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、增強劑)
反應機理: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構破壞,與粉煤灰中活性的SiO2和Al2O3發(fā)生火山灰反應,最終生成具有強度的鈣礬石,并提高漿液凝結的速度,同時(shí)起到使充填體體積膨脹的作用,膨脹率可達到5—20%,從而實(shí)現充填體的主接頂。
1) 施工工藝
按比例將粉煤灰、高水膠凝劑投入攪拌機中加水攪拌均勻,用泥漿泵輸送到采空區充填場(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、膨脹系數好,能夠主動(dòng)接頂,充填固料和水發(fā)生反應,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,可以泵送也可自流,不會(huì )堵塞管道,可長(cháng)時(shí)間長(cháng)距離充填
3)主要力學(xué)性能
高水材料固化體的抗壓強度隨著(zhù)養護齡期的增長(cháng)而增大,且后期體積表現為微膨脹,不會(huì )倒縮,抗壓強度指標見(jiàn)下表:
單位:兆帕
水固比 |
7天 |
28天 |
0.6 |
2.1 |
3.5 |
0.8 |
1.5 |
2.5 |
1.0 |
1.1 |
2.1 |
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,硬化體還能恢復部分強度,即再生強度性能,不會(huì )發(fā)生脆性破壞,只是出現一定程度的破壞,仍具有一定強度,在約束條件下,硬化體的強度要增大幾倍到十幾倍,并具有恒阻性能,這些特性對充填支護和地壓控制有著(zhù)十分重要的意義。
5)高水固結充填
充填漿體一般采用地面集中制漿方式,因為具有良好的懸浮性,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。
結論
A、 新型高水充填材料具有高水、低濃度、可膨脹、高強度、強度再生、后期強度穩定增長(cháng)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材料。
B、 高水固結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)現了料漿不脫水凝結充填,漿體易制備、易輸送,充填體支護性能好,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充填具有很高的推廣價(jià)值,實(shí)際應用表明,其社會(huì )效益經(jīng)濟效益和環(huán)保效益十分顯著(zhù)。
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