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水泥矸石粉復合注漿材料的實驗研究

2022-06-17 07:39:56王學偉
煤炭與化工 2022年5期

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。……

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