水泥矸石粉復合注漿材料的實驗研究

王學偉

（1.國家能源充填采煤技術重點實驗室 河北 邢臺 054000；2.河北煤炭科學研究院有限公司，河北 邢臺 054000；3.河北充填采礦技術有限公司，河北 邢臺 054000）

0 引言

1885 年注漿技術首次應用于礦山，德國人提琴斯采用向巖層裂隙注水泥漿防止涌水的方法取得成功。隨著注漿技術被礦山廣泛應用，注漿材料也得到了較大的發展，各種注漿材料相繼問世。到目前為止，注漿材料分為有機和無機2 類，由于有機注漿材料對地下水會造成不同程度的污染，在使用上受到了限制。無機注漿材料多以水泥為主，雖然材料來源廣泛，施工方便，無毒無害，但是這種材料價格偏高，生產過程消耗能源資源，而且在煅燒水泥熟料時會釋放大量的溫室氣體，嚴重污染環境。煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，其主要成分是Al2O3、SiO2、Fe2O3、CaO、MgO等。中國積存煤矸石達10 億t 以上，每年還將排出煤矸石1 億t。因此，對煤矸石進行注漿性能研究，用煤矸石替代部分水泥作為新型注漿材料。

1 原 料

原材料選用冀中能源股份公司葛泉礦注漿水泥和煤矸石，各原材料化學成分見表1。

表1 原料化學成分Table 1 Chemical components of rawmaterials

2 粉磨細度

2.1 試驗方法

使用500 mm×500 mm 試驗室標準球磨機對葛泉礦煤矸石分別粉磨10、20、30、400 min，選用防治水注漿常用的20、60、100、190、320 目套篩篩網，采用干法手工篩測量篩余。

2.2 實驗結果

葛泉礦煤矸石不同研磨時間篩余試驗記錄見表2。根據表2 可知，煤矸石的平均細度隨研磨時間的增加而變細，但研磨時間40 min 的煤矸石中，除了20 目以上粗顆粒明顯減少外，其他細度的級配比例與研磨30 min 相比，并沒有較大變化，而在實驗中發現，研磨40 min 的矸石粉中出現細片狀篩余物，說明此時出現過粉磨狀態。……