紅土膏體充填材料及其物理特性試驗研究

余偉健，萬 幸，劉芳芳，王 直

（湖南科技大學 資源環境與安全工程學院，湖南 湘潭 411201）

0 引 言

從目前國內能源需求看，煤炭作為我國主要能源在國民生產與工業領域中的地位是無可替代的［1］，但隨著煤炭資源開采，地下采空區導致的地表沉降不僅使開采活動增加難度，還會影響到礦區及其周邊安全，而充填開采能從源頭解決這些問題，還能有效處置固體廢棄物，減少環境污染［2-3］。 隨著技術設備不斷地改進，許多學者也通過研究，不斷地完善充填開采體系，祁和剛等［4］提出了“短充長采”的開采模式，并在葫蘆素煤礦和劉莊煤礦成功應用，實現井下矸石不升井，經分選后通過輸送帶直接充填采空區；余偉健等［5］運用巖石力學、圍巖控制原理及其相關理論分別分析充填體的支護作用機制，煤柱的支撐條件，協作支撐系統的力學作用過程，結果表明所提出的“充填體+煤柱+承重巖層”協作支撐系統理論應用于實際充填開采優化中，能有效地指導巖層移動及地表沉降分析與設計；賈林剛［6］采用相似模擬試驗方法開展了不同充填率對覆巖移動特征的影響研究，總結得到了覆巖變形破壞劇烈程度與充填率的關系。 膏體充填技術自20世紀80 年代開發以來，經過30 余年的發展，如今已取得了顯著成果［7-9］，在此基礎上，對于充填體材料性能研究也有許多突破。 張吉雄等［10］構建了深部充填開采巖層運動與地表沉陷控制模型，初步研發出矸石聚合物充填材料；……