qiáng)，可以泵送也可自流，不會(huì)堵塞管道，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間、長(zhǎng)距離充填。

3. 主要力學(xué)性能

高水材料固化體的抗壓強(qiáng)度隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增長(zhǎng)而增大，且后期體積表現(xiàn)為微膨脹，不會(huì)倒縮，抗壓強(qiáng)度指標(biāo)見(jiàn)下表：

單位：兆帕

4. 高水固化體的變形特征

高水材料硬化體壓裂后，在不失水的情況下，存放一段時(shí)間，硬化體還能恢復(fù)部分強(qiáng)度，即再生強(qiáng)度性能，不會(huì)發(fā)生脆性破壞，只是出現(xiàn)一定程度的破壞，仍具有一定強(qiáng)度，在約束條件下，硬化體的強(qiáng)度要增大幾倍到十幾倍，并具有恒阻性能，這些特性對(duì)充填支護(hù)和地壓控制有著十分重要的意義。

5. 高水固結(jié)充填

充填漿體一般采用地面集中制漿方式，因?yàn)榫哂辛己玫膽腋⌒?，漿體在輸送過(guò)程中可視為均質(zhì)漿體，因此制漿和輸送都比較方便，漿體輸送質(zhì)量能得到保證采用泵送或自流輸送都能滿(mǎn)足要求。

結(jié)論

A、新型高水充填材料具有高水、低濃度、可膨脹、高強(qiáng)度、強(qiáng)度再生、后期強(qiáng)度穩(wěn)定增長(zhǎng)等性能。漿體具有良好的懸浮性和輸送性，能夠主動(dòng)接頂，是用途很廣的工程充填支護(hù)材料。

B、高水固結(jié)充填是一種新的充填采礦工藝，是充填采礦領(lǐng)域中的重大技術(shù)突破，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了料漿不脫水凝結(jié)充填，漿體易制備、易輸送，充填體支護(hù)性能好，井下充填工藝簡(jiǎn)單，效率高，生產(chǎn)能力大，礦山效益好。

C、高水材料和高水固結(jié)充填具有很高的推廣價(jià)值，實(shí)際應(yīng)用表明，其社會(huì)效益經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益十分顯著。