增稠劑對膏體充填料漿流動特性的影響及其工程應(yīng)用

王志榮， 石錦民， 王新坤， 吳銳， 王石

（1.國能神東煤炭集團有限責(zé)任公司，陜西 神木 719315； 2.國能神東煤炭集團有限責(zé)任公司寸草塔二礦，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017209； 3.煤炭資源與安全開采國家重點實驗室（中國礦業(yè)大學(xué)），江蘇 徐州 221116；4.江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，江西 贛州 341000）

我國能源稟賦特點是富煤、少油、貧氣，煤炭在我國能源戰(zhàn)略安全體系中長期起到壓艙石和兜底保障作用[1-3]。能源是經(jīng)濟發(fā)展的動力和基礎(chǔ)，隨著經(jīng)濟高速發(fā)展，人類對能源的需求逐漸提升，據(jù)統(tǒng)計2021年全年中國生產(chǎn)原煤40.7億噸，比2020年增長4.7%，比2019年增長5.6%[4-5]。然而，煤礦開采在獲取豐富資源的同時也會產(chǎn)生大量的固體廢棄物污染周邊的生態(tài)環(huán)境，誘發(fā)地表塌陷、工作面垮塌等威脅生命安全的事故[6-7]。近年來，充填采礦方法以其能夠大量處置固體廢棄物、有效控制地表沉陷、高效管理地壓等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于煤礦開采[8-9]。通常，由地表充填站制備的充填料漿經(jīng)過管道以重力自流或泵送的方式輸送到井下采空區(qū)。隨著開采深度的增加，充填管道的布置方式逐漸復(fù)雜且具有較長的距離（大多幾千米），致使充填料漿的管道輸送成為礦山充填的核心環(huán)節(jié)之一。

充填料漿管道輸送主要受控于充填料漿的流動性。屈服應(yīng)力、黏度、坍落度和稠度是常用來表征充填料漿流動性性能的指標[10-12]。這些指標受到濃度、膠凝劑含量和類型、顆粒尺寸分布、時間、溫度以及外加劑含量和類型等眾多因素的影響[13-16]。國內(nèi)外學(xué)者針對充填料漿的流動性開展了廣泛研究。……