水泥矸石粉復(fù)合注漿材料的實(shí)驗(yàn)研究

王學(xué)偉

（1.國(guó)家能源充填采煤技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 河北 邢臺(tái) 054000；2.河北煤炭科學(xué)研究院有限公司，河北 邢臺(tái) 054000；3.河北充填采礦技術(shù)有限公司，河北 邢臺(tái) 054000）

0 引言

1885 年注漿技術(shù)首次應(yīng)用于礦山，德國(guó)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(shù)被礦山廣泛應(yīng)用，注漿材料也得到了較大的發(fā)展，各種注漿材料相繼問(wèn)世。到目前為止，注漿材料分為有機(jī)和無(wú)機(jī)2 類(lèi)，由于有機(jī)注漿材料對(duì)地下水會(huì)造成不同程度的污染，在使用上受到了限制。無(wú)機(jī)注漿材料多以水泥為主，雖然材料來(lái)源廣泛，施工方便，無(wú)毒無(wú)害，但是這種材料價(jià)格偏高，生產(chǎn)過(guò)程消耗能源資源，而且在煅燒水泥熟料時(shí)會(huì)釋放大量的溫室氣體，嚴(yán)重污染環(huán)境。煤矸石是采煤過(guò)程和洗煤過(guò)程中排放的固體廢物，其主要成分是Al2O3、SiO2、Fe2O3、CaO、MgO等。中國(guó)積存煤矸石達(dá)10 億t 以上，每年還將排出煤矸石1 億t。因此，對(duì)煤矸石進(jìn)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(xué)成分見(jiàn)表1。

表1 原料化學(xué)成分Table 1 Chemical components of rawmaterials

2 粉磨細(xì)度

2.1 試驗(yàn)方法

使用500 mm×500 mm 試驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)球磨機(jī)對(duì)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(wǎng)，采用干法手工篩測(cè)量篩余。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

葛泉礦煤矸石不同研磨時(shí)間篩余試驗(yàn)記錄見(jiàn)表2。根據(jù)表2 可知，煤矸石的平均細(xì)度隨研磨時(shí)間的增加而變細(xì)，但研磨時(shí)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(xì)度的級(jí)配比例與研磨30 min 相比，并沒(méi)有較大變化，而在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，研磨40 min 的矸石粉中出現(xiàn)細(xì)片狀篩余物，說(shuō)明此時(shí)出現(xiàn)過(guò)粉磨狀態(tài)。……